基材上的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术披露了一种在基材上提供催化剂的方法，其包括：提供包含可溶活化涂料盐物质、极性有机溶剂和不溶性微粒材料的第一活化涂料；使第一活化涂料接触基材，形成涂覆基材；然后使涂覆基材接触包含氧化物催化剂或负载氧化物催化剂的第二活化涂料，将氧化物催化剂或负载氧化物催化剂物理吸附、化学吸附、粘接或以其他方式附着到涂覆基材上。本发明专利技术还披露了一种位于基材上的催化剂，其包含：基材；包含可溶活化涂料盐物质、极性有机溶剂和不溶性微粒材料的锚定层；以及包含氧化物催化剂或负载氧化物催化剂的第二层。所述位于基材上的催化剂是生坯形式或煅烧形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及，更具体地涉及基材上的氧化物催 化剂或负载氧化物催化剂及其制备方法。
技术介绍
人们对开发高活性负载催化剂的兴趣持续不断，且日益增强。负载催化剂体系不 仅有助于减少发电厂、炼油厂和其他化学加工厂对空气的污染，而且可用于其他许多工业 应用。负载催化剂体系还可设计用于减少例如打印机、干洗店、油漆店和塑料模具店的操作 所释放的挥发性有机化合物(VOC)。负载催化剂材料可用于许多化学转变过程，例如加氢脱硫、加氢、甲烷化、甲醇合 成、氨合成、一氧化碳的氧化以及许多石油化学过程。此外，昂贵的催化剂如Pd或Pt基催 化剂可做成负载的，这样就可以回收催化剂。将催化剂施加在基材上可能是适宜的，因为可以促进所负载的催化剂的分散。基 材可起到的作用是例如作为催化剂在工作过程中的结构因子(formfactor)。然而，目前将 催化剂施加到载体和基材上的方法受到催化剂材料与基材之间的不相容性(例如缺乏结 合能力)的限制。用这样的方法制备负载催化剂最终还有可能导致催化剂丧失分散性和/ 或失去催化活性。人们需要解决前述问题，并克服与传统催化剂材料和方法相关的其他缺陷。专利技术概述本专利技术涉及多层催化剂载体及其制备和使用方法。通过采用多层催化剂载体以及 利用所述多层催化剂载体的制备和使用方法，本专利技术至少部分解决了上述问题。在一个实施方式中，本专利技术披露了在基材上提供催化剂的方法，其包括提供包含 可溶活化涂料(washcoat)盐物质、极性有机溶剂和不溶性微粒材料的第一活化涂料；使第 一活化涂料接触基材，形成涂覆基材；然后使涂覆基材接触包含氧化物催化剂或负载氧化 物催化剂的第二活化涂料，将氧化物催化剂或负载氧化物催化剂物理吸附、化学吸附、粘接 或以其他方式附着到涂覆基材上。在另一个实施方式中，描述了位于基材上的催化剂，其包含a)具有至少一个表 面的基材；b)接触所述至少一个表面的至少一部分的锚定层，其包含可溶活化涂料盐物 质、极性有机溶剂和不溶性微粒材料；以及C)定位在与基材相背的所述锚定层的至少一部 分上的第二层，其中所述第二层包含氧化物催化剂或负载氧化物催化剂。在又一个实施方式中，披露了位于基材上的催化剂，其包含具有至少一个表面的 基材，接触所述至少一个表面的至少一部分的锚定层，以及定位在与基材相背的所述锚定 层的至少一部分上的第二层，其中所述锚定层包含第一氧化物，所述第二层包含第二氧化 物催化剂或负载氧化物催化剂，所述锚定层和所述第二层基本上不含粘合剂。本专利技术的其他方面和优点将部分陈述于以下详细描述和权利要求书中，部分可由 详细描述推知或者通过实施本专利技术的各个方面而习知。以下描述的优点可借助所附权利要 求书中具体指出的要素及其组合实现和获得。应当理解，前面的概述和以下详述仅为示例 和解释，不对本专利技术构成限制。附图简要说明附图包含在本说明书中，构成其一部分，说明了本专利技术的一些实例，并与文字描述 一起对本专利技术的原理作出非限制性解释。在所有附图中，相同的数字代表相同的要素。附图说明图1显示了本专利技术的一个示例性实施方式。专利技术详述以下描述给出了本专利技术目前已知的可以实现的最佳实施方式。为此，相关领域的 技术人员将意识到并理解，可对本文所述的本专利技术的各种实施方式作出许多改变，而仍然 能够获得本专利技术的有益结果。同样显而易见的是，通过选择本专利技术的一些特征而不利用其 他特征，也能获得本专利技术的一些所需益处。因此，本领域的技术人员将意识到，对本专利技术的 许多改进和调整不仅是可能的，而且在一些情况下甚至是所需的，它们构成本专利技术的一部 分。因此，所提供的以下描述用于说明本专利技术的原理，而不是对其构成限制。在本说明书和后面的权利要求书中，将提到若干术语，它们具有下面所定义的含 义本文所用单数形式“一个”、“一种”和“该”包括其复指形式，除非文中另有明确规 定。因此，例如，当提到一种“溶剂”时，其包括具有两种或更多种这样的“溶剂”的情形，除 非文中另有明确规定。“任选的”或“任选地”是指后面所描述的事件或情形可发生，也可不发生，且该描 述包括该事件或情形发生的情况和它不发生的情况。本文披露了用于制备所披露的组合物的组分以及本文所披露的方法中使用的组 合物本身。本文披露了这些材料及其他材料，应当理解，当披露了这些材料的组合、子集、相 互作用、分组等时，尽管可能没有明确地具体提及这些化合物的每一种不同的单一组合、集 体组合和变化形式，但是每种情况均视为本专利技术具体考虑到且披露了。因此，若有多种额外 的步骤可进行，则应当理解，这些额外步骤中的每个步骤均可结合所披露的方法的任何具 体实施方式或实施方式的组合进行。除非有明确相反的说明，本文所用的一种组分的“重量％”或“重量百分数”或“基 于重量的百分数”是指该组分的重量占包含该组分的组合物的总重的比例，用百分数表示。