專利名稱：鈣鈦礦催化劑的洗覆技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在適用于催化反應的基底上鈣鈦礦催化劑組合物的形成和相應 的應用。更具體地講，本發(fā)明涉及一種在催化劑載體結構上、例如用來氧化汽車發(fā)動機廢氣 成分的載體結構上形成并涂覆該催化劑組合物的方法。
背景技術：
為了改善燃料的經濟性，柴油發(fā)動機、一些汽油燃料發(fā)動機以及許多烴燃料發(fā)電 廠在高于化學計量的空氣與燃料質量比率的情況下操作。然而，這樣的貧燃發(fā)動機及其它 動力源就產生了具有相對高含量氧氣和氮氧化物(統(tǒng)稱為NOx)的熱廢氣。就柴油發(fā)動機 來說，加熱發(fā)動機產生的廢氣溫度一般在200-400°C范圍，并且具有以下常規(guī)組成以體積 計，約10%的氧氣、1. 6%的二氧化碳、0. 的一氧化碳、180ppm的碳氫化合物、235ppm的 NOx以及余量的氮氣和水。通常包含一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的NOx氣體由于在熱 廢氣流中的高氧氣(O2)含量而難以被還原成為氮氣(N2)。
貧燃操作發(fā)動機廢氣中NOx成分的還原仍然是在貧燃發(fā)動機中實現高燃料效率的 一個問題。兩種不同的方法是有希望的(a)存儲廢氣流中的NOx并且還原成氮以及(b)廢 氣中加入氨以能夠選擇性催化還原。通過在總NOx中增加NO2比例顯著地提高了在兩種方 法中除去NOx的效率。由于發(fā)動機排出的NOx通常包括少于10%的NO2,氧化催化劑的NO氧 化性能對綜合處理NOx的排放很重要。當前在柴油發(fā)動機的應用中，貴金屬基催化劑是最 通常被用來氧化NOx的。但是這些鉬族催化劑的缺陷是較高的材料成本和穩(wěn)定性不足。
鈣鈦礦是通式為AB&的寬泛的一類化合物，其中‘A’和‘B’是兩個具有懸殊尺寸 的互補陽離子，并且X是鍵合到以上兩者上的陰離子。一些鈣鈦礦組合物比如LaCoO3因其 對揮發(fā)性有機化合物的氧化活性而眾所周知。本發(fā)明的目的是采用合適的鈣鈦礦材料作為 氧化催化劑，例如用于貧燃發(fā)動機車輛廢氣處理的氧化催化劑。
分散于高表面積的氧化鋁載體顆粒上的鉬族金屬已被施用在堇青石或碳化硅載 體上作為涂層(稱作“洗覆層”，Washcoat)，用來催化處理汽車的廢氣流。優(yōu)選的當前方案 是使用一種每平方英寸具有高達400個平行的、端口開放的氣體孔道的蜂窩狀、穿透式的 擠出型堇青石載體，并且其具有約71%開放的正截面。所述的擠出型堇青石體可以具有圓 形的或橢圓形的截面，對于反應具有合適的長度，將其插入廢氣流以使熱廢氣穿過孔道，并 且如預計的那樣受到帶有貴金屬/氧化鋁催化劑粒子的表面所影響。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在用于廢氣處理的載體上形成并且同時有效地 涂覆鈣鈦礦催化劑材料(例如氧化催化劑)的顆粒涂層的方法。該目的包括(但不限于) 在廢氣穿過式的陶瓷載體主體的小縱壁表面上原位形成并且涂覆鈣鈦礦催化劑材料的顆 粒。發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種將所需鈣鈦礦化合物的組成原子(離子)與分散在水基凝膠中的前體離子結合在一起的方法，所述的水基凝膠的流動性適于在催化劑載體表面上覆蓋涂 層。所述載體主體可以是例如用于廢氣處理的擠出的并焙燒過的堇青石蜂窩體，其具有許 多端口開放的薄壁單元，其與擠出軸對齊。在本方案中，鈣鈦礦前體凝膠包含充足的水以流 入幾百個小單元的開放端口，并且將凝膠作為涂層分散在陶瓷體每一個單元壁表面上。
