[发明专利]包含晶格经改造的二氧化铈纳米颗粒的燃料添加剂

权利要求书

1.用于制备包含至少一种过渡金属(M)的晶格经改造的晶体二氧化铈纳米颗粒的方法，所述方法包括：

(a)在约20℃至约95℃的初始温度下，提供包含亚铈离子源、一种或多种过渡金属离子(M)源、氢氧离子源的含水反应混合物，至少一种纳米颗粒稳定剂和氧化剂；

(b)机械剪切该混合物，并使其穿过多孔筛，从而形成氢氧化铈纳米颗粒的均匀分布的悬浮液；和

(c)提供能够有效地将亚铈离子氧化成铈离子的温度条件，从而形成包含含过渡金属的二氧化铈纳米颗粒Ce_1-xM_xO₂的产物流，其中“x”具有约0.3至约0.8的值，所述纳米颗粒具有结晶立方萤石结构、约1纳米至约10纳米的平均流体力学直径和约1纳米至约4纳米的几何直径。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述机械剪切在胶体磨中实施。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述能够有效地将亚铈离子氧化成铈离子的温度条件包括约50℃至约100℃的温度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述能够有效地将亚铈离子氧化成铈离子的温度条件包括约60℃至约90℃的温度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述离子源在所述机械剪切过程中同时地或者连续地引入所述反应混合物。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化铈纳米颗粒具有约6纳米的平均流体力学直径。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化铈纳米颗粒具有约4纳米以下的平均几何(TEM)直径。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化铈纳米颗粒具有基本上单峰的尺寸分布，并具有基本上单分散的尺寸频数分布。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化铈纳米颗粒是结晶的，并且微晶尺寸为约1.1纳米至约2.5纳米±0.5纳米。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述亚铈离子源包含硝酸亚铈。

11.根据权利要求1所述的方法，其中在所述包含过渡金属的二氧化铈纳米颗粒Ce_1-XM_xO₂中的所述过渡金属M选自Fe、Mn、Cr、Ni、W、Co、V、Cu、Zr、Y、Mo及其组合。

12.根据权利要求11所述的方法，其中“x”具有约0.30至约0.80的值。

13.根据权利要求12所述的方法，其中“x”具有约0.40至约0.60的值。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述过渡金属M包括Zr或任选地包括Y。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述过渡金属M进一步包括Fe。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述氢氧离子源包含氢氧化铵，所述氢氧离子的摩尔化学计量比相对于亚铈离子为约2∶1的OH∶Ce至约5∶1的OH∶Ce。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化剂包含过氧化氢或分子氧。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米颗粒稳定剂选自烷氧基取代的羧酸、α-羟基羧酸、α-酮羧酸及其组合。

19.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米颗粒稳定剂选自二-、三-、四-羧酸及其组合。

20.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米颗粒稳定剂选自2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸、甲氧基乙酸及其组合。

21.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米颗粒稳定剂选自乙烯基二胺四乙酸、葡萄糖酸、乳酸、酒石酸、丙酮酸、柠檬酸及其组合。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述纳米颗粒稳定剂为柠檬酸。

23.根据权利要求8所述的方法，其中所述基本上单峰和单分散的尺寸频数分布通过选自成核温度、纳米颗粒稳定剂的选择、纳米颗粒稳定剂浓度的变量及其组合是可控的。

24.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法为连续方法或间歇方法。