專利名稱：催化劑載體或催化劑及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含其上負(fù)載有貴金屬的鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體或催化劑，以及制造所述催化劑載體或催化劑的方法。
背景技術(shù)：
通常，認(rèn)為廢氣凈化催化劑會由于構(gòu)成催化劑成分的貴金屬微粒的顆粒生長而發(fā)生性能劣化。貴金屬微粒一般是通過分散在耐熱性氧化鋁載體(催化劑載體)的表面上使用。隨著環(huán)境溫度的升高，這些微粒在氧化鋁載體上擴(kuò)散移動，并發(fā)生聚集，因此導(dǎo)致了顆粒的生長。通過減少貴金屬微粒在載體表面上的這種擴(kuò)散和移動來試圖減少貴金屬催化劑 的性能劣化。因此，一直在進(jìn)行技術(shù)的開發(fā)。例如，PTL I公開了一種通過將貴金屬微粒捕獲在氧化鋁載體的細(xì)孔內(nèi)而減少微粒移動和擴(kuò)散的方法。在上述方法中，當(dāng)貴金屬微粒被捕獲在氧化鋁細(xì)孔內(nèi)時(shí)，諸如氧化鈰、氧化鋯或氧化鎂等氧化物顆粒與貴金屬微粒一起被同時(shí)捕獲。因此，已考慮防止貴金屬微粒在細(xì)孔內(nèi)的聚集。因此，具有優(yōu)異的耐熱性的鈣鈦礦型復(fù)合氧化物催化劑近來引起了關(guān)注。該鈣鈦礦型復(fù)合氧化物由ABO3表示，通常的構(gòu)成為A :鑭(La)和B :鐵(Fe)、鈷(Co)或錳(Mn)。這樣的鈣鈦礦型復(fù)合氧化物(例如，LaFeO3^ LaCoO3或LaMnO3)本身即具有廢氣凈化能力。遺憾的是，已指出其所處理的廢氣量較小，特別是NO(氮氧化物)氣體的凈化性能較差。為了克服這些缺點(diǎn)，已提出了這樣一種催化劑，其包含LaFe (1-x) PdxO3，其中，一部分LaFeO3被貴金屬(Pd，鈀)置換(例如，參見PTL 2)。引用列表專利文獻(xiàn)PTLl 日本特開第2003-135963號公報(bào)PTL2 :日本特開平5-3136號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題遺憾的是，以上的傳統(tǒng)催化劑載體和催化劑存在下列問題。具體而言，使用鈣鈦礦型復(fù)合氧化物催化劑的傳統(tǒng)催化劑在900°C下熱處理100小時(shí)后其HC、CO和/或NO凈化性能不會劣化。因此，車輛已經(jīng)攜載有這種催化劑。不過，從改善內(nèi)燃機(jī)單元的熱效率的角度考慮，近來已經(jīng)開發(fā)了在高溫下使用的燃燒技術(shù)。因此，煙道氣的溫度升高。由于開發(fā)的催化劑是用于冷啟動期間的廢氣凈化，因此催化劑可以設(shè)置在緊鄰發(fā)動機(jī)的下方。因而，催化劑有可能曝露于超過900°C的高溫環(huán)境下。當(dāng)應(yīng)用于前述的高性能內(nèi)燃機(jī)單元時(shí)，上述傳統(tǒng)催化劑的耐熱性和耐久性均不足。已知堿金屬和堿土金屬都是堿性金屬，吸附CO2和NOx等酸性氣體，從而容易分別生成碳酸鹽和硝酸鹽。因此，通過利用該特性，已經(jīng)開發(fā)并提出了用于貧燃發(fā)動機(jī)的廢氣凈化用NOx吸附及還原催化劑。關(guān)于該NOx吸附及還原催化劑，使用Ba(鋇)作為堿土金屬。因此，廢氣中包含的NOx富含Ba離子，從而生成了硝酸鹽。以脈沖的形式注入作為NOx還原劑的烴(燃料油)，以將NOx還原為無害的N2。本申請的申請人已關(guān)注對NOx具有高親和性的鎂(Mg)，并深入研究了其上均勻分分散有Mg離子的氧化鋁(即，鋁酸鎂(MgAl2O4)，礦物名為尖晶石)作為催化劑載體的應(yīng)用。盡管看起來是將例如氧化鎂粉末與氧化鋁粉末混合并在高溫(1400°C以上)加熱以生成鋁酸鎂(MgAl2O4),不過得到的鋁酸鎂(MgAl2O4)極為堅(jiān)硬，而且具有極小的比表面積。因此，得到的鋁酸鎂不適于用作催化劑載體。