[发明专利]形成多孔陶瓷颗粒的方法

说明书

一种形成多个多孔陶瓷颗粒的方法可包括利用在分批模式中实施的喷雾流态化形成工艺形成所述多个多孔陶瓷颗粒。所述分批模式可包括至少两个批次喷雾流态化形成循环。利用所述喷雾流态化形成工艺所形成的所述多个多孔陶瓷颗粒可包括至少约0.01cc/g并且不大于约1.6cc/g的平均孔隙率。利用所述喷雾流态化形成工艺所形成的所述多个多孔陶瓷颗粒可进一步包括至少约200微米并且不大于约2000微米的平均粒径。所述多个多孔陶瓷颗粒的每一陶瓷颗粒可包含包括芯区和覆盖所述芯区的分层区的截面结构。

技术领域

本公开涉及一种形成多个多孔陶瓷颗粒的方法。具体地，本公开涉及采用分批模式的喷雾流态化工艺在用于形成多孔陶瓷颗粒中的应用。

背景技术

多孔陶瓷颗粒可用于种类广泛的用途，具体地例如在催化领域中特有地适合于用作催化剂载体或催化剂载体的组分。在催化领域中所使用的多孔陶瓷颗粒需要具有例如至少可使催化组分沉积在其上面的最小表面积、高吸水率和高压碎强度的组合。获得最小表面积和高吸水率可至少部分地通过将最小量的孔隙率并入用作催化剂载体或催化剂载体的组分的陶瓷颗粒中而实现。然而，陶瓷颗粒的孔隙率的增加可改变其他特性，例如催化剂载体或催化剂载体组分的压碎强度。相反地，高压碎强度会要求较低的孔隙率，这然后减小催化剂载体或催化剂载体组分的表面积和吸水率。因此，在多孔陶瓷颗粒中这些特性的平衡(尤其是当颗粒用于催化领域时)与所述组分的特性整合。一旦实现多孔陶瓷颗粒中必需特性的平衡，则要求颗粒的一致形成从而确保所述组分的一致性能。因此，本行业继续对具有各种理想特性(例如特定的孔隙率)的改进多孔陶瓷颗粒、及用于均匀地形成这些多孔陶瓷颗粒的改进方法存在着需求。

致密的球形陶瓷颗粒以往是通过喷雾流态化而制备。然而，这种颗粒是利用连续喷雾流态化工艺而制备。利用连续喷雾流态化工艺生产具有上述各种理想特性(例如特定的孔隙率)且具有窄粒度粒径分布的陶瓷颗粒需要复杂的制造工艺，所述制造工艺可包括后处理机械筛分操作(即，切割、研磨或过滤)以减小陶瓷颗粒的尺寸过大部分的平均粒径并且使平均粒径标准化。然后必须将这些部分回收到连续工艺或者看作是损失材料。因此，这种连续操作会需要过多的费用并且仅在某些大规模生产情况下会是实用的。

发明内容

根据本文所描述的本发明的一个方面，一种形成多个多孔陶瓷颗粒的方法可包括利用在分批模式中实施的喷雾流态化形成工艺而形成多个多孔陶瓷颗粒。所述分批模式可包括至少两个批次喷雾流态化形成循环。利用喷雾流态化形成工艺所形成的多个多孔陶瓷颗粒可包括至少约0.01cc/g并且不大于约1.60cc/g的平均孔隙率。利用喷雾流态化形成工艺所形成的多个多孔陶瓷颗粒可进一步包括至少约200微米并且不大于约2000微米的平均粒径。多个多孔陶瓷颗粒的每一陶瓷颗粒可包含包括芯区和覆盖芯区的分层区的截面结构。

根据本文所描述的本发明的另一方面，一种形成一批多孔陶瓷颗粒的方法可包括制备初始批次的陶瓷颗粒。所述初始批次的陶瓷颗粒可具有等于(Id₉₀-Id₁₀)/Id₅₀的初始粒径分布跨度(IPDS)，其中Id₉₀等于初始批次的陶瓷颗粒的d₉₀粒径分布测量值，Id₁₀等于初始批次的陶瓷颗粒的d₁₀粒径分布测量值并且Id₅₀等于初始批次的陶瓷颗粒的d₅₀粒径分布测量值。所述方法可进一步包括利用喷雾流态化形成工艺将初始批次的陶瓷颗粒形成为经处理批次的多孔陶瓷颗粒。所述经处理批次的多孔陶瓷颗粒可具有等于(Pd₉₀-Pd₁₀)/Pd₅₀的经处理粒径分布跨度(PPDS)，其中Pd₉₀等于经处理批次的多孔陶瓷颗粒的d₉₀粒径分布测量值，Pd₁₀等于经处理批次的多孔陶瓷颗粒的d₁₀粒径分布测量值并且Pd₅₀等于经处理批次的多孔陶瓷颗粒的d₅₀粒径分布测量值。用于将初始批次的陶瓷颗粒形成为经处理批次的多孔陶瓷颗粒的IPDS/PPDS比率可为至少约0.90。