[发明专利]包含合金的催化剂、制备方法和用途

说明书

制备包含至少两种金属的合金的负载催化物质的方法，包括步骤：(i)组合颗粒状载体材料、第一金属化合物溶液、第二金属化合物溶液和碱性沉淀剂溶液以形成浆料混合物；(ii)搅拌所得的混合物；和(iii)使固体与还原剂接触，其中在所述第一金属化合物中的所述第一金属和在所述第二金属化合物中的所述第二金属各自独立地选自金、钯、铂、铑、铱、银、锇和钌；并且其中所述第一金属不同于所述第二金属。

本申请是基于申请号为201280011416.2、申请日为2012年3月5日、发明名称为“包含合金的催化剂、制备方法和用途”的中国专利申请的分案申请。

本发明涉及制备催化剂组合物的新方法并且涉及由该新方法制备的催化剂组合物。特别地，本发明涉及制备包含两种或更多种贵金属(包括铂族金属)的催化剂的方法，所述贵金属包括铂族金属(即选自钌、铑、钯、锇、铱和铂的一种或多种金属)以及银和金。

已经发现包含铂和钯的组合的催化剂作为在安装在具有柴油发动机的车辆上的催化转化器中的氧化催化剂是有用的。

另一种在催化中有用的金属组合是金和钯。在载体材料上的包含金和钯或由金和钯组成的催化剂用作在多种不同化学反应中的催化剂是已知的。多年以来Pd/Au催化剂在制备乙酸乙烯酯上的用途是公知的，并且大量的专利描述了这些过程、催化剂和制备它们的方法。例如，US 3,775,342描述了用于通过金和钯化合物的溶液浸渍载体随后干燥并且进一步处理(包括用于产生金属态的钯和金的还原)制备乙烯基酯的在二氧化硅上的Pd/Au催化剂的制备。US 5,274,181描述了，用在乙酸乙烯酯的生产中的，由以下组成的催化剂：具有约3-约7mm的粒径和0.2-1.5ml/克的孔体积的催化剂载体；分布在催化剂载体颗粒的最外的1.0mm厚层中的钯和金，和约3.5-9.5wt％的乙酸钾。该催化剂的特征为具有0.60-1.25的金-钯重量比。负载的Pd/Au催化剂用在二烯烃的加氢(US 4,533,779)、乙炔的加氢(WO02/078839)和氧化(US 6,391,821)中也是已知的。US 7,709,407描述了用于发动机尾气(exhaust gas)处理的负载的钯-金催化剂。

本发明的催化剂发现了在处理来自车辆的尾气中的特别的效用。然而它们在其他应用中也可以是有用的。

车辆排放物(exhaust)包含有害的污染物，包括一氧化碳、未燃烧的烃、氮氧化物、煤烟和其它颗粒状物质。已经成功地使用催化转化器和颗粒物过滤器以减少排放自车辆的污染物的水平。然而有进一步减少污染的持续的需要，并且因此要求更有效的催化剂。

用在车辆中的催化转化器通常包含金属或金属化合物的负载颗粒。金属或金属化合物颗粒可以包含单一金属，例如铂，或它们可以包含两种或更多种金属，例如，铂和钯的组合。常用在催化转化器中的金属包括钯、铂和铑.

车辆尾气的成分依据大量的因素而变化，所述因素包括车辆、发动机的类型、使用的燃料、发动机运转了多长时间、温度、天气条件和其它。此外，所有车辆排放物都包含不同污染物的混合物。为了提供催化性能的希望的水平，通常需要包括不同催化转化器组分(例如催化过滤器或三元催化剂)。

本发明特别地涉及氧化催化剂，尤其地涉及在来自车辆的尾气的处理中的用途。然而，可以使用本发明制备用在其它应用中的负载催化剂，例如合适于制备乙酸乙烯酯单体(VAM)的催化剂.

本发明特别地涉及制备包含成形的或部分成形的两种或更多种金属的合金的负载催化剂的方法。两种或更多种金属的合金可以显示改进的催化性能，如在实施例中可见。本发明还涉及包含两种或更多种负载催化物质的催化基材，其中至少一种负载催化物质包含两种或更多种金属的合金。

负载金属催化剂通常包含呈活性催化形式的负载在惰性载体材料上的金属。

可以通过大量的在本领域中已知的方法制备负载金属催化剂。在一些方法中，倾注包含金属化合物的溶液至干燥的颗粒状载体材料上，所述颗粒状载体材料可以已经预涂在基材上。在其它方法中，制备颗粒状载体材料的浆料，其与金属化合物溶液接触。