本發(fā)明因這種情況而作出，并提供了能夠使用鋁酸鎂(MgAl2O4)作為催化劑載體的催化劑載體或催化劑，該催化劑載體或催化劑能夠改善耐熱性，并能夠容易地提高NOx的凈化性能。本發(fā)明還提供了用于制造所述催化劑載體或催化劑的方法。解決問題的方案根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求1，提供一種制造催化劑載體的方法，所述催化劑載體是通過在多孔氧化鋁的細(xì)孔內(nèi)形成鋁酸鎂(MgAl2O4)而制得的，所述鋁酸鎂上負(fù)載有貴金屬，所述方法包括以下步驟溶液制備步驟，其中制備含有鎂離子的水溶液；溶液填充步驟，其中使用利用細(xì)孔內(nèi)所存在的毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)孔填充法，用在所述溶液制備步驟中得到的所述水溶液來填充多孔氧化鋁的細(xì)孔；干燥步驟，其中對所述溶液填充步驟中的、細(xì)孔中填充有所述水溶液的多孔氧化鋁進(jìn)行干燥；和焙燒(firing)步驟，其中對在所述干燥步驟中得到的多孔氧化鋁進(jìn)行焙燒，從而制得鋁酸鎂。本發(fā)明的權(quán)利要求2提供了權(quán)利要求I所述的制造催化劑載體的方法，其中，可選 地調(diào)節(jié)在所述溶液制備步驟中得到的所述水溶液的濃度以使在所述焙燒步驟期間形成在多孔氧化鋁上的鋁酸鎂的量可調(diào)節(jié)。本發(fā)明的權(quán)利要求3提供了權(quán)利要求I或2所述的制造催化劑載體的方法，所述方法還包括二氧化鈰添加步驟，其中將二氧化鈰(CeO2)添加至在所述焙燒步驟中制得的鋁Ife續(xù)中。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求4，提供一種制造催化劑的方法，所述催化劑是通過在多孔氧化鋁的細(xì)孔內(nèi)形成鋁酸鎂(MgAl2O4)而制得的，所述鋁酸鎂上負(fù)載有貴金屬，所述方法包括以下步驟溶液制備步驟，其中制備含有鎂離子的水溶液；溶液填充步驟，其中使用利用細(xì)孔內(nèi)所存在的毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)孔填充法，用在所述溶液制備步驟中得到的所述水溶液來填充多孔氧化鋁的細(xì)孔；干燥步驟，其中對所述溶液填充步驟中的、細(xì)孔中填充有所述水溶液的多孔氧化鋁進(jìn)行干燥；和焙燒步驟，其中對在所述干燥步驟中得到的多孔氧化鋁進(jìn)行焙燒，從而制得鋁酸鎂，其中，使用利用多孔氧化鋁的細(xì)孔內(nèi)所存在的毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)孔填充法，用含有貴金屬的水溶液來填充在所述焙燒步驟中焙燒的多孔氧化鋁的細(xì)孔。本發(fā)明的權(quán)利要求5提供權(quán)利要求4所述的制造催化劑的方法，其中，所述貴金屬是鈕。本發(fā)明的權(quán)利要求6提供權(quán)利要求4或5所述的制造催化劑的方法，所述方法還包括二氧化鈰添加步驟，其中將二氧化鈰(CeO2)添加至在所述焙燒步驟中制得的鋁酸鎂中，其中，在已經(jīng)歷所述二氧化鈰添加步驟的催化劑載體上負(fù)載貴金屬。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求7，提供一種催化劑載體，所述催化劑載體包含比表面積為80m2/g 150m2/g且細(xì)孔容積為O. 45ml/g O. 65ml/g的鋁酸鎂(MgAl2O4)，所述鋁酸鎂上能夠負(fù)載貴金屬。本發(fā)明的權(quán)利要求8提供權(quán)利要求7所述的催化劑載體，其中，所述催化劑載體是通過在多孔氧化鋁的細(xì)孔內(nèi)形成所述鋁酸鎂(MgAl2O4)而制得的。本發(fā)明的權(quán)利要求9提供權(quán)利要求7或8所述的催化劑載體，其中，將二氧化鈰(CeO2)添加至所述鋁酸鎂中。