本文所用术语“涂料”意指多种组分的悬浮体，当施涂到基材上时，它可提供具有 高表面积的表面，所述表面适合稳定一种或多种氧化物或负载氧化物催化剂颗粒。本文所用术语“活化涂料”意指可施涂到基材或涂覆基材上的组合物。本文所用术语“基材”意指其上可沉积涂料和/或活化涂料的物体。基材包括整 体件，可具有任何形式和/或几何形状，例如蜂窝状、堆叠状、螺旋状、编织形式、发泡形式 或其组合，可由任何适合目标应用的物质组成。本文所用术语“纳米”和“纳米颗粒”意指在各个方向上，至少有一个方向上的平 均粒径小于约100纳米、小于约10纳米或小于约5纳米的颗粒。应当理解，本文所披露的位于基材上的催化剂具有特定功能。本文披露了执行所披露的功能在结构上的特定要求，应当理解，有许多与所披露的结构相关的结构能够执行 相同的功能，这些结构通常实现相同的结果。本文披露了位于基材上的催化剂以及制备位于基材上的催化剂或负载催化剂的 方法。在本专利技术的各个方面，可将一种涂料结合和/或附着到固体基材上，所述涂料具有一 定的组成以及结合和/或附着到氧化物催化剂或负载氧化物催化剂上的途径。本专利技术一般 允许独立于基材和/或涂覆基材加工氧化物催化剂或负载氧化物催化剂，以便至少部分克 服基材、涂覆基材、氧化物催化剂和/或负载氧化物催化剂全都一起加工时发生的负面效 应。在一个实施方式中，披露了在基材上提供催化剂的方法，其包括提供包含可溶活 化涂料盐物质、极性有机溶剂和不溶性微粒材料的第一活化涂料；使所述第一活化涂料接 触所述基材，形成涂覆基材；然后使所述涂覆基材接触包含氧化物催化剂或负载氧化物催 化剂的第二活化涂料，将所述氧化物催化剂或负载氧化物催化剂物理吸附、化学吸附、结合 或以其他方式附着到所述涂覆基材上。在另一个实施方式中，描述了位于基材上的催化剂，其包含基材；包含可溶活化 涂料盐物质、极性有机溶剂和不溶性微粒材料的锚定层；以及包含氧化物的第二层。 根据本专利技术，位于基材上的催化剂可以是生坯形式或煅烧形式。基材用于本专利技术的基材可包含任何合适的材料。由于基材暴露于处理催化剂或负载催 化剂的条件时，至少会对一些基材材料造成多方面的负面影响，所以只要基材本身不需要 暴露于这样的条件，本专利技术就允许或基本上允许使用任何基材。所述基材可包含无机材料、 有机材料或其组合。一方面，所述基材包含多条内通道，所述内通道具有多孔壁限定的表面，并从第一 面穿过基材延伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基材上提供催化剂的方法，所述方法包括：　　ａ）提供包含可溶活化涂料盐物质、极性有机溶剂和不溶性微粒材料的第一活化涂料；　　ｂ）使第一活化涂料接触基材，形成涂覆基材；然后　　ｃ）使涂覆的基材接触包含氧化物催化剂或负载氧化物催化剂的第二活化涂料，将氧化物催化剂或负载氧化物催化剂物理吸附、化学吸附、粘接或以其他方式附着到涂覆的基材上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US12/112,6092008年4月30日1.一种在基材上提供催化剂的方法，所述方法包括a)提供包含可溶活化涂料盐物质、极性有机溶剂和不溶性微粒材料的第一活化涂料；b)使第一活化涂料接触基材，形成涂覆基材；然后c)使涂覆的基材接触包含氧化物催化剂或负载氧化物催化剂的第二活化涂料，将氧化 物催化剂或负载氧化物催化剂物理吸附、化学吸附、粘接或以其他方式附着到涂覆的基材上。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不溶性微粒材料是氧化物。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可溶活化涂料盐物质和不溶性微粒材 料包含相同的阳离子。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可溶活化涂料盐物质包括铁的化合物、 铈的化合物、铜的化合物、铝的化合物、钛的化合物、硅的化合物、镁的化合物、钇的化合物、 锆的化合物、锌的化合物或其组合。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可溶活化涂料盐物质包含硝酸盐、卤化 物、羧酸盐或其组合中的至少一种。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述极性有机溶剂包括乙二醇单乙醚、乙二 醇单甲醚、二甘醇单乙醚、溶纤剂或其组合。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对涂覆的基材进行以下操 作中的至少一种加热、干燥、煅烧、焙烧或其组合。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二活化涂料是通过混合溶剂和粉末 形式的氧化物催化剂或负载氧化物催化剂制得的。9.一种位于基材上的催化剂，其包含a)具有至少一个表面的基材；b)接触所述至少一个表面的至少一部分的锚定层，其包含i.可溶活化涂料盐物质； .极性有机溶剂；以及iii.不溶性微粒材料；以及c)定位在与基材相背的所述锚定层的至少一部分上的第二层，其中所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·P·安迪葛，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US