[其他]掺合氧化铝和二氧化硅团块的整体催化剂载体

说明书

本发明提供了一种经改进的整体催化剂载体，在其结构中高表面积氧化物材料的载体相被分散在烧结陶瓷材料的上面和内部，改进的方法是使用含５０－９３重量％氧化铝和７－５０重量％二氧化硅的混合物作为高表面积氧化物载体相。在焙烧或暴露于工作温度后，所述的氧化铝和二氧化硅混合物比单独的任何一种组分要保持更高的表面积，从而赋予所述整体催化剂载体结构以较高的总表面积。

本专利申请是1985年3月18日以欧文·M·拉契曼（Irwin M·Lachman）和卡洛·戈里诺（Garlo Golino）名义提出申请并共同转让的专利申请流水号712，886以及1985年3月18日以欧文·M·拉契曼（Irwin M.Lachman）、普鲁诺布·巴德赫（Pronob Bardhan）和劳伦斯·A·诺德莱（Lawrence A·Nordlie）名义提出申请并共同转让的专利申请流水号712，875的继续部分。

本发明是以具有经过烧结的陶瓷结构相和分散在该陶瓷上面或内部的高表面积载体相的整体催化剂载体结构为目标。本发明特别是以采用氧化铝和二氧化硅混合物作为高表面积相来进行改进的这类催化剂载体结构为目标。

传统的陶瓷整体催化剂载体由具有高表面积材料涂层的陶瓷载体材料所组成，而催化剂实际上沉积在其上。尤其是，陶瓷载体通常是通过在高温下烧结白土或其它陶瓷材料的模压品以赋予其密度和强度来制备的。该制备过程一般导致陶瓷载体的表面积很小，从而该陶瓷要用既有特定的化学特性又有高表面积的另外一种材料涂覆，而催化剂实际上沉积在其上。在低表面积陶瓷壁上沉积高表面积“修补基面涂层”“washcoat”的过程被公开在诸如美国专利2，742，437和3，824，196上。然而，这些催化剂载体的高表面积修补基面涂层在使用期间因高温（例如汽车排气的高温）常使其表面积受损。

最近，把高表面积相掺合在陶瓷结构相本身内的整体载体有了发展，在这些载体（公开在1985年3月18日提交申请并且共同转让待批的美国专利流水号712，875和712，886上）中高表面积材料与可烧结的陶瓷材料一起以一步法共同挤出，而且在该整体焙烧后所述的高表面积材料在陶瓷基体内保持为分散相，这类催化剂载体虽然消除了那些具有外部高表面积“修补基面涂层”催化剂载体的若干机械上和物理上的问题，但是可能因受到高的使用温度影响使其高表面积相易于热降解。此外，由于与陶瓷材料一起共挤出，在陶瓷焙烧期间出现高表面积氧化物相，为此也同样受到此过程中所涉及的高温的影响。因而希望采用一种在焙烧期间或在使用时尽管受到高温影响也能保持高表面积的氧化物载体材料。

氧化铝和二氧化硅混合物已用作催化剂载体材料，英国专利1，591，628大致公开了氧化铝-二氧化硅混合物作为用于催化剂的外部修补基面涂层载体的用途，但没有公开其特定的组分及特殊的制备方法。美国专利4，129，522公开了含27-75重量%氧化铝和75-25重量%二氧化硅的水凝胶球体的制备，这些球体被认为是适于用作催化剂载体，但是该专利所公开的既不是制备方法又不是使用温度超过760℃，该专利也未公开所述球体在整体载体结构中的应用。美国专利4，151，121公开了用凝胶法制得的含5-40重量%氧化铝的氧化铝-二氧化硅混合物作为掺合在粒化的催化剂载体内的催化剂载体相的用途。美国专利3，637，525公开了一种氧化铝-二氧化硅混合物与磷酸硼结合形成用于催化剂载体的奇特结构/载体相的整体催化剂载体。氧化铝/二氧化硅混合物是用氧化铝和二氧化硅按1.5∶1到9/∶1的重量比进行共沉淀或共凝胶来加以制备。

本发明的一个目的是提供一种具有烧结陶瓷材料的坚固结构相和高表面积整体化载体材料第二相的改进的整体催化剂载体，它在使用时防止了热降解。本发明的另一目的是提供即使遭受到在陶瓷焙烧过程中所使用的高温，载体相也能保持高表面积的这类整体催化剂载体。待描述的本发明会满足这些目的和其他目的。

本发明提供一种包含了烧结陶瓷结构相和与该结构相整体化的多孔性氧化物高表面积载体相的改进的整体催化剂载体结构，其中多孔性氧化物载体基本上由50-93重量%氧化铝和7-50重量%二氧化硅组成。