[发明专利]基于氧化铈和氧化锆具有特定孔隙率的组合物、其制备方法及其在催化中的用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于氧化铈和氧化锆具有特定孔隙率的组合物、其制备方法及其在催化中的用途。

背景技术

所谓“多功能”的催化剂目前被用于内燃机的废气处理(汽车后燃催化)。术语“多功能”要理解为是指不仅能够进行废气中存在的尤其是一氧化碳和烃的氧化，而且还可进行同样存在于这些废气中的尤其是氮氧化物的还原的催化剂(“三元”催化剂)。氧化和氧化铈目前被认为是对于这类催化剂来说的两种特别重要和有利的组分。

这种类型的产品应该具有适应其用途的孔隙率。因而，它们应该包括允许气体良好扩散的足够大尺寸的孔。

但是，这些同样的产品应当还具有小尺寸的孔，因为正是这些孔向该产品贡献足够大的比表面积，使之可用在催化中。

因而有益的是在由小尺寸孔提供的大表面和由大尺寸孔提供的较好的气体扩散之间找到一种良好的折衷。

发明内容

本发明旨在提供一种实现这种折衷的产品。

为此目的，根据本发明的组合物基于氧化铈和氧化锆，其中氧化铈的比例为至少30％质量，并且该组合物的特征在于，其在900℃的温度下锻烧4小时之后具有两个孔群体(populations)，它们各自的直径集中于：对于第一群体来说，对于其中氧化铈含量为30％-65％的组合物来说在5nm-15nm的值左右(autour)或者对于其中氧化铈含量大于65％的组合物来说在10nm-20nm的值左右，并且对于第二群体来说，对于其中氧化铈含量为30％-65％的组合物来说在45nm-65nm的值左右或者对于其中氧化铈含量大于65％的组合物来说在60nm-100nm的值左右。

正如下文将要看到的，本发明的组合物具有显著的小尺寸孔群体，其有助于提供大的比表面积，即使是在高温下。

而且，作为另一个优点，本发明的组合物呈现颗粒的形式，它可以容易地被解聚并且可以产生尺寸小得多的颗粒，这使得这些组合物在催化应用中是特别有益的。

附图说明

参照附图阅读下文的描述，将会更完全地看到本发明的其它特性、细节和优点，在附图中：

-图1是在900℃下锻烧之后的本发明组合物的孔隙图(porogramme)；

-图2是在1000℃下锻烧之后的本发明组合物的孔隙图。

具体实施方式

还应当指出，在说明书的其余部分中，除非另有指出，在给出的数值的所有范围或极限中，在边界处的数值被包括在内，如此限定的数值的范围或极限因而涵盖了至少大于或等于下边界和/或至多小于或等于上边界的任何值。

对于本说明书来说，术语“稀土元素”被理解为是指由钇和元素周期表中原子序数为57-71(含端值)的元素所组成的组中的元素。

术语“比表面积”是指根据ASTMD 3663-78标准通过氮吸附法测定的BET比表面积，该标准是以The Journal of the American Chemical Society(美国化学学会杂志)，60，309(1938)中描述的BRUNAUER-EMMETT-TELLER方法为基础制定的。

另外，在其结束时给出表面积值的煅烧是在空气中的煅烧。

除非另外指出，含量以相对于组合物总质量的氧化物质量给出。氧化铈以二氧化铈的形式给出；其它稀土元素的氧化物则以Ln₂O₃的形式给出，Ln表示稀土元素，镨除外，其以Pr₆O₁₁的形式给出。

粒度值是利用激光衍射技术用Coulter型设备实现的测量而获得的。

本发明的组合物根据两种实施模式来呈现，这两种实施模式在它们的成分的类型方面是不同的。

根据第一种模式，这些组合物基于氧化铈和氧化锆。更具体地，它可涉及由或者基本上由氧化铈和氧化锆组成的组合物。这意味着该组合物不含另外元素的另外氧化物，所述另外元素可以是这种组合物的组成元素或者其表面的稳定剂如稀土元素。但是，该组合物可以包含通常与铈和锆一起存在的杂质。

在本发明的第二种实施模式的情况下，该组合物基于氧化铈、氧化锆和至少一种除铈以外的稀土元素的氧化物。在这种情况下，因而涉及包含至少三种氧化物的组合物。除铈以外的稀土元素可尤其选自钇、镧、钕和镨。因而，作为根据此第二模式的组合物，可更特别地提及基于氧化铈、氧化锆、氧化镧和氧化镨的那些，基于氧化铈、氧化锆、氧化镧和氧化钕的那些，基于氧化铈、氧化锆、氧化镧和氧化钇的那些。