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求10，提供一種催化劑，所述催化劑包含催化劑載體，所述催化劑載體包含比表面積為80m2/g 150m2/g且細(xì)孔容積為O. 45ml/g O. 65ml/g的招酸鎂(MgAl2O4)，其中，在所述鋁酸鎂上負(fù)載有貴金屬。本發(fā)明的權(quán)利要求11提供權(quán)利要求10所述的催化劑，其中，所述催化劑載體是通 過在多孔氧化鋁的細(xì)孔內(nèi)形成所述鋁酸鎂(MgAl2O4)而制得的。本發(fā)明的權(quán)利要求12提供權(quán)利要求10或11所述的催化劑，其中，所述貴金屬是鈀。本發(fā)明的權(quán)利要求13提供權(quán)利要求10 12中任一項(xiàng)所述的催化劑，其中，將二氧化鈰(CeO2)添加至所述鋁酸鎂中；并使所述貴金屬負(fù)載在包含二氧化鈰的所述催化劑載體上。本發(fā)明的有利效果本發(fā)明的實(shí)施方式提供了包含比表面積為80m2/g 150m2/g且細(xì)孔容積為O. 45ml/g O. 65ml/g的鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體或催化劑，所述鋁酸鎂上能夠負(fù)載貴金屬。因此，該鋁酸鎂(MgAl2O4)能夠用作催化劑載體，并能夠容易地改善耐熱性和NOx凈化性能。特別是，多孔氧化鋁的細(xì)孔中填充有溶液制備步驟中得到的水溶液。然后，對該多孔氧化鋁進(jìn)行干燥以使鋁酸鎂(MgAl2O4)在細(xì)孔中析出。在該情況中，能夠更加容易地制造即使在長時(shí)間曝露于例如約1000°C的高溫環(huán)境下之后也能夠維持HC、C0和/或NO凈化性能的催化劑載體和催化劑。此外，將鈀(Pd)用作負(fù)載在包含鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體上的貴金屬。因此，能夠制造具有優(yōu)異的凈化性能的低成本的催化劑。此外，將二氧化鈰(CeO2)添加至該鋁酸鎂中，并將貴金屬負(fù)載在包含以上二氧化鈰的催化劑載體上。因此，這將產(chǎn)生能夠維持NO凈化性能的效果，以充分對應(yīng)氧濃度的變化，并且例如使得反應(yīng)氛圍達(dá)到化學(xué)計(jì)量的狀態(tài)。


圖I是顯示本發(fā)明實(shí)施方式的制造催化劑載體的方法的流程圖。圖2是確認(rèn)是否生成了實(shí)施例I 6中任一例的鋁酸鎂(尖晶石)的XRD圖。圖3是顯示實(shí)施例7的凈化特性的圖。圖4是顯示實(shí)施例3的凈化特性的圖。圖5是顯示實(shí)施例7 10和比較例的450°C下的HC凈化活性的評估結(jié)果的圖。圖6是顯示實(shí)施例7 10和比較例的500 V下的HC凈化活性的評估結(jié)果的圖。圖7是顯示實(shí)施例7 10和比較例的450°C下的NO凈化活性的評估結(jié)果的圖。圖8是顯示實(shí)施例7 10和比較例的500 V下的NO凈化活性的評估結(jié)果的圖。
圖9是顯示實(shí)施例7的不同氧濃度時(shí)的各條件下的凈化率的圖。圖10是顯示本發(fā)明另一實(shí)施方式的制造二氧化鈰-尖晶石催化劑的方法的示意圖。圖11是顯示實(shí)施例11的二氧化鈰-尖晶石催化劑和比較例的催化劑的HC凈化率(在450°C下)的圖。

圖12是顯示實(shí)施例11的二氧化鈰-尖晶石催化劑和比較例的催化劑的HC凈化率(在500°C下)的圖。
具體實(shí)施例方式下面，參考本發(fā)明的實(shí)施方式的附圖來具體描述本發(fā)明。本發(fā)明的實(shí)施方式提供了包含比表面積為80m2/g 150m2/g且細(xì)孔容積為O. 45ml/g O. 65ml/g的招酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體,所述招酸鎂上能夠負(fù)載貴金屬。如圖I所示，所述催化劑載體通過經(jīng)歷下列步驟而制得溶液制備步驟SI ;溶液填充步驟S2 ;干燥步驟S3 ;煅燒(calcination)步驟S4 ;和焙燒步驟S5。