本發(fā)明的一個方案可以用一種典型的鈣鈦礦組合物LaCoO3W制備來舉例說明，該 組合物用作將貧燃碳氫化合物燃料發(fā)動機廢氣中NO氧化成NO2的催化劑。在本說明性的 (而不是限制性的)實例中，制備一種基本上相等摩爾量的鑭和鈷的酸性鹽的水溶液。適當 地，該酸性鹽包含氧。由于硝酸鹽容易得到、低價以及水溶性而便于使用。例如，可以用等 摩爾量的水合鹽La (NO3) 3 · 6H20和Co (NO3) 2 · 6H20來制備水溶液。顯然，在晶體結構中，鑭 和鈷將作為鈣鈦礦的陽離子，并且氧作為陰離子。
將一種水溶性的多元酸例如檸檬酸加入到前體溶液中，以在所述溶液中形成配合 物聚集體或相應離子的群簇。例如，把三元檸檬酸看作與溶液中金屬離子反應，并將其收攏 到聚集離子的配合物中，以便將配合物涂覆在用于最終催化劑的所需載體基底上。攪拌和 加熱該水溶液(例如到大約80°C)以獲得金屬離子配合物。在這一點上，需要調整水溶液/ 凝膠的流動性，以適合于涂覆在預定的催化劑基底上。例如，該含水凝膠相比于用于涂覆到 擠出的整體材料催化劑載體表面所希望的情況更具有流動性，或者更稀。在本實施方案中， 可以將水蒸發(fā)以獲得一種對于目標表面更有效的涂覆介質。在一個本發(fā)明的優(yōu)選方案中， 將前體材料涂覆到擠出的堇青石蜂窩體的許多單元壁上(例如，每平方英寸的開放端口中 具有400個孔道)。在該方案中，相對于半克摩爾的合適的含水凝膠鈣鈦礦產物(ABO3)，合 適的含水凝膠可以占約一升的體積。換句話說，必要時該含水離子配合物的含水量可以調 節(jié)，以便A組離子和B組離子的濃度都在大約0. 45到大約0. 65克摩爾每升體積的含水離 子配合物(凝膠)。
然后將陶瓷整體材料浸漬，優(yōu)選垂直地(單元開口向下)浸漬，以用該鈣鈦礦前體 材料的凝膠使單元壁濕潤并在其上覆蓋涂層。在短暫的浸漬后，將整體材料從該溶液中移 出。許多單元就包含了一層凝膠材料的薄附著涂層，并覆蓋了可流動的過剩材料。用空氣 流從單元壁上吹掃未吸附的凝膠材料。將該濕基底水平地安置在烘箱中加熱和空氣干燥。 然后，在流動空氣中焙燒該涂覆過的基底，以在該堇青石基底的單元壁上形成鈣鈦礦催化 劑(本示例中為LaCoO3)的細晶粒。用前體材料重復涂覆并重復焙燒，直到在該單元壁上 形成所需厚度或數量的鈣鈦礦催化劑層。
在上述示例中，鑭是ABO3鈣鈦礦組合物的A陽離子組分，鈷是B組分，選擇該ABO3 鈣鈦礦組合物作為用于汽車廢氣治理的氧化催化劑。顯然，可以將一種或多種其它相對較 大的陽離子用作該A組分。并且，可以將一種或多種其它較小的陽離子用作該B組分。通 常，A組分的總離子數應基本等于B組分的離子數。提供充分的氧以形成所需的鈣鈦礦晶 體結構。在形成的晶體材料中，A和B組分的相對尺寸相互匹配，并按照本發(fā)明將該晶體材 料直接形成于催化劑載體表面上。
