[發明專利]固定和附加納米活性材料

有效

• 申請號: 201080063592.1
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN102812536A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: Q·尹;X·齊;E·魯伊斯
• 申請（專利權）人: SDC材料公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭飛;林柏楠

對相關申請的交叉引用

本申請依據35U.S.C.§119（e）要求2009年12月15日提交的名稱為“材料加工”的共同待審的臨時美國專利申請No.61/284,329的優先權，所述申請的內容經此引用并入本文。

技術領域

本發明涉及催化劑領域。更具體地，本發明涉及將納米活性材料固定和附加到納米載體上的方法。

發明背景

催化劑用于促進和加速反應。例如，使用公知的濕化學法形成催化劑，將擠出物置于六氯鉑酸（H₂PtCl₆）中。在一些實施方案中，擠出物是通過擠出法制成的圓柱形丸粒。擠出物100的一個實例顯示在圖1A中。擠出物100由氧化鋁（Al₂O₃）制成或用氧化鋁（Al₂O₃）涂布，因此在其表面上具有可用的氧（O）原子105。如圖1B中所示，六氯鉑酸110的鉑（Pt）原子115被化學吸收到氧化鋁表面上。特別地，干燥和煅燒（例如在爐中）能使鉑原子115鍵合到氧原子105上，并以HCl分子為副產物。但是，鉑原子115沒有固定到它們的鍵合氧原子105上，并能如圖1C-1D中所示移向其它可用的氧原子105。隨著鉑原子115移動，鉑原子115開始與其它鉑原子聚結，以產生如圖1E中所示的較大粒子120和更積極的狀態。要理解的是，隨著鉑粒子變大，其不利地影響該材料充當催化劑的能力。在高溫用途中，如在老化催化轉化測試中，鉑原子的移動增強。需要防止鉑原子聚結的界面和方法。

發明概述

一方面，用于將納米活性材料固定到納米載體上的界面包括被構造成限制納米活性材料在納米載體表面上的移動的化合物。該化合物是通過納米活性材料與納米載體表面的反應而形成的。在一些實施方案中，納米活性材料是鉑且納米載體是氧化鋁。在一些實施方案中，該納米載體包含部分還原的氧化鋁表面。在另一些實施方案中，所述化合物是鉑氧化鋁金屬化合物。或者，該化合物是鉑銅金屬間化合物。

另一方面，將納米活性材料附加到納米載體上的固定方法使用高溫冷凝技術。該高溫冷凝技術是電子束、微波、RF或DC等離子體。集合納米活性材料和納米載體。在一些實施方案中，將原材料，包括一定量的催化劑材料和一定量的擔載材料，加載到室中。使所述一定量的催化劑材料和所述一定量的擔載材料氣化，產生納米活性材料和納米載體。在一些實施方案中，向該室供應工作氣體，并向該工作氣體輸送能量，以形成高反應性和高能的混合物，以致所述一定量的催化劑材料和所述一定量的擔載材料氣化。在一些實施方案中，也將一定量的銅加載到該室中以便氣化。

然后提高納米載體表面上的金屬性質。形成各納米活性材料和納米載體之間的界面。該界面被構造成限制納米活性材料在納米載體表面上的移動。在一些實施方案中，所述許多納米活性材料各自是鉑。在一些實施方案中，所述許多納米載體各自是氧化鋁。在一些實施方案中，所述許多納米載體各自包含部分還原的氧化鋁表面。在另一些實施方案中，該界面包括鉑氧化鋁金屬化合物或鉑銅金屬間化合物。

再一方面，將納米活性材料附加到納米載體上的方法使用高溫冷凝技術，在納米活性材料與納米載體材料之間形成層。該高溫冷凝技術是電子束、微波、RF或DC等離子體。在一些實施方案中，將原材料，包括催化劑材料和擔載材料，加載到室中并氣化，產生納米活性材料和納米載體。在另一些實施方案中，也將銅加載到該室中以便氣化。通常，納米活性材料與納米載體材料之間的層被構造成限制納米活性材料在納米載體表面上的移動。在一些實施方案中，該層包括鉑氧化鋁金屬化合物。或者，該層包括鉑銅金屬間化合物。

附圖簡述

圖1A-1E顯示了現有技術中的濕催化劑及其性質。

圖2顯示了根據本發明將納米活性材料固定和附加到納米載體上的方法200。

圖3A-3B顯示了根據本發明的納米粒子。

圖4顯示了新鮮和老化的等離子體催化劑的活性差與該等離子體催化劑中的銅與鉑比率的關系的圖。

發明詳述