本发明专利技术涉及一种含有具有0.5-10nm的粒度的纳米级铁-铂族金属颗粒的金属氧化物载体材料，其中所有纳米级铁-铂族金属颗粒的至少70%位于该金属氧化物载体材料的外表面层上，其中该外表面层具有基于该金属氧化物载体材料的总体积小于50%的平均体积。此外，本发明专利技术涉及一种制备该含有纳米级铁-铂族金属颗粒的金属氧化物载体材料的方法。此外，本发明专利技术涉及含有纳米级铁-铂族金属颗粒的金属氧化物作为催化剂的用途，例如作为用于处理来自柴油发动机的废气排放物的柴油氧化催化剂的用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有纳米级铁-铂族金属颗粒的金属氧化物载体材料本专利技术涉及一种含有具有O. 5-10nm的粒度的纳米级铁-钼族金属颗粒的金属氧化物载体材料，其中所有纳米级铁-钼族金属颗粒的至少70%位于该金属氧化物载体材料的外表面层上，其中该外表面层具有基于该金属氧化物载体材料总体积为50%的平均体积。此外，本专利技术涉及一种制备该含有纳米级铁-钼族金属颗粒的金属氧化物载体材料的方法。此外，本专利技术涉及含有纳米级铁-钼族金属颗粒的金属氧化物作为催化剂的用途，例如作为用于处理来自柴油发动机的废气排放物的柴油氧化催化剂的用途。贫油燃烧(lean burn)发动机，例如柴油发动机和贫油燃烧汽油发动机的操作为使用者提供优异的燃料经济性，且因其在贫燃料条件下以高的空气/燃料比操作而具有非常低的气相烃和一氧化碳排放物。尤其是就其燃料经济性、耐久性及其在低速下产生高转矩的能力而言，柴油发动机也明显优于汽油发动机。 然而，从排放物来看，柴油发动机存在比其火花点火相对物更严重的问题。排放问题与颗粒状物质、氮氧化物(NOx)、未燃烃(HC)和一氧化碳(CO)有关。NOx为用于描述氮氧化物的各种化学物质(尤其包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2))的术语。已知包含分散于难熔金属氧化物载体上的贵金属如铁-钼族金属(PGM)的氧化催化剂用于处理柴油发动机的废气，从而通过催化氧化烃和一氧化碳气态污染物而将这些污染物均转化成二氧化碳和水。该类催化剂通常含于称为柴油氧化催化剂(DOC)或更简单地称为催化转化剂的单元中，这些单元置于柴油燃烧发动机的废气流动通道中，以在废气排放于大气之前处理该废气。柴油氧化催化剂通常在其上沉积一种或多种催化剂涂料组合物的陶瓷或金属性基材载体上形成。除了气态HC、C0和颗粒状物质的可溶性有机部份(SOF)的转化外，含有铁-钼族金属(其通常分散于难熔金属氧化物载体上)的氧化催化剂促使一氧化氮(NO)氧化成NO2。例如US 5，491，120公开了含有氧化铺和可为二氧化钛、氧化错、氧化铺-氧化错、二氧化硅、氧化铝-二氧化硅和α-氧化铝中一种或多种的块状第二金属氧化物的氧化催化剂。US 5，627，124公开了含有氧化铈和氧化铝的氧化催化剂。其公开了各自均具有至少约10m2/g的表面积。公开的氧化铈与氧化铝的重量比为I. 5:1-1:1. 5。进一步公开了其可任选含钼。公开的氧化铝优选为活性氧化铝。US 5，491，120公开了含有氧化铈和可为二氧化钛、氧化锆、氧化铈-氧化锆、二氧化硅、氧化铝-二氧化硅和α -氧化铝中一种或多种的块状第二金属氧化物的氧化催化剂。现有技术显示知晓将包括经金属掺杂的沸石在内的沸石用于处理柴油废气。US2008/045405公开了一种用于处理废气排放物如氧化未燃烃和一氧化碳并还原氮氧化物的柴油氧化催化剂。更尤其是，US 2008/045405涉及一种包括含两种明显不同的Pt:Pd重量比的两层不同表面涂料(washcoat)层的表面涂料组合物。PGM为DOC-和三通转化(TWC)应用中的催化活性物质。通常使用钼与钯作为柴油氧化催化剂中的活性金属，而使用钼、钯和铑的组合作为TWC催化剂中的活性金属。CO至CO2的氧化和烃至CO2的氧化主要通过钼催化。加入钯减少了钼在难熔金属氧化物载体如Y-Al2O3表面上的移动性。此外，在钯的存在下，可减少金属颗粒在较高温度下的烧结。在TffC应用中，此外使用铑催化还原氮氧化物(2N0+2C0 — N2+2C02)。就催化活性而言，要求催化活性物质的表面具可接近性。