因此，按照本發(fā)明的方案，該目標鈣鈦礦催化劑材料是在目標催化劑載體材料上 原位形成的。并且，如下文所論述的，按照本發(fā)明的方案形成的催化劑材料是一種將一氧化 氮氧化成二氧化氮的非常有效的催化劑。
此外，除了形成一種更簡單地制備鈣鈦礦并進行涂層的方法之外，本發(fā)明還具備其它的優(yōu)點。具體地講，通過每個凝膠洗覆層的施用實現了更大的基底負載；在每一個凝膠 洗覆層的施用中實現催化劑的恒定負載；并且催化性能顯著提高。
具體地說，本發(fā)明涉及以下方面
1. 一種在催化劑載體基底表面上形成鈣鈦礦催化劑材料晶體顆粒的方法，所述鈣 鈦礦晶體顆粒包含(i)具有第一離子半徑范圍的一種或多種元素的陽離子，A組陽離子； ( )具有小于第一離子半徑范圍的半徑范圍的一種或多種元素的陽離子，B組陽離子；以 及氧陰離子，并且以元素配比ABO3組成，該方法包括
形成包含基本等量A組陽離子以及B組陽離子的水溶液；
將含羧基的多元有機酸加入到水溶液中，其加入量為相對于A組陽離子和B組陽 離子的總量提供過量的羧基，并且使羧基與陽離子反應以形成陽離子和酸的含水離子配合 物；
為了將含水離子配合物涂覆到催化劑載體表面，若有必要，調整含水離子配合物 的水含量；
將含水離子配合物涂覆到催化劑載體表面以形成離子配合物的粘附涂層；
從涂層中蒸發(fā)表面水分；并且
在空氣中在高溫下焙燒涂層以在催化劑載體表面上形成鈣鈦礦結晶顆粒。
2.第1項所述的方法，其中為了將含水離子配合物涂覆到催化劑載體表面上而降 低含水離子配合物中的水含量。
3.第1項所述的方法，其中所述的水溶液是用A組陽離子和B組陽離子的含氧無 機酸鹽形成的。
4.第1項所述的方法，其中所述的水溶液是用A組陽離子和B組陽離子的硝酸鹽 形成的。
5.第1項所述的方法，其中加入檸檬酸作為含羧基的多元有機酸。
6.第1項所述的方法，其中A組陽離子包括選自稀土元素、堿土元素以及堿族元素 中的一種或多種元素。
7.第1項所述的方法，其中A組陽離子包括選自鑭、鍶、鈰以及鋇中的一種或多種元素。
8.第1項所述的方法，其中B組陽離子包括選自元素周期表中3d、4d和5d族元素 中的一種或多種過渡元素。
9.第1項所述的方法，其中B組陽離子包括鈷、錳和鐵中的一種或多種。
10. 一種在催化劑載體基底表面上形成鈣鈦礦催化劑材料晶體顆粒的方法，所述 鈣鈦礦晶體顆粒包括(i)具有第一離子半徑范圍的一種或多種元素的陽離子，A組陽離子； ( )具有小于第一離子半徑范圍的半徑范圍的一種或多種元素的陽離子，B組陽離子；以 及氧陰離子，并且以元素配比ABO3組成，該方法包括
(a)形成基本等量A組陽離子以及B組陽離子的水溶液，該溶液分別由相應陽離子 的硝酸鹽形成；
(b)將檸檬酸加入到水溶液中，其加入量為相對于A組陽離子和B組陽離子的總量 提供過量的羧基，并且使羧基與陽離子反應以形成陽離子和酸的離子配合物；
(c)為了將含水離子配合物涂覆到催化劑載體表面，若有必要，調整水合離子配合物的水含量；
(d)將含水離子配合物涂覆到催化劑載體表面以形成離子配合物的粘附涂層；
(e)從涂層中蒸發(fā)表面水分；
(f)在空氣中在高溫下焙燒涂層以在催化劑載體表面上形成鈣鈦礦晶體顆粒；
(g)判定是否在催化劑載體表面上形成了所需量的鈣鈦礦晶體；并且，如果沒有，
