[發明專利]用于形成穩定PtPd柴油氧化的濕化學方法

有效

• 申請號: 201280019036.3
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN103476703A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: W·范登赫克;M·A·比博格
• 申請（專利權）人: SDC材料公司
• 主分類號: B82B1/00
• 分類號: B82B1/00;B01J23/44;B01J37/02;B01J21/04;B82B3/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 徐國棟;林柏楠

發明領域

本發明涉及催化劑領域。更具體而言，本發明涉及生產催化劑的方法。

發明背景

可使用濕化學將小鉑顆粒置于陶瓷表面上以產生催化劑。然而，當將催化劑加熱并使用時，鉑顆粒不充分地結合在陶瓷表面上。因此，它們是可移動的，使它們來回移動并找到其它鉑顆粒。當鉑顆粒彼此發現時，它們聚集成較大的鉑顆粒。

例如，即使現有技術方法以1/2nm鉑顆粒開始，到進行老化試驗(相當于在汽車上10年)時，鉑顆粒聚集成16nm顆粒。

鉑顆粒的聚集產生催化表面積的巨大減少。因此，催化劑的性能顯著降低。

發明概述

本發明使用銷連劑(pinning?agent)以將催化材料安全地結合在核納米顆粒上。銷連劑將催化材料安全地錨定在核納米顆粒上，由此使催化材料的移動性和聚集最小化或消除。因此，本發明能夠提供最小老化或甚至未老化催化劑，所述催化劑充分保持極小尺寸的催化顆粒在各個核納米顆粒上，由此使催化表面積最大化。

在本發明一個方面中，納米顆粒包含內部區域和外表面。內部區域包含混合金屬氧化物，其中混合金屬氧化物包含氧化鋁和鈀。外表面包含純金屬鈀。

在一些實施方案中，內部區域中的鈀延伸至外表面的純金屬鈀，并與其結合。在一些實施方案中，納米顆粒包含約10nm或更小的直徑。

在一些實施方案中，混合金屬氧化物形成納米顆粒的中心核。在一些實施方案中，混合金屬氧化物僅由氧化鋁和鈀組成。

在一些實施方案中，混合金屬氧化物形成圍繞納米顆粒的中心核的單層。在一些實施方案中，中心核包含二氧化硅。

在本發明另一方面中，形成納米顆粒的方法包括：將一定量的氧化鋁材料和一定量的鈀材料以所需比裝入等離子體槍中；使用等離子體槍將一定量的氧化鋁材料和一定量的鈀材料氣化，由此形成包含氣化氧化鋁和氣化鈀的蒸氣云；和將蒸氣云驟冷，由此將氣化氧化鋁和氣化鈀冷凝成納米顆粒。各個納米顆粒包含內部區域和外表面。內部區域包含含有氧化鋁和鈀的混合金屬氧化物，且外表面包含純金屬鈀。

在一些實施方案中，將一定量的氧化鋁材料和一定量的鈀材料氣化的步驟包括：使工作氣體流入等離子體槍的反應器中；將能量輸送至工作氣體中，由此形成等離子體流；和使一定量的氧化鋁材料和一定量的鈀材料流入等離子體流中。

在一些實施方案中，內部區域中的鈀延伸至外表面的純金屬鈀，并與其結合。在一些實施方案中，納米顆粒具有約10nm或更小的平均粒度。

在一些實施方案中，混合金屬氧化物形成納米顆粒的中心核。在一些實施方案中，混合金屬氧化物僅由氧化鋁和鈀組成。

在本發明的又一方面中，形成納米顆粒的方法包括：提供所需比的一定量的鋁材料和一定量的鈀材料；和使用濕化學方法由一定量的鋁材料和一定量的鈀材料形成多個納米顆粒。各個形成的納米顆粒包含內部區域和外表面。內部區域包含含有氧化鋁和鈀的混合金屬氧化物，且外表面包含純金屬鈀。

在一些實施方案中，鋁材料為鹽或有機化合物，鈀材料為鹽，且濕化學方法包括借助化學反應由鋁材料和鈀材料形成混合金屬氧化物。在一些實施方案中，混合金屬氧化物形成各個納米顆粒的中心核，且混合金屬氧化物僅由氧化鋁和鈀組成。

在一些實施方案中，使用濕化學方法形成多個納米顆粒的步驟包括形成圍繞各個納米顆粒的中心核的單層，其中單層包含混合金屬氧化物。在一些實施方案中，各個納米顆粒的中心核包含二氧化硅。

在一些實施方案中，內部區域中的鈀延伸至外表面的純金屬鈀，并與其結合。在一些實施方案中，納米顆粒具有約10nm或更小的平均粒度。

在本發明又一方面中，催化載體納米顆粒包含含有內部區域和外表面的載體納米顆粒。內部區域包含含有氧化鋁和鈀的混合金屬氧化物，且外表面包含純金屬鈀。催化納米顆粒與外表面上的純金屬鈀結合。催化納米顆粒為鉑。

在一些實施方案中，內部區域中的鈀延伸至外表面的純金屬鈀，并與其結合。在一些實施方案中，載體納米顆粒包含約10nm或更小的直徑。

在一些實施方案中，混合金屬氧化物形成載體納米顆粒的中心核。在一些實施方案中，混合金屬氧化物僅由氧化鋁和鈀組成。

在一些實施方案中，混合金屬氧化物形成圍繞載體納米顆粒的中心核的單層。權利要求26的納米顆粒，其中中心核包含二氧化硅。