[发明专利]稀土化合物单晶颗粒的有机胶态分散体

说明书

本发明涉及主要含有至少一种基于至少一种稀土元素的化合物的单晶颗粒的有机胶态分散体，以及涉及它的制备方法。本发明还涉及这种分散体作为内燃机的瓦斯油添加剂的应用。

瓦斯油在柴油发动机中的燃烧过程中，含碳质的产物趋向于形成烟灰，已知烟灰对于环境和健康都是有害的。减少这样的含碳质颗粒(下文称为“烟灰”)排放的技术已经过长期研究。

这样的研究同时伴随着不能增加一氧化碳和有毒的和致癌的气体例如氮氧化物排放的要求。

已提出了许多种减少这样的含碳质排放物的解决办法。

一种令人满意的解决办法是将催化剂加入到烟灰中，使收集在过滤器上的烟灰频繁自燃。为此，烟灰必需具有常常在发动机的正常操作过程中达到的足够低的自燃温度。

已观测到，稀土化合物的胶态分散体构成降低烟灰自燃温度的良好要素。

为了按传统的方法使用和为了满足工业要求，胶态分散体应在加入它们的介质中有良好的分散性，应在整个过程中有高的稳定性以及在相对低的浓度下有高的催化活性。

已知的胶态分散体不总是能满足所有这些标准。例如，它们有良好的分散性，但没有足够的稳定性，或者有良好的稳定性，但催化活性要求浓度太高，以致不经济。

本发明的主要目的是提供在整个过程中有稳定性和在相对低的浓度下有高催化活性的胶态分散体。

本发明涉及一种含有至少一种基于至少一种稀土元素的化合物颗粒、至少一种酸和至少一种稀释剂的有机胶态分散体，其中至少90％的所述颗粒是单晶的。

本发明还涉及一种制备所述分散体的方法，在所述的方法中至少一种稀土元素的至少一种化合物的颗粒在水相中合成，然后再转移到有机相中。

本发明还涉及所述的分散体作为内燃机的瓦斯油添加剂的应用。

本发明胶态分散体的一个优点是，它们基本上由单晶颗粒构成，得到稳定的分散体。

本发明的分散体还有另外一个优点，即有窄粒度分布的细颗粒尺寸。这一颗粒尺寸特别有助于分散体稳定性的重大改进。

这一稳定性不仅对胶态分散体为浓缩的，而且也对分散体为稀释的是重要的。

此外，本发明的分散体还在它们加入的介质中有良好分散性。

本发明的其他特点、详情和优点从以下的描述和说明性实施例和附图中将变得显而易见。

本发明涉及这样一种有机胶态分散体，它包括：·至少一种基于至少一种稀土元素的化合物的颗粒；·至少一种酸；以及·至少一种稀释剂；其特点在于至少90％的颗粒为单晶的。

在本描述中使用以下定义：

术语“基于稀土元素的化合物的胶态分散体”指任何一种基于所述化合物的胶态尺寸的细固体颗粒构成的体系，呈液相悬浮液，所述的颗粒还任选含有残留数量的结合的或吸附的离子，例如硝酸根、乙酸根、柠檬酸根或铵离子。应当指出，在这样的分散体中，稀土元素可完全处于胶体形式或同时处于离子形式和胶体形式。

在本发明中，术语“单晶的”颗粒指用TEM(高分辨透射电子显微镜)研究分散体时，颗粒为单个的和由单晶体构成(或至少看来是由单晶体构成)。

也可使用低温TEM技术来测定基本颗粒的聚集状态。透射电子显微镜(TEM)使用在其天然介质中冷冻的样品，天然介质为水或有机稀释剂，例如芳族或脂族溶剂，例如Solvesso或Isopar，或某些醇类例如乙醇。

冷冻在约50×100纳米厚的薄膜上在液态乙烷(对于含水样品)或液态氮(对于其他样品)中进行。

低温TEM保持颗粒的分散状态，为实际介质中分散状态的代表。

术语“稀土元素”指钇、钪和周期表原子序数57-71的元素构成的一组元素。周期表指“Supplement au Bulletin Chimigue de France”Nol(January 1966)发表的内容。

关于稀土元素，可特别选自铈、镧、钇、钕、钆和镨。优选的是，稀土元素选自铈、镧、钇和镨。

正如上述，本发明的胶态分散体可含有至少一种基于至少一种稀土元素的化合物。所述的化合物因此可基于两种或两种以上稀土元素，它们可为相同的或不同的。

在基于至少两种稀土元素的化合物的情况下，稀土元素可为相同的或不同的，所述的稀土元素可有不同的氧化数。稀土元素的氧化数一般是等于或为+3至+4范围。

在本发明优选的实施方案中，胶态分散体还可含有至少一种选自周期表第IIA、IVA、VIIA、IB、IIB、IIIB和IVB族的其他元素(E)。

在这方面，可特别提到以下元素：铁、铜、锶、锆、钛、镓、钯和锰。