[发明专利]呈挤出态、基于氧化铈或氧化铈和氧化锆的组合物、其制备方法和作为催化剂的用途

说明书

本发明涉及一种呈挤出态、基于氧化铈或氧化铈和氧化锆的组合物、其制备方法和作为催化剂的用途。

基于氧化铈或氧化铈和氧化锆的混合物的组合物是公知的。它们尤其是被用作催化剂或催化剂载体，特别是用于机动车燃后催化。这些组合物一般在涂覆技术中采用，也就是说将它们与氧化物粘合剂如三氧化二铝或二氧化硅混合，并将所获得的混合物以涂层的形态沉积在载体上。然而，氧化物粘合剂可导致该组合物的快速失活或其选择性损失。

由于这一缺点，能够获得直接呈挤出形态的这些组合物是令人感兴趣的。然而，就申请人公司所知，直到目前还从未能够获得呈这种形态的这些组合物。

因而本发明的目的是提供呈挤出物形态的这些组合物。

申请人公司已发现使用特殊的起始物质可解决这一问题。

因而本发明涉及基于氧化铈或氧化铈和氧化锆的组合物的制备方法，其特征在于所挤出的产物是基于铈氢氧化物或氢氧化合物或铈与锆氢氧化物或氢氧化合物。

本发明还涉及基于氧化铈或氧化铈和氧化锆的组合物，其特征在于该组合物以挤出形态存在。

最后，本发明涉及上述类型的组合物作为催化剂或催化剂载体的用途，特别是用于内燃机废气处理、乙基苯脱氢生成苯乙烯方法和催化甲烷化过程。

阅读以下详细说明和用于对其进行说明的各种具体但非限定性实施例可更完全的看出本发明的其它特点、细节和优点。

首先叙述的是本发明的产物。

本发明组合物的必要特征是其形状。

事实上，它们呈挤出物形态。挤出物是指在压力下通过经喷嘴或所选择形状的挤压模具喷射膏状物所获得的任何物体。如此获得的物体可呈各种形状。它们可呈例如园柱形或半园柱形，正方形或多边形截面或叶形如三叶形截面。所述物体可以是实心的或空心的。它们可具有例如整体、蜂窝或园柱体形态。

本发明组合物基于二氧化铈或铈和锆氧化物。这应理解为是指二氧化铈或二氧化铈与氧化锆的组合物，其中氧化锆占组合物整体重量的至少50wt％。它们可基本上或完全由铈和锆氧化物组成，如适当，还可添加一或多种下述类型的添加剂。

在组合物是基于铈和锆氧化物的情况下，铈和锆的各自比例可在宽范围内变化。更具体来说，以Zr/Ce原子比表达的这一比例可在1/20至20/1的范围内变化，更特别是1/9至9/1。

本发明组合物除铈和锆外，还可以含有添加剂。这些添加剂选自公知可用于改进铈或锆催化性能的那些物质。因而可使用能够稳定这些组合物比表面积的添加剂或公知可增加它们贮氧容量的那些添加剂。

作为添加剂可提到的有属于由铝、硅、钍、钛、铌、钽、和稀土金属组成的组的物质。

稀土金属应理解为是指由钇和元素周期表中原子序数为57至71的元素组成的组中的元素。在稀土金属中特别可提到的是钇、镧、铌和镨。

可以提到的添加剂还有属于由镁、钪、铪、镓和硼组成的组中的那些。

最后，可提到的添加剂是属于由铁、铋、镍、锰、锡和铬组成的组中的物质。

显而易见，这里列举的所有添加剂可单独或以组合方式在本发明组合物中存在，不论它们是属于何物质组。此外，这些添加剂通常以氧化物的形态存在于组合物中。

添加剂的数量可在宽比例范围内变化。最大数量以添加剂氧化物重量相对于组合物整体重量来表达为最大50％。最小数量是达到所需效果而必须的数量。一般来说，这一数量至少为0.1％。更具体来说，添加剂的数量可为1至20％，更特别是1至10％。

本发明组合物可表现出高比表面积，甚至在高温下焙烧后也如此。这一表面积取决于组合物组分的性质。在锆为主要成分的组合物中获得了最大的表面积。

更具体而言，同时存在铈和锆、而铈为主要成分，也就是说Ce/Zr原子比大于1的本发明组合物，在900℃下焙烧6小时后其比表面积至少为20m²/g，更特别是至少为30m²/g。添加一或多种添加剂、特别是如钪和稀土金属、尤其是镧、镨或铌，在相同条件下焙烧后，这些表面积可至少为35m²/g，或至少40m²/g，更特别地至少为45m²/g。具有添加剂的这些组合物在1000℃下焙烧6小时后还可表现出至少为20m²/g的表面积，更特别是至少为30m²/g。