另外，廢氣凈化催化劑可通過執(zhí)行貴金屬負(fù)載步驟S6來獲得。溶液制備步驟SI包括制備含有鎂(Mg)離子的水溶液的步驟。例如，可以使用含有硝酸鎂的水溶液作為含有鎂(Mg)離子的水溶液。溶液填充步驟S2包括下述步驟使用利用細(xì)孔內(nèi)所存在的毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)孔填充法，用在所述溶液制備步驟SI中得到的水溶液來填充多孔氧化鋁的細(xì)孔。該細(xì)孔填充法包括如下步驟測量氧化鋁載體(催化劑載體)的細(xì)孔容積；添加與細(xì)孔容積等體積的水溶液(即，在該實(shí)施方式的溶液制備步驟SI中獲得的水溶液)；對其進(jìn)行混合攪拌，從而通過利用毛細(xì)現(xiàn)象而使所述氧化鋁載體(催化劑載體)的細(xì)孔內(nèi)填充有所述水溶液。干燥步驟S3包括對溶液填充步驟S2中的、其細(xì)孔填充了水溶液的多孔氧化鋁進(jìn)行干燥的步驟。該步驟可實(shí)現(xiàn)這樣的狀態(tài)催化劑載體的細(xì)孔的壁面被覆(涂布)有用于生成鋁酸鎂(MgAl2O4)的成分。煅燒步驟S4包括在例如約600°C下對在干燥步驟S3中干燥的催化劑載體進(jìn)行煅燒的步驟。焙燒步驟S5包括下述步驟在空氣中且在約1000°C下對在干燥步驟S3中得到的、經(jīng)歷了煅燒步驟S4的多孔氧化鋁進(jìn)行焙燒，從而在其細(xì)孔內(nèi)生成鋁酸鎂(MgAl2O4)。通過進(jìn)行以上步驟SI至S5，可以制得本發(fā)明實(shí)施方式的催化劑載體。該催化劑載體包含比表面積為80m2/g 150m2/g且細(xì)孔容積為O. 45ml/g O. 65ml/g的招酸鎂(MgAl2O4) 0之后，在貴金屬負(fù)載步驟S6中將貴金屬(鈀)負(fù)載在鋁酸鎂(MgAl2O4)上來制造廢氣凈化催化劑。前述的貴金屬負(fù)載步驟S6包括下述步驟使用利用細(xì)孔內(nèi)所存在的毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)孔填充法，用含有貴金屬(鈀)的水溶液來填充在焙燒步驟S5中焙燒的催化劑載體的細(xì)孔。由此制造了本發(fā)明的實(shí)施方式的催化劑。作為使用細(xì)孔填充法填充細(xì)孔用的含有鈀(Pd)的水溶液，優(yōu)選使用含有二硝基二胺鈀鹽或硝酸鈀的硝酸水溶液。鈀催化劑可通過用以上水溶液填充催化劑載體、進(jìn)行干燥并在600°C下煅燒4小時(shí)來制造。盡管也可以使用鉬(Pt)或銠(Rh)等其他貴金屬來代替鈀，不過在該實(shí)施方式中仍然優(yōu)選負(fù)載鈀，這是因?yàn)殁Z是相對低成本的材料。根據(jù)上述用于制造催化劑載體和催化劑的方法，通過使用細(xì)孔填充法，使多孔氧化鋁的細(xì)孔中填充了在溶液制備步驟中獲得的水溶液；干燥并焙燒該多孔氧化鋁以使鋁酸鎂(MgAl2O4)在細(xì)孔中析出。因此，能夠容易地獲得即使在長時(shí)間曝露于例如約1000°C的高溫環(huán)境條件下后也能夠維持HC、CO和/或NOx凈化性能的催化劑載體和催化劑。特別的是，通過使用細(xì)孔填充法，使多孔氧化鋁載體的細(xì)孔中填充了在溶液制備步驟中獲得的水溶液；干燥并焙燒該多孔氧化鋁以使鋁酸鎂(MgAl2O4)在細(xì)孔中析出。因此，能夠更為容易地制造即使在長時(shí)間曝露于例如約1000°C的高溫環(huán)境下后也能夠維持HC、CO和/或NOx凈化性能的催化劑載體和催化劑。此外，使用鈀(Pd)作為負(fù)載在包含鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體上的貴金屬。因此，能夠制得具有優(yōu)異的凈化性能的低成本催化劑。此外，可以可選地調(diào)節(jié)在溶 液制備步驟SI中得到的水溶液的濃度。因此，在焙燒步驟S5中形成在多孔氧化鋁上的鋁酸鎂的量是可調(diào)節(jié)的。