則重復步驟(d)-(f)，直至形成所需量。
11.第10項所述的方法，其中為了將含水離子配合物涂覆到催化劑載體表面上而 降低含水離子配合物中的水含量。
12.第10項所述的方法，其中催化劑載體是一種擠出的陶瓷整體材料，其具有開 放端口的單元，該單元壁與擠出軸線對齊，并且通過將上述整體材料浸漬到含水離子配合 物中使含水離子配合物涂覆到單元壁上。
13.第12項所述的方法，其中通過在120°C下加熱整體材料以及涂層1個小時以從涂層中蒸發(fā)表面水分。
14.第12項所述的方法，其中在約700°C下焙燒涂層。
15.第10項所述的方法，其中A組陽離子包括選自稀土元素、堿土元素以及堿族元 素中的一種或多種元素。
16.第10項所述的方法，其中A組陽離子包括選自鑭、鍶、鈰以及鋇中的一種或多 種元素。
17.第10項所述的方法，其中B組陽離子包括選自元素周期表中3d、4d和5d族元 素中的一種或多種過渡元素。
18.第10項所述的方法，其中B組陽離子包括選自鈷和錳中的一種或多種。
19.第10項所述的方法，其中在含水離子配合物中A組陽離子和B組陽離子的濃 度各自為約0. 45到約0. 65克摩爾每升含水離子配合物。
20.第1項所述的方法，其中在含水離子配合物中A組陽離子和B組陽離子的濃度 各自為約0. 45到約0. 65克摩爾每升含水離子配合物。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將通過進一步討論本發(fā)明方案的一些說明性的詳細的 實施例來理解。


圖1是鈣鈦礦晶體結構的代表。該立方晶體結構顯示八個均被八個相鄰單元共用 的“A”離子(例如La+3離子)，單個體中心“B”離子(例如Co+3離子)和六面中心氧離子 (Ο"2)。
圖2表示概述現有技術制備鈣鈦礦催化劑的方法的流程圖。
圖3表示概述本發(fā)明方案制備鈣鈦礦催化劑的方法的流程圖。
圖4表示由于重復實施(現有技術)漿液洗覆方法導致的負載分數的增加。
圖5表示由于重復實施本發(fā)明的方法導致的負載分數的增加。
圖6比較了在(現有技術)漿液洗覆方法和本發(fā)明的方法制備的鈣鈦礦催化劑 LaCoO3和LaMnO3的作用下溫度與NO氧化速率的關系。
具體實施方式
術語鈣鈦礦是指一類具有通式AB&的特定晶體結構的化合物，如圖1所示，其中 ‘A’和‘B’是兩種尺寸懸殊的陽離子，以及“X”是鍵合到上述兩者上的陰離子。在本發(fā)明 的方案使用的許多鈣鈦礦中，氧是陰離子?？梢允褂玫年栯x子范圍很大，較大的陽離子例如 La、Sr、Y和Ca通過十二面體配位作用占據一個特定的位點，在此稱為“A”位點，同時較小 的陽離子例如Cr、Ti、Mn、Ni、Co、Fe和Mg通過被八面體陰離子圍繞的6-倍配位占據其它 位點，這里稱為“B”位點。
可以通過若干方法制備鈣鈦礦，但是一種較好的方法是形成該‘A’和‘B’陽離子 的硝酸鹽水溶液(或水合硝酸鹽)，其中‘A’ ‘B’的比例為1 1。對于最好的結果而言， 期望通過加入體積與“A”離子硝酸鹽的質量成比例的水來調節(jié)該溶液的濃度。然后加入一 種多元酸例如檸檬酸，其加入量為至少等于每當量金屬離子一當量檸檬酸，或更優(yōu)選過量10重量％。
