具有高还原性的基于铈的、锆的和另外的稀土金属的氧化物的组合物，其制备方法及其在催化剂领域的用途技术

本发明专利技术的组合物是基于铈的、锆的和至少一种除铈之外的稀土金属的氧化物的组合物，其中氧化铈含量为按重量计大于50％，并且在1000℃下煅烧4小时之后，该组合物具有的比表面积为至少20m2／g并且在200℃至400℃之间可移动的氧的量为至少0.8ml?O2／g。该组合物通过以下方法制备，其中在一个反应器中将一种铈的、锆的以及其他稀土金属的化合物的混合物与一种碱性化合物连续地反应，其中在该反应器的混合区中反应介质的停留时间为最多100毫秒；加热该沉淀，然后使其与一种表面活性剂接触，之后进行煅烧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高还原性的基于铈的、锆的和另外的稀土金属的氧化物的组合物，其制备方法及其在催化剂领域的用途本专利技术涉及一种具有高还原性的基于铈的、锆的和至少一种除铈之外的稀土金属的氧化物的组合物，涉及其制备方法以及其在催化剂领域的用途。“多功能的”催化剂当前用于处理来自内燃机的排气(汽车后燃烧催化)。术语“多功能的”理解为是指不仅能够进行氧化，特别是氧化存在于这些排气中的一氧化碳和烃类，而且能够进行还原，特别是还原也存在于这些气体中的氮氧化物类的催化剂(“三效”(three-way)催化剂)。当今出现了基于氧化铺、氧化错和一种或多种其他稀土金属的氧化物的产物作为包括在这种类型的催化剂的组合物中的特别重要的和有利的组分。为了有效，这些组分甚至在经历高温(例如至少900°C)之后必须具有高的比表面积。这些催化剂组分所要求的另一品质是还原性。术语“还原性”在此处并且对于说明书的其余部分意指催化剂在一种还原气氛下被还原以及在一种氧化气氛下被再氧化的能力。该还原性可尤其通过该材料每单位质量可移动的氧或不稳定氧的量并且在一个给定的温度范围内测量。该催化剂的还原性以及，因此，其效力在当前对基于上述产物的催化剂相当高的温度下是最大的。现在，对于在较低的温度范围内其性能品质是足够的催化剂存在一种需要。在当前现有技术中，看来上面提及的这两个特性通常难以调和，即在较低的温度下的高还原性对应一个相当低的比表面。本专利技术的目的是提供一种此类型的组合物，该组合物在较低的温度下结合了一个高的比表面积和良好的还原性。为此目的，本专利技术的组合物是基于铈的、锆的和至少一种除铈之外的稀土金属的氧化物，具有按质量计大于50%的氧化铈含量，并且其特征在于，在KKKTC下煅烧4小时之后，该组合物具有至少20m2 / g的比表面积和至少0.8ml O2 / g的在200°C至400°C之间可移动的氧的量。当参考附图阅读下面给出的描述时，本专利技术的其他特征、细节和优点将变得更加清晰，其中:-图1是一个用于进行制备本专利技术的组合物的方法的反应器的示意图；-图2示出了通过测量根据本专利技术的一种组合物以及一种对比产物的程序升温还原的还原性获得的曲线。为了本说明书的连续性，比表面积理解为是指依照期刊“美国化学学会杂志(TheJournal of the American Chemical Society), 60, 309 (1938) ” 中描述的布鲁诺-埃梅特-特勒法制定的标准ASTM D3663-78，由氮气吸附确定的BET比表面积。对于本说明书，稀土金属理解为是指由钇和周期表中具有在57和71 (含)之间的原子序数的这些元素组成的组中的那些元素。另外，除非另外提出，煅烧并且尤其是在其之后给出表面积值的煅烧，是在指定时期内在温度稳定的阶段在空气中的煅烧。除非另外提出， 含量或量作为相对于全部组合物的氧化物的质量来给出。铈氧化物以高铈氧化物的形式并且其他稀土金属的氧化物是以Ln2O3的形式，Ln表示这种稀土金属，除镨之外(以Pr6O11的形式表述)。为了本说明书连续性，指定了，除非另有说明，极限值包含在给出的这些值的范围内。该可移动的氧或不稳定氧的量对应于通过还原该组合物的氧形成水所消耗的氢的摩尔量的一半，并且是在不同的温度限制之间，在200°C至450°C之间或甚至在200°C至400°C之间测量。在一种具有二氧化娃反应器的Autochem II2920设备上,通过程序升温还原进行该测量。将氢气以在氩气中按体积计10%，以30毫升/分钟的流速用作还原性气体。这种实验方案在于在一个预配衡容器中称量出200mg的样品。然后将该样品引入底部内含有石英棉的一个石英池中。最后将该样品用石英棉覆盖，置于该测量设备的烘箱中，并且将一个热电偶置于该样品的核心处。