也就是說，使在溶液制備步驟SI中得到的水溶液的濃度較低，以使全部的多孔氧化鋁可以被鋁酸鎂取代，或者僅有一部分多孔氧化鋁被鋁酸鎂取代(換言之，多孔氧化鋁的表面層被鋁酸鎂取代，而載體的核心部分仍然為氧化鋁)。另外，本發(fā)明實(shí)施方式的催化劑具有包含比表面積為80m2/g 150m2/g且細(xì)孔容積為O. 45ml/g O. 65ml/g的鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體，在所述鋁酸鎂上負(fù)載有貴金屬。因此，貴金屬的催化作用和堿性的鎂(Mg)的效果實(shí)現(xiàn)了對從內(nèi)燃機(jī)或燃燒裝置等排出的烴(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)的優(yōu)異的同時(shí)凈化。此外，作為本發(fā)明的另一實(shí)施方式，可以將二氧化鈰(CeO2)添加至以上實(shí)施方式的包含鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體中。參考圖10，以下描述了該實(shí)施方式的制造方法。首先，制備比表面積為247m2/g的多孔氧化鋁I (見圖10(a))。接下來，使用細(xì)孔填充法，用在與上述類似的溶液制備步驟中得到的含有鎂(Mg)離子的水溶液2 (硝酸鎂的水溶液)來填充多孔氧化鋁I的細(xì)孔(溶液填充步驟)(參見圖10(b))。隨后，在干燥步驟中干燥該多孔氧化鋁并進(jìn)行焙燒(IOO(TC)以獲得比表面積為83m2/g的鋁酸鎂(MgAl2O4)(尖晶石3)(參見圖10(c))。使用細(xì)孔填充法，用水溶液4 (硝酸鈰水溶液)來填充由此獲得的尖晶石3的細(xì)孔，然后進(jìn)行干燥和焙燒(于900°C) (二氧化鈰添加步驟)以生成比表面積為74m2/g的二氧化鈰尖晶石化602/1%41204)，所述二氧化鈰尖晶石是通過將二氧化鈰5化602)添加到鋁酸鎂(MgAl2O4)(尖晶石3)中而制得的(參見圖10(e))。在包含在該二氧化鈰尖晶石(CeO2/MgAl2O4)中的二氧化鋪中，Ce4+和Ce3+的氧化還原電位為約I. 6V,因而較低。反應(yīng)可逆地進(jìn)行，維持了儲氧能力(OSC)。因此，二氧化鈰尖晶石能夠充分地對應(yīng)氧濃度的變化。之后,在貴金屬負(fù)載步驟中,在包含二氧化鋪5 (CeO2)的催化劑載體上負(fù)載貴金屬6 (鈀)，從而制得廢氣凈化催化劑(負(fù)載有Pd的二氧化鈰-尖晶石催化劑)。前述的貴金屬負(fù)載步驟包括下述步驟使用利用細(xì)孔內(nèi)所存在的毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)孔填充法，用含有貴金屬(鈀)的水溶液以與上述實(shí)施方式相似的方式來填充在焙燒步驟中焙燒的催化劑載體的細(xì)孔。根據(jù)上述的另一實(shí)施方式，將二氧化鈰(CeO2)添加至鋁酸鎂中(二氧化鈰添加步驟)，并將貴金屬負(fù)載于經(jīng)歷了二氧化鈰添加步驟的催化劑載體上，因此，這將產(chǎn)生能夠維持NO凈化性能的效果，從而充分地對應(yīng)氧濃度的變化，并且例如使得反應(yīng)氛圍達(dá)到化學(xué)計(jì)量的狀態(tài)?？紤]到上述方面，正如本發(fā)明的實(shí)施方式中所述的，如果二氧化鈰和貴金屬如在該實(shí)施方式中那樣共存，則將產(chǎn)生以上效果。經(jīng)由二氧化鈰而添加了貴金屬的部位和不經(jīng)由二氧化鈰而添加了貴金屬的部位可以同時(shí)存在。下面，使用實(shí)施例來描述顯示本發(fā)明的具體特性等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(實(shí)驗(yàn)I):招酸鎂(MgAl2O4:尖晶石)的合成和表征作為MgO的前體，使用硝酸鎂六水合物(Mg (NO3) 2 · 6H20)，并將25. 6g (O. ImoI)的該硝酸鎂六水合物溶解在蒸餾水中以制備10. 2ml的硝酸鎂水溶液(溶液制備步驟)。將該水溶液逐滴添加至10. 