從上述可知，不應假定‘A’和‘B’原子唯一地與特定化學物種相關聯。眾所周知的 是，在鈣鈦礦結構中可實現用“a”離子替換“Α”離子并用“b”離子替換“B”離子，這導致了 基于‘分數’組合物AhaxBhbyO3的超級單元結構，比如LaxSri_xCryMni_y03。這樣的‘分數’組 合物包括許多化學物種，并不局限于任何特定數量的化學物種，本發(fā)明應包括這些‘分數’ 組合物。僅僅為了方便起見，本發(fā)明的細節(jié)是用“A”離子和“B”離子描述的。
當反應結束之后，蒸發(fā)水分以形成凝膠。按照現有技術的鈣鈦礦制備和涂覆方案， 繼續(xù)加熱凝膠直到其在約300°C的空氣中燃燒。繼續(xù)暴露于約700°C的高溫并保持至少幾 個小時，產生晶體鈣鈦礦。雖然可使用基于草酸鹽或醋酸鹽的替代方法，但是檸檬酸鹽的方 法仍然因為相比于許多其它方法能夠獲得大表面積的鈣鈦礦而具有吸引力。因此檸檬酸鹽 基鈣鈦礦的催化活性通常勝過通過其它的途徑制備得到的鈣鈦礦的催化活性。
通過圖2中的流程圖200解釋了現有技術中將鈣鈦礦涂覆在催化劑基底上的方 法。步驟10中引發(fā)檸檬酸和硝酸鹽之間的反應，然后在步驟20中加熱到80°C并保持1個 小時來完成，在步驟30中形成反應產物。步驟10水溶液中的金屬硝酸鹽包含比例基本上 為1 1的‘A’和‘B’離子硝酸鹽。
在步驟40完全除去水后，形成一種粘膠，在步驟50中進一步在90°C干燥過夜，在 步驟60中將其在700°C焙燒5小時，焙燒是在IOOsccm的空氣流中進行。然后在水存在下 球磨該鈣鈦礦M小時，之后將其分散在酸化水溶液中以形成洗覆涂料，步驟70和80。
現有技術的方案能夠確認所需鈣鈦礦組合物的實際形成，以及粉碎該固體物料至 所需的粒度以用于在基底上涂覆。
繼續(xù)參見圖2，然后施用該洗覆涂料，如步驟90，通常重復地將催化劑基底浸漬 于漿液，其間在200°C保持30分鐘以進行干燥，如步驟100。最后當獲得合適的催化劑負 載時，將催化劑基底和其鈣鈦礦涂層在700°C焙燒5小時，如步驟110所示，焙燒仍然是在 IOOsccm的空氣流中進行。
然而，在該現有技術的方法中，催化劑載體上鈣鈦礦的催化活性相比于步驟60中 第一次形成的鈣鈦礦的催化活性有所下降。雖然不必依賴于該理論，但可以推測形成時的 鈣鈦礦中固有的一些孔隙因洗覆方法而失效，這導致了催化活性降低。例如，為了改善洗覆 層的附著力而在步驟80中加入的HNO3可能不利于催化性能。因而，希望發(fā)展一種替代方法，以更簡單的途徑來將該鈣鈦礦涂覆到催化劑載體上并保持其形成時的高催化活性。
如圖3流程圖所示的本發(fā)明的方案是一種用來洗覆催化劑基底以構建鈣鈦礦催 化劑的改進方法。本發(fā)明也利用了檸檬酸鹽方法的有益特征，步驟10、20和30相應于現有 技術中的相關步驟，并且‘A’和‘B’離子的硝酸鹽仍然以基本上1 1的比例存在。然而， 在步驟35中將反應產物濃縮而不是還原為凝膠。步驟90將洗覆涂層涂覆到催化劑基底上 的方法通常是類似的，并再次干燥洗覆涂層，如步驟95，但是相比于上述現有技術的方法需 要較低的溫度和較長的時間。然而在步驟105將洗覆的基底在IOOsccm的空氣流中短暫焙 燒處理，之后繼續(xù)返回到步驟90進行額外的洗覆涂層涂覆，接著決定步驟98確定是否達到 了所需的催化劑負載量。在最后的步驟中，在決定步驟98確定已經達到了所需的催化劑負 載量之后，進行步驟110的700°C焙燒5小時，該焙燒仍然在lOOsccm的空氣流中進行。
