[发明专利]铈化合物的高pH胶态分散体及其制备方法

说明书

本发明涉及铈化合物的高pH胶态分散体及其制备方法。

铈化合物的分散体有许多用途，特别是多相催化，尤其来自内燃机的废气处理(汽车后燃催化)。这些分散体还可用作防腐涂料或用于化妆品。

许多制备这些分散体的方法已经有人叙述过。然而，已知的方法只能制备高酸性pH(即一般低于5)和高杂质浓度(即离子浓度)的分散体。

但是，在上述应用中，尤其化妆品工业，能否获得低酸性PH和/或高纯度的胶态分散体是十分重要的。

因此，本发明的目的是提供高pH和(如果需要的话)高纯度的胶态分散体。

在第一个实施方案中，根据本发明的铈化合物的胶态分散体的特征在于它的pH至少是4，电导率至多是5mS/cm。

在第二实施方案中，根据本发明的铈化合物的胶态分散体的特征在于它的pH高于5。

在第三实施方案中，本发明的铈化合物的胶态分散体的特征在于碳含量要满足碳/铈摩尔比至少是0.01，和pH高于5。

本发明还涉及制备根据第一和第二实施方案的分散体的方法，其特征在于，它是从pH值比欲要制备的分散体的pH低的第一种胶态分散体制取的，在降低第一种分散体的离子强度的同时其pH值升高。

最后，本发明涉及制备根据第三实施方案的分散体的方法，其特征在于，它是从pH比欲要制备的分散体的pH低的用作起始原料的第一种胶态分散体制备的，将有机酸加入到这一分散体中，在降低第一种分散体的离子强度的同时其pH值升高。

本发明的特征、细节和优点从以下叙述和那些用来说明本发明的非限制性实施例将变得更清楚。

在下面的叙述中，表达短语“铈化合物的胶态分散体”指由在含水液相的悬浮体中的基于氧化铈和/或氢氧化铈的具有胶体尺寸的细固体颗粒构成的任何体系，这类体系还任意性地含有痕量的受束缚或被吸附的离子，如硝酸根、乙酸根、柠檬酸根或铵离子。应注意到，在这些分散体中，铈可以完全是胶体形式，或者同时是离子和胶体形式的。

还应注意到，胶体的平均直径指其平均流体动力学直径，是由光的准弹性散射测定的，使用Michael L Mc Connell在AnalyticalChemistry 53,no 8,1007A(1981)中描述的方法。

此外，这里的术语“纯度”指以离子类物质存在于分散体中的杂质。这一纯度可由分散体的电导率表示。

最后，铈化合物一般是铈(Ⅳ)化合物。

在本发明的第一实施方案中，胶态分散体同时具有至少4的高pH和高纯度，由电导率表示至多是5mS/cm，优选至多是2mS/cm。

第二实施方案的胶态分散体，主要特征在于pH高于5。

本发明的第三实施方案的胶态分散体的特征在于，胶体含有特定比例的碳。这一比例表示为碳/铈或CeO₂摩尔比。它至少是0.01。这一比例一般至多是0.5，尤其在0.1～0.15之间。这里的碳一般相当于位于胶体表面的碳。

本发明的第二和第三实施方案的胶态分散体优选具有的纯度，按电导率表示至多是5mS/cm，尤其至多是2mS/cm。

在上述三个实施方案中的每一个中，pH优选是至多6。

这三种实施方案中的每一种都有胶体尺寸不同的两种派生形式。

在第一派生形式中，分散体中胶体的平均直径在4-20nm，尤其在4-12nm之间。

在该第一派生形式中，胶态分散体的浓度一般在10g/l和250g/l之间，尤其在15g/l和210g/l之间。这一浓度是按CeO₂表示的。

电导率作为胶态分散体的pH的函数而变化。一般，pH高，电导率低。对于第一派生形式，电导率特别是至多2mS/cm。它可在0.1～1.6mS/cm之间。

胶态分散体的pH一般在4或5(如果需要)至7之间，尤其在4或5(如果需要)～5.5之间。

在第二派生形式中，平均胶体直径在40～100nm之间，尤其在40～60nm之间。

胶态分散体的浓度一般在10g/l和1000g/l之间，尤其在10g/l和600g/l之间，更好在15g/l和300g/l之间。

电导率按如上所述方式变化。在第二派生形式中，电导率至多是2mS/cm，优选至多是1mS/cm。特别是，它低于0.3mS/cm。它可以低于0.5mS/cm。

pH一般在4或5(如果需要)～7之间，尤其4或5(如果需要)～6.5之间。

本发明的胶态分散体优选具有单分散粒径分布。