[發明專利]具有高熱穩定性的金屬氧化物混合物及其制備方法

無效

• 申請號: 200680032801.X
• 申請日: 2006-08-28
• 公開（公告）號: CN101263087A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 明岏在;李周衡;宋圭鎬
• 申請（專利權）人: 韓華石油化學株式會社
• 主分類號: C01G57/00
• 分類號: C01G57/00
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 壽寧

技術領域

本發明是有關于一種具有高熱穩定性的金屬氧化物及其制備方法，其金屬氧化物的比表面積值在高溫鍛燒一段時間后與習知的儲氧材料相較仍為高，因此可發展儲氧的氧化納米材料具有高熱穩定性的優點。

本發明所制備的金屬氧化物可做為儲氧材料(oxygen?storage?capacity，OSC)或三效催化劑的載體，是用以純化氣油車輛所排放廢氣，或用在純化柴油車輛、化學反應所排放的廢氣，或用在一感應氧氣的含氧傳感器。本發明的金屬氧化物較佳地適用于一儲氧材料或三效催化劑的載體，是用以純化汽油車輛所排放的廢氣。

背景技術

一般說來，三效催化劑是通過氧化還原反應，將一氧化碳(CO)、碳氫化合物、或氧化氮(NOx)轉換為二氧化碳、水或氮氣等環境負荷度較低或毒性校低的材料。三效催化劑的制備，通常通過噴涂一多孔蜂巢材料于貴金屬，如鉑(platinum)、鈀(palladium)、銠(rhodium)、鋁(alumina)與儲氧材料。

用以純化車輛所排放的廢氣的三效催化劑的儲氧材料通常為氧化鈰(cerium?oxide)、氧化鈰與氧化鋯(cerium?oxide-zironium?oxide)及氧化鈰的混合物(mixes?cerium?oxide)。盡管上述的三效催化劑可以一窄范圍約14.6的空燃比例使一氧化碳，碳氫化合物、或氧化氮高度被轉換，但若高于上述的空燃比例，其轉換效率大為減低，此為其一缺點。鈰具有下列優點，例如其易于于三價鈰與四價鈰之間轉換并具有高度性能，其中氧氣可儲存于淡燃燒區，并于濃燃燒區釋出。

淡燃料：Ce(III)₂O₃+1/2O₂-＞Ce(IV)O₂??????(1)

濃燃料：Ce(IV)O₂(1)-＞Ce(III)₂O₃+1/2O₂???(2)

因此，鈰被應用于1900早期，其重要功能是為緩和在使用三效催化劑時容易因空燃比例的小波動變化影響而降低轉換效率的問題，。然而，純化車輛所排放的廢氣的三效催化劑不可避免地會暴露于高溫，會降低其比表面積值與增加其晶格大小，故氧化鈰材料面臨些許問題，如：孔洞間彼此融合、晶格燒結、儲氧能力與攜氧能力降低等，其熱穩定性也因此被減低。

因此，各類的方法漸漸被開發，用以解決上述的問題。

其一方法為添加氧化鋯至氧化鈰材料里面，其可增加混合物的熱穩定性并同時具有儲釋氧能力，除此之外，氧化鋯與氧化鈰的混合物更可添加第三材料，用以增加其熱穩定性與攜氧能力，其表現能力與其合成方法與組成有很大關聯。車輛所排放的廢氣的催化劑的制備，通常通過噴涂一蜂巢載體與儲氧材料與氧化鋁，其中，鋁元素的功用為增加氧化鈰的熱穩定性，此外，氧化鋁可額外添加鑭(Lanthanum)或鋇(Barium)，其亦可增加該氧化鋁的熱穩定性。

制備上述的金屬混合氧化物，其方法為在高速下混合一含有鈰、鋯與鋁的鹽類水溶液與一堿性溶液，接著干燥沉淀物，并在650℃鍛燒一小時，然而，此方法的缺點為其堿性的氫氧化合物難移除。

美國專利2004/0186016揭露一制備金屬氧化物的方法，其為通過添加一鈰的鹽類化合物與一第二金屬氧化物M1(較佳為鋯氧化物)至一草酸銨(Ammonium?oxylate)，以一混合物、一涂膜、或一固態溶液，行成共沉淀，將其共沉淀物緩慢沉淀或涂怖一第三金屬氧化物M2(較佳為鋁氧化物)，而后過濾、干燥、鍛燒，如其實施例E7的(Ce_0.8Zr_0.2O₂)*(0.4Al₂O₃)其每克具有129平方米(129m²/g)的比表面積，且在650℃下鍛燒4小時之后每克具有82平方米(82m²/g)的比表面積，其熱穩定性仍顯不足。

發明內容

有鑒于現有技術的各項問題，當公知的材料與三效催化劑一同暴露于高溫下，有因孔洞融合、晶格燒結而大幅度降低其比表面積值與其攜氧能力的缺點。