用一种热导率检测器检测信号。由在200°C至450°C之间或甚至在200°C至400°C之间的氢信号的消失表面积计算所消耗的氢。如上所述，通过进行程序升温还原来测量该最高还原温度(氢吸收最大处的温度，并且换句话说，在铈IV至铈III的还原也最大处的温度以及对应组合物的最高O2不稳定性的温度)。该方法使之有可能测量根据本专利技术的一种组合物消耗的氢作为温度的一个函数并且从此推出铈还原程度最大处的温度。通过对在1000°C下在空气中预先煅烧4小时的样品程序升温还原进行该还原性测量。该温度以10°c /分钟的速率从50°C至900°C进行上升。氢的吸收从在室温下的基线到在900°C下的基线氢信号的消失表面积来计算。通过一个经由所描 述的该程序升温还原方法获得的曲线上的峰值来反映该最高还原温度。然而，应该指出在某些情况下这样一种曲线可包括两个峰值。根据本专利技术的这些组合物首先特征在于它们的成分的性质。本专利技术的组合物是混合氧化物类型的，该类型是基于氧化铈并且还包括氧化锆和一种除了铈的至少一种稀土金属的氧化物。对于本说明书的其余部分，应当理解的是虽然为了简单起见，只有一种稀土金属被提及，明显的是本专利技术适用于其中包括若干种稀土金属(尤其是两种)的组合物的情况。除铈之外的该稀土金属可以更具体地选自钇、镧、钕、镨和钆。更具体的可以提及基于氧化铈、氧化锆、氧化镨和氧化镧的组合物，基于氧化铈、氧化锆、氧化镨和氧化钇的那些，基于氧化铈、氧化锆、氧化钕和氧化镧的那些，基于氧化铈、氧化锆、氧化镧和氧化钆的那些和基于氧化铺、氧化错、氧化镧和氧化钇的那些。该氧化铈含量大于50%。它可为一个在大于50%至90%之间，尤其是在55%至80%之间和甚至更具体的在60%至80%之间的值。其他稀土金属的，或所有的其他稀土金属的氧化物的含量通常至多30%，更具体的至多20%和甚至更具体的至多15%。该含量可为至少2%，优选地至少5%并且尤其是至少10%。它可特别是为在5%至20%之间。本专利技术的组合物还可包含一种或多种可选自包含铁、钴、锶、铜和锰的组的另外的元素。这种或这些另外的元素通常以氧化物形式存在。另外的元素的量通常不大于10%，并且更具体地它可在2%至8%之间。本专利技术还涉及基本上由铈的、锆的和除了铈的至少一种稀土金属的，并且任选地一种或多种上述的另外的元素的氧化物所组成的组合物。这意指它们可包括处于痕量或杂质的形式的其他元素，尤其是比如铪，但是它们不包括尤其是易于影响其比表面积和/或其还原性特性的其他元素。本专利技术的组合物具有在相对低的温度范围内具有大量的可移动的氧的特征。该量表达为每克组合物的氧的毫升数，在200°C至400°C之间为至少0.8。该量可尤其是至少ImlO2/ g,更具体地至少1.2ml O2 / g并且甚至更具体地至少1.8ml O2 / g。可达到高达约至少2ml O2 / g的量。在一个稍微较宽的温度范围内，即在200 0C至450°C之间，本专利技术的组合物具有的可移动的氧的量是至少Iml O2 / g,更具体地至少2ml02 / g并且甚至更具体地至少2.5mlO2/ go可达到高达约至少3.5ml O2 / g的量。本专利技术的组合物的另一特征是在1000°C下煅烧4小时之后，它们具有至多520°C并且更具体地不大于510°C的最高还原温度。该最高还原温度可尤其是在430°C至520°C之间。本专利技术的组合物还具有特别的比表面积特征。特别是，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于铈、锆和至少一种除铈之外的稀土金属的氧化物的组合物，其中氧化铈含量为按质量计大于50％，其特征在于，在1000℃下煅烧4小时之后，该组合物具有的比表面积为至少20m2／g并且在200℃至400℃之间可移动的氧的量为至少0.8ml?O2／g。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.17 FR 11018671.一种基于铈、锆和至少一种除铈之外的稀土金属的氧化物的组合物，其中氧化铈含量为按质量计大于50%，其特征在于，在1000°C下煅烧4小时之后，该组合物具有的比表面积为至少20m2 / g并且在200°C至400°C之间可移动的氧的量为至少0.8ml O2 / g。2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，该组合物具有至少ImlO2 / g，更特别是至少1.2ml O2 / g和甚至更特别是至少1.8ml O2 / g的在200°C至400°C之间可移动的氧的量。