因此，在本發(fā)明中，將洗覆涂料以鈣鈦礦前體的濃縮溶液的形式進行涂覆，然后在 催化劑載體上進行原位焙燒。為了將該濃縮溶液涂覆到催化劑載體上，垂直地浸漬該載體， 也就是說其中將載體浸入溶液的方向平行于其孔道的方向，并且保持全部浸沒30秒，使得 能夠將該濃縮溶液負載到其壁上。使用空氣流吹掃除去孔道中多余的溶液。在干燥該催化 劑載體期間，將其水平放置，焙燒在IOOsccm的空氣流中進行。
因此，本發(fā)明顯著地簡化了現有技術中沉積鈣鈦礦作為催化劑的方法。需要的步 驟更少了，并且消除了對球磨的需要。
本發(fā)明相比于現有技術提供了其他優(yōu)點。比較圖4和圖5可知，相比于現有技術 (圖4)而言，本發(fā)明能夠實現通過較少的洗覆涂層涂覆次數就達到所需的催化劑的負載分 數(圖幻。在所示的實施例中，本發(fā)明的方案能夠在5個步驟中達到負載分數為0.20，該 負載分數現有技術通過12個步驟才能達到。
此外，通過本發(fā)明的方案獲得的每次洗覆涂層涂覆獲得的負載量是穩(wěn)定和可預測 的，其負載分數為大約0.04每次涂覆。在現有技術的方法中，可實現的最大負載分數為約 0. 025每次涂覆，并且這僅在第一次涂覆中實現，其隨著進一步的涂覆而逐漸下降。
當實施現有技術的方案時，基于圖4的漸進性，似乎對于可達到的最大負載分數 存在一個固有的最大值。圖5的線性行為表明沒有這樣一個固有的最大值，并且使用所述 的本發(fā)明可以容易地實現更大的負載分數。
重要地是，相比于使用現有技術的方法沉積的鈣鈦礦，使用本發(fā)明方法沉積的鈣 鈦礦顯示了較大的催化活性。圖6顯示了按照本發(fā)明的方法和現有技術的方法沉積的兩種 具體鈣鈦礦催化組合物LaCoO3和LaMnO3在多個溫度下的催化行為。當使用本發(fā)明的方法 沉積得到的鈣鈦礦時，可以清楚地觀察到催化活性的顯著提高，改進大于兩倍。
在本說明書的以下段落中更詳細地描述了圖3所概括的在堇青石催化劑上形成 鈣鈦礦催化劑的方法。這些實施例提供了制備LaCoO3和LaMnO3組合物的細節(jié)步驟，其催化 性能通過圖6給出，并且還進一步說明了對方法的調整，以適合于部分替換A離子。
通過首先在含有一水合檸檬酸的蒸餾水中溶解適量(參見表1) &La(N03)3*6H20、 Co (NO3) 2 ·6Η20、Μη (NO3) 2 和 Sr (NO3) 2來制備催化劑 La1^xSrxCoO3 (χ = 0,0. 1)和 La1^xSrxMnO3 (χ =0,0. 1)0加入的檸檬酸過量10wt%，以保證金屬離子的完全絡合。所用水的量為46. 2 至51. lmL/g La(NO3)3 · 6H20。組合物的全部細節(jié)以及反應物的量列于表1。
表 1
用于鈣鈦礦合成的催化劑前體和檸檬酸的實例
權利要求