2g(0. ImoI)商購的 氧化招粉末(比表面積247m2/g,細(xì)孔容積I. Oml/g)中。接下來，在研缽中混合混合物的同時(shí)，用前述的水溶液填充該氧化鋁的細(xì)孔(使用細(xì)孔填充法的溶液填充步驟)。然后，將其細(xì)孔已經(jīng)通過使用細(xì)孔填充法而填充有水溶液的氧化鋁粉末在110°C的烘箱中干燥12小時(shí)。在600°C下進(jìn)行2小時(shí)的煅燒步驟之后，將氧化鋁粉末在1000°C的空氣中焙燒5小時(shí)(焙燒步驟)以制得包含鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體。XRD分析顯示，所得到的催化劑載體包含鋁酸鎂(MgAl2O4)(參見圖2(a))。圖2(a)圖示了包含100摩爾％的鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體(以下稱為實(shí)施例I)的數(shù)據(jù)。圖2(b)圖示了包含70摩爾％的鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體(以下稱為實(shí)施例2)的數(shù)據(jù)。圖2(c)圖示了包含50摩爾％的鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體(以下稱為實(shí)施例3)的數(shù)據(jù)。圖2(d)圖示了包含30摩爾％的鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體(以下稱為實(shí)施例4)的數(shù)據(jù)。圖2(e)圖示了包含20摩爾％的鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體(以下稱為實(shí)施例5)的數(shù)據(jù)。圖2(f)圖示了包含10摩爾％的鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體(以下稱為實(shí)施例6)的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)用XRD分析驗(yàn)證過。考慮到以上情況，通過可選地調(diào)節(jié)在溶液制備步驟中得到的水溶液的濃度，可以制得具有10摩爾％ 70摩爾％ (或任何其他適宜的比率)的鋁酸鎂(MgAl2O4)。另外，在實(shí)施例I的100摩爾％的鋁酸鎂(MgAl2O4)和實(shí)施例2的70摩爾％的鋁酸鎂(MgAl2O4)的情況中，觀察到被鑒定為Mg6Al2(OH)18 · 4. 5H20的小峰，如圖2的(a)和(b)中的箭頭所示。關(guān)于以上的實(shí)施例I 6，使用氮吸附法來確定比表面積和細(xì)孔容積，并將其列于下表I中。如該表I所示，任一個實(shí)施例均提供了通過在1000°c下焙燒而制得的具有約IOOmVg的高比表面積且細(xì)孔容積為約O. 5ml/g的粉末。因此，任一個實(shí)施例都適合用于催化劑載體。表I通過在1000°C下焙燒5小時(shí)而制得的尖晶石的比表面積和細(xì)孔容積
尖晶石催化劑載體比表面積[m2/g]細(xì)孔容積[ml/g]
實(shí)施例I83045
實(shí)施例292046
實(shí)施例3UO049
權(quán)利要求
1.一種制造催化劑載 體的方法，所述催化劑載體是通過在多孔氧化鋁的細(xì)孔內(nèi)形成鋁酸鎂MgAl2O4而制得的，所述鋁酸鎂上負(fù)載有貴金屬，所述方法包括以下步驟 溶液制備步驟，其中制備含有鎂離子的水溶液； 溶液填充步驟，其中使用利用細(xì)孔內(nèi)所存在的毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)孔填充法，用在所述溶液制備步驟中得到的所述水溶液來填充多孔氧化鋁的細(xì)孔； 干燥步驟，其中對所述溶液填充步驟中的、細(xì)孔中填充有所述水溶液的多孔氧化鋁進(jìn)行干燥；和 焙燒步驟，其中對在所述干燥步驟中得到的多孔氧化鋁進(jìn)行焙燒，從而制得鋁酸鎂。
