[發明專利]用于催化劑一體化的成形的陶瓷基材組合物

有效

• 申請號: 201480043555.2
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN105452192B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: C·比肖夫;T·R·寶格;G·A·默克爾;Z·宋;C·W·特納;P·D·特珀謝;E·M·維連諾
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C04B35/195
• 分類號: C04B35/195;B01J37/02;B01J37/03;B01D53/94;C04B35/478;C04B38/00;F01N3/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 陳哲鋒,江磊

相關申請的交叉參考

本申請根據35U.S.C.§120要求于2013年05月30日提交的美國專利申請系列號13/906,108的優先權權益，本文以該申請為基礎并將其全部內容結合于此。

說明書

技術領域

本發明涉及成形的陶瓷基材,和它們的組合物。在本發明的各種實施方式中,成形的陶瓷基材可用作催化劑的載體。在其它實施方式中,成形的陶瓷基材的化學組成可與所述催化劑具有低水平的化學相互作用。

背景

包括但不限于高表面積結構的成形的陶瓷基材可用于不同應用。例如，可將這種成形的陶瓷基材用作催化劑的載體來實施化學反應或者用作吸附劑或過濾器來從流體例如氣流和液體流捕集顆粒、液體或氣體物質。作為非限制性例子，一些活性碳體,例如蜂窩體形狀的活性炭體,可用作催化劑基材或用于從氣流捕集重金屬。

目前，對成形的陶瓷基材例如堇青石和鈦酸鋁基產品的化學組成的關注較少，因為沒有報道過化學相互作用。許多現有產品目標是高孔隙率，用于選擇性催化還原(SCR)催化劑的一體化。然而,這些產品中的至少一些顯示不利的雜質范圍，并報道了相互作用，例如與金屬基催化劑的相互作用。因此,本領域需要制備能與更寬范圍的SCR催化劑兼容的成形的陶瓷基材。

概述

根據本發明的各種示例實施方式,批露成形的陶瓷基材。在至少一些實施方式中,成形的陶瓷基材包含氧化物陶瓷材料。在至少一些示例實施方式中,本文所述的成形的陶瓷基材可允許基本上保持催化活性。在各種示例實施方式中,成形的陶瓷基材包含較低的元素堿金屬或堿土金屬含量,例如小于約1400百萬分之份數(parts per million)(“ppm”),小于約1200ppm,或小于約1000ppm。在其它示例實施方式中,成形的陶瓷基材包含較低的元素堿金屬含量,例如小于約1000ppm,小于約800ppm,小于約750,小于約650ppm,或小于約500ppm。在其它示例實施方式中,成形的陶瓷基材包含較低的鈉含量,例如小于約1000ppm,小于約800ppm,小于約750,小于約650ppm,或小于約500ppm。在其它示例實施方式中,氧化物陶瓷材料選自堇青石相、鈦酸鋁相和熔融石英中的至少一種。在一些實施方式中,氧化物陶瓷材料是堇青石/莫來石(mullite)/鈦酸鋁(“CMAT”)組合物。

如本文所使用，術語,“元素堿金屬或堿土金屬濃度小于約1400ppm”指總堿金屬或堿土金屬小于約0.14重量％,其中該堿金屬或堿土金屬包含鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁、鈹、鈣、鍶、鋇和鐳中的任意一種。如本文所使用，術語,“元素堿金屬濃度小于約1000ppm”指總堿金屬小于約0.10重量％,其中該堿金屬包含鋰、鈉、鉀、銣、銫和鈁中的任意一種。

又根據其它示例實施方式中，批露了復合材料體,和制備復合材料體的方法,該復合材料體具有基本上保持的催化活性。在一些實施方式中,一種制備在熱老化之后具有基本上保持的BET表面積的復合材料體的方法包含下述步驟：提供由包含含有氧化物的形成陶瓷的材料的基材組合物制備的成形的陶瓷基材,其中選擇基材組合物的批料組分，從而成形的陶瓷基材中的元素堿金屬或堿土金屬的含量小于約1400ppm,以及將至少一種催化劑施加到該成形的陶瓷基材。在一些實施方式中,選擇基材組合物的批料組分，從而成形的陶瓷基材中的元素堿金屬的含量小于約1200ppm或小于約1000ppm。在一些其它實施方式中,選擇基材組合物的批料組分，從而成形的陶瓷基材中元素鈉的含量小于約1200ppm或小于約1000ppm。在一些實施方式中,含有氧化物的形成陶瓷的材料選自堇青石相、鈦酸鋁相和熔融石英。又在其它示例性實施方式中,氧化物陶瓷材料是CMAT組合物。

根據本發明的各種實施方式,本文所述的基材組合物可具有高孔隙率,例如大于約55％的孔隙率。

根據本發明的各種其它實施方式,本文所述的復合材料體具有較低熱膨脹系數,例如在約25℃到約800℃的范圍具有小于約3x10^-6/℃的熱膨脹系數。