1.一種在催化劑載體基底表面上形成鈣鈦礦催化劑材料晶體顆粒的方法，所述鈣鈦礦 晶體顆粒包含(i)具有第一離子半徑范圍的一種或多種元素的陽離子，A組陽離子；(ii)具 有小于第一離子半徑范圍的半徑范圍的一種或多種元素的陽離子，B組陽離子；以及氧陰 離子，并且以元素配比ABO3組成，該方法包括形成包含基本等量A組陽離子以及B組陽離子的水溶液；將含羧基的多元有機酸加入到水溶液中，其加入量為相對于A組陽離子和B組陽離子 的總量提供過量的羧基，并且使羧基與陽離子反應以形成陽離子和酸的含水離子配合物； 為了將含水離子配合物涂覆到催化劑載體表面，若有必要，調整含水離子配合物的水含量；將含水離子配合物涂覆到催化劑載體表面以形成離子配合物的粘附涂層； 從涂層中蒸發(fā)表面水分；并且在空氣中在高溫下焙燒涂層以在催化劑載體表面上形成鈣鈦礦結晶顆粒。
2.權利要求1所述的方法，其中為了將含水離子配合物涂覆到催化劑載體表面上而降 低含水離子配合物中的水含量。
3.權利要求1所述的方法，其中所述的水溶液是用A組陽離子和B組陽離子的含氧無 機酸鹽形成的。
4.權利要求1所述的方法，其中所述的水溶液是用A組陽離子和B組陽離子的硝酸鹽 形成的。
5.權利要求1所述的方法，其中加入檸檬酸作為含羧基的多元有機酸。
6.權利要求1所述的方法，其中A組陽離子包括選自稀土元素、堿土元素以及堿族元素 中的一種或多種元素。
7.權利要求1所述的方法，其中A組陽離子包括選自鑭、鍶、鈰以及鋇中的一種或多種元素。
8.權利要求1所述的方法，其中B組陽離子包括選自元素周期表中3d、4d和5d族元素 中的一種或多種過渡元素。
9.權利要求1所述的方法，其中B組陽離子包括鈷、錳和鐵中的一種或多種。
10.一種在催化劑載體基底表面上形成鈣鈦礦催化劑材料晶體顆粒的方法，所述鈣鈦 礦晶體顆粒包括(i)具有第一離子半徑范圍的一種或多種元素的陽離子，A組陽離子；(ii) 具有小于第一離子半徑范圍的半徑范圍的一種或多種元素的陽離子，B組陽離子；以及氧 陰離子，并且以元素配比ABO3組成，該方法包括(a)形成基本等量A組陽離子以及B組陽離子的水溶液，該溶液分別由相應陽離子的硝 酸鹽形成；(b)將檸檬酸加入到水溶液中，其加入量為相對于A組陽離子和B組陽離子的總量提供 過量的羧基，并且使羧基與陽離子反應以形成陽離子和酸的離子配合物；(c)為了將含水離子配合物涂覆到催化劑載體表面，若有必要，調整水合離子配合物的 水含量；(d)將含水離子配合物涂覆到催化劑載體表面以形成離子配合物的粘附涂層；(e)從涂層中蒸發(fā)表面水分；(f)在空氣中在高溫下焙燒涂層以在催化劑載體表面上形成鈣鈦礦晶體顆粒；2頁(g)判定是否在催化劑載體表面上形成了所需量的鈣鈦礦晶體；并且，如果沒有， 則重復步驟(d)-(f)，直至形成所需量。
全文摘要
本發(fā)明涉及鈣鈦礦催化劑的洗覆技術。ABO3鈣鈦礦的A和B元素的前體陽離子的水溶液和檸檬酸或其它適宜的多元羧酸形成離子配合物凝膠。將該含水凝膠涂覆到所需催化劑基底上，并焙燒以原位形成作為例如基底上氧化催化劑的鈣鈦礦晶體。在一個實施方案中，在擠出的陶瓷整體材料的催化劑載體單元壁上形成例如LaCoO3的鈣鈦礦催化劑，以用于貧燃汽車發(fā)動機廢氣中NO的氧化。
文檔編號B01D53/56GK102029198SQ201010540578
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權日2009年10月1日
發(fā)明者C·H·金, K·A·達爾伯格, W·李 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司