3.如权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，该组合物具有至少ImlO2 / g，更特别是的至少2ml O2 / g和甚至更特别是至少2.5ml O2 / g的在200°C至450°C之间可移动的氧的量。4.如前述权利要求之一所述的组合物，其特征在于，在KKKTC下煅烧4小时之后，该组合物具有至少25m2 / g的比表面积。5.如前述权利要求之一所述的组合物，其特征在于，该组合物具有在大于50%至90%的值之间，更特别是在55 %至80 %之间的氧化铈含量。6.如前述权利要求之一所述的组合物，其特征在于，该组合物具有的其他稀土金属的氧化物的含量是至多30%，并且更特别是至多20%。7.如权利要求6所述的组合物，其特征在于，该组合物具有的其他稀土金属的氧化物的含量在5%至20%之间。8.如前述权利要求之一所述的组合物，其特征在于，该稀土金属选自包含以下各项的组:乾、镧、镨、礼和钕。9.如前述权利要求之一所述的组合物，其特征在于，该组合物还包括一种或多种选自包含铁、钴、锶、铜和锰的组的另外的元素。10.如前述权利要求之一所述的组合物，其特征在于，在100(TC下煅烧4小时之后，该组合物具有至多520°C的最高还原温度。11.如前述权利要求之一所述的组合物，其特征在于，该组合物通过一种超声波处理是可解聚的，并且在于在该处理之后，该组合物处于平均直径(d5(l)至多10 μ m的颗粒形式。12.一种用于制备如前述权利要求之一所述的组合物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: -(a)形成一种液体混合物，该液体混合物包含铈的、锆的、其他稀土金属的和任选地该另外的元素的化合物； -(b)将所述混合物与碱性化合物连续地反应 -在反应器中，其中该反应介质在该反应器的混合区中的停留时间是至多100毫秒，或 -在离心反应器中，其中该反应介质在该反应器的混合区中的停留时间是至多10秒， 由此，在该反应器出口处获得沉淀； -(c)将所述沉淀在水性介质中加热，维持该介质的pH为至少5 ； -(d)将选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚乙二醇、羧酸及其盐、以及羧甲基化脂肪醇乙氧基化物类型的表面活性剂的添加剂加入从前一步骤得到的沉淀或反应介质中； -(e)煅烧由前一步骤得到的固体。13.一种用于制备如权利要求1至11之一所述的组合物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: -(al)形成一种包括铈和锆化合物的第一液体混合物，并且形成一种包括其他稀土金属和任选地该另外的元素的化合物的第二液体混合物； -(bl)将该第一混合物与碱性化合物连续地反应 -在反应器中，其中该反应介质在该反应器的混合区中的停留时间是至多100毫秒，或 -在离心反应器中，其中该反应介质在该反应器的混合区中的停留时间是至多10秒， 由此，在该反应器出口处获得第一沉淀； _(b' I)将该第一沉淀置于与该上述第二液体混合物的接触中，由此获得一种第二沉淀； -(d)在水性介质中加热该第二沉淀，维持该介质的pH为至少5 ； -(dl)将选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚乙二醇、羧酸及其盐、以及羧甲基化脂肪醇乙氧基化物类型的表面活性剂的添加剂加入从前一步骤得到的该沉淀或反应介质中； -(el)煅烧由前一步骤得到的固体。14.一种用于制备如权利要求1至11之一所述的组合物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: -(a2)形成一种包括铈和锆化合物的第一液体混合物，并且形成包括其他稀土金属和任选地该另外的元素的化合物的第二液体混合物； -(b2)将该第一混合物与碱性化合物连续地反应 -在反应器中，其中该反应介质在该反应器的混合区中的停留时间是至多100毫秒，或 -在离心反应器中，其中该反应介质在该反应器的混合区中的停留时间是至多10秒， 由此，在该反应器出口处获得第一沉淀； -(b' 2)将该上述的第二液体混合物与碱性化合物反应，由此获得一种第二沉淀； -(...

【专利技术属性】
技术研发人员：S伊弗拉，E罗阿尔，J埃南德茨，D奥尔贝茨，L伊塔尼，
申请(专利权)人：罗地亚运作公司，
类型：
国别省市：