2.如權(quán)利要求I所述的制造催化劑載體的方法，其中，可選地調(diào)節(jié)在所述溶液制備步驟中得到的所述水溶液的濃度以使在所述焙燒步驟期間形成在多孔氧化鋁上的鋁酸鎂的量可調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的制造催化劑載體的方法，所述方法還包括二氧化鈰添加步驟，其中將二氧化鈰CeO2添加至在所述焙燒步驟中制得的鋁酸鎂中。
4.一種制造催化劑的方法，所述催化劑是通過在多孔氧化鋁的細(xì)孔內(nèi)形成鋁酸鎂MgAl2O4而制得的，所述鋁酸鎂上負(fù)載有貴金屬，所述方法包括以下步驟 溶液制備步驟，其中制備含有鎂離子的水溶液； 溶液填充步驟，其中使用利用細(xì)孔內(nèi)所存在的毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)孔填充法，用在所述溶液制備步驟中得到的所述水溶液來填充多孔氧化鋁的細(xì)孔； 干燥步驟，其中對所述溶液填充步驟中的、細(xì)孔中填充有所述水溶液的多孔氧化鋁進(jìn)行干燥；和 焙燒步驟，其中對在所述干燥步驟中得到的多孔氧化鋁進(jìn)行焙燒，從而制得鋁酸鎂， 其中，使用利用多孔氧化鋁的細(xì)孔內(nèi)所存在的毛細(xì)現(xiàn)象的細(xì)孔填充法，用含有貴金屬的水溶液來填充在所述焙燒步驟中焙燒的多孔氧化鋁的細(xì)孔。
5.如權(quán)利要求4所述的制造催化劑的方法，其中，所述貴金屬是鈀。
6.如權(quán)利要求4或5所述制造的催化劑的方法，所述方法還包括二氧化鈰添加步驟，其中將二氧化鈰CeO2添加至在所述焙燒步驟中制得的鋁酸鎂中，其中，在已經(jīng)歷所述二氧化鈰添加步驟的催化劑載體上負(fù)載貴金屬。
7.一種催化劑載體，所述催化劑載體包含比表面積為80m2/g 150m2/g且細(xì)孔容積為O. 45ml/g O. 65ml/g的鋁酸鎂MgAl2O4，所述鋁酸鎂上能夠負(fù)載貴金屬。
8.如權(quán)利要求7所述的催化劑載體，其中，所述催化劑載體是通過在多孔氧化鋁的細(xì)孔內(nèi)形成所述鋁酸鎂MgAl2O4而制得的。
9.如權(quán)利要求7或8所述的催化劑載體，其中，將二氧化鈰CeO2添加至所述鋁酸鎂中。
10.一種催化劑，所述催化劑包含催化劑載體，所述催化劑載體包含比表面積為80m2/g 150m2/g且細(xì)孔容積為O. 45ml/g O. 65ml/g的鋁酸鎂MgAl2O4，其中，在所述鋁酸鎂上負(fù)載有貴金屬。
11.如權(quán)利要求10所述的催化劑，其中，所述催化劑載體是通過在多孔氧化鋁的細(xì)孔內(nèi)形成所述鋁酸鎂MgAl2O4而制得的。
12.如權(quán)利要求10或11所述的催化劑，其中，所述貴金屬是鈀。
13.如權(quán)利要求10 12中任一項(xiàng)所述的催化劑，其中，將二氧化鈰CeO2添加至所述鋁酸 鎂中；并使所述貴金屬負(fù)載在包含二氧化鈰的所述催化劑載體上。
全文摘要
本發(fā)明公開了能夠利用鋁酸鎂(MgAl2O4)作為催化劑載體、具有改善的耐熱性并能夠容易地改進(jìn)NOx凈化率的催化劑或催化劑載體；以及用于制造所述催化劑或催化劑載體的方法。具體而言，本發(fā)明公開了能夠通過水溶液制備步驟(S1)、水溶液填充步驟(S2)、干燥步驟(S3)、預(yù)焙燒步驟(S4)和焙燒步驟(S5)制得的、并包含比表面積為80m2/g～150m2/g且細(xì)孔容積為0.45ml/g～0.65ml/g的鋁酸鎂(MgAl2O4)的催化劑載體或催化劑，其中貴金屬能夠負(fù)載在所述催化劑載體或催化劑上；以及用于制造所述催化劑載體或催化劑的方法。
文檔編號B01J33/00GK102639232SQ20108005331
公開日2012年8月15日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者友田昭彥, 小縣祐介, 鈴木涼 申請人:株式會社F.C.C.