本领域已知制备柴油氧化催化剂的方法包括α)使钼和钯盐在水中组合，(ii)将Y-Al2O3和其他添加剂加入(i)的溶液中以获得水基淤浆(所谓的表面涂料)。将含PGM的表面涂料调节至特殊黏度。经由浸涂利用含PGM的表面涂料涂覆蜂窝状堇青石并煅烧。在驱散(driveway)期间，PGM离子发生还原。所述方法得到平均直径为l_2nm的非常小的金属性PGM纳米颗粒。由于贵金属溶液移动深入氧化铝孔隙内，甚至进入氧化铝的最内层，随后经还原的PGM纳米颗粒也沉积于此。因此，所得含PGM的氧化铝显示PGM的均匀分布。然而，不能接近位于氧化铝最内层处的PGM而催化。因此，目的还有以使得可接近性/可用率优化而得到改善的柴油氧化催化剂性能的方式控制活性金属在金属氧化物载体材料上的位置。·因此，本专利技术涉及一种含有具有O. 5-10nm的粒度的纳米级铁-钼族金属颗粒的金属氧化物载体材料，其中所有纳米级铁-钼族金属颗粒的至少70%位于该金属氧化物载体材料的外表面层上，其中该外表面层具有基于该金属氧化物载体材料总体积为50%的平均体积。本说明书和所附权利要求书中所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物，除非就此另有清楚指示。因此，例如提及“铁-钼族金属”包括来自铁-钼族的两种或更多种金属的混合物等。本说明书和所附权利要求书中所用术语“铁-钼族”包括来自铁族、钴族和钼族的所有金属。因此，铁一钼族包括铁、钴、镍、钌、错、钮、锇、铱、钼、I、4 .'省i·。金属氧化物本领域熟练技术人员已知合适的金属氧化物载体材料。金属氧化物载体材料优选为选自包括二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛的化合物及其混合物的组的贱金属(basemetal)氧化物和/或过渡金属氧化物。尤其优选的载体为选自氧化铝、氧化锆、二氧化硅、二氧化钛、二氧化硅-氧化铝、氧化锆-氧化铝、二氧化钛-氧化铝、氧化镧-氧化铝、氧化镧-氧化错-氧化招、氧化钡-氧化招、氧化钡-氧化镧-氧化招、氧化钡-氧化镧-氧化钕-氧化铝、氧化锆-二氧化硅、二氧化钛-二氧化硅、氧化锆-二氧化钛的活化高表面积化合物。就柴油氧化催化剂而言,优选氧化铝载体,任选地掺杂有稀土金属。市售氧化铝载体材料为 SBA-150U-A1203，初级粒度为 5-75nm, BET :137m2/g)、TM (100/150) ( y -Al2O3,初级粒度为 5-90nm, BET 150m2/g)、SBA-70 ( δ -Al2O3,初级粒度为 5_70nm(370nm 非常少)，BET 85. 5 m2/g)、Siraloxl，5/100 ( δ -Al2O3,初级粒度为 5_50nm，BET 102m2/g)或KR70 ( Y -Al2O3,初级粒度为 5-90nm, BET 155m2/g)。掺杂金属氧化物可掺杂有其他金属,优选掺杂有氧化铈和/或氧化锆。优选的掺杂条件取决于应用并对本领域熟练技术人员是已知的。孔隙率优选地，金属氧化物载体材料显示根据DIN 66131测得为约30m2/g至约160m2/g的BET表面积。孔隙率根据特殊应用而调整。微孔尺寸优选地,金属氧化物材料显示约O. 3nm至约5nm,优选约O. 5nm至约4nm,甚至更优选约O. 5nm至约2nm的孔隙尺寸。优选地，金属氧化物材料显示约70 ▲至约150人的平均 孔径。粒度优选地，金属氧化物载体材料具有约5nm至约200nm,甚至更优选约5nm至约IOOnm的粒度。甚至更优选的粒度为约30nm至约90nm。附聚物任选地，金属氧化物载体材料以附聚物形式存在，而优选附聚物具有约IOOnm至约20微米，甚至更优选约500nm至约15微米的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·J·科普林，I·多姆克，C·R·卡斯特拉诺，G·克尔默，W·施洛夫，R·弗尔哈克，G·舍尔尼科，A·克里斯塔多罗，D·舍恩菲尔德，H·希布施特，M·G·J·滕凯特，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：
国别省市：
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