[发明专利]在氧化铝或氢氧化铝氧化物基底上包含镧钙钛矿的组合物、制备方法以及催化用途

说明书

技术领域

本发明涉及在由氧化铝或氢氧化铝氧化物(aluminum oxyhydroxide)制成的载体上含有镧基钙钛矿的组合物，涉及其制备方法及其催化用途。

背景技术

已知通式为ABO₃的钙钛矿在催化领域显示有利性质。在该领域中，优选它们以载体负载的形式使用，以增加钙钛矿和待处理的流(例如气体)之间的接触表面积。所述载体尤其可以是氧化铝、二氧化硅或二氧化铈。

就载体负载的钙钛矿而言，钙钛矿尽可能精细地分散在载体上是重要的；也就是说其以纳米尺寸的细颗粒形式提供于载体上。此外，由于催化剂经常暴露于高温下，因此甚至在这些温度下维持钙钛矿的精细粉碎状态是明智的。换言之，不应发生钙钛矿颗粒的烧结。

而且，在高温下，也可能观察到干扰晶相而不是纯钙钛矿相的出现。这些相的形成可能导致载体负载的钙钛矿的催化活性的降低。因此还在寻找甚至在高温下能保持相纯的产物。

发明内容

本发明的主题是开发满足这些条件的组合物。

为此目的，本发明的组合物含有式LaMO₃的钙钛矿，其中M表示选自铁、铝或锰的至少一种元素，所述钙钛矿以颗粒形式分散在基于氧化铝或氢氧化铝氧化物的载体上，其特征在于，在700℃下煅烧4小时后，所述钙钛矿以纯晶相形式存在，且所述钙钛矿颗粒的尺寸最多为15nm。

因此，本发明组合物的优势在于具有同时处于精细分散形式和纯晶相形式的钙钛矿。

此外，本发明组合物可显示有利的还原性。

附图说明

通过阅读说明书和研究附图，本发明的其他特征、细节和优点将变得十分明显，其中：

图1是本发明产物的XRD衍射图。

术语“稀土金属”应理解为表示选自钇和周期表中原子序数为57到71(包括端点)的元素的元素。

作为本说明书的延续，术语“比表面积”理解为表示根据从期刊“The Journal of the American Chemical Society，60，309(1938)”描述的Brunauer-Emmett-Teller法中拟定的标准ASTM D 3663-78的氮吸附测定的BET比表面积。

此外，除非另有所指，给定温度和给定时间的煅烧相当于在恒定温度水平的空气下煅烧指定时间。

作为本说明书的延续，除非另有所指，也规定在所有给出的值的范围或限制中，包括限制值，因此由此限定的值的范围或限制包括任何至少等于或大于下限和/或最多等于或小于上限的值。

因此本发明组合物包含纳米尺寸颗粒形式的载体负载的钙钛矿，这些颗粒沉积在由氧化铝制成的载体上。

所述钙钛矿对应于式LaMO₃，其中M表示选自铁、铝或锰的至少一种元素。因此本发明明确包括M可表示两种或三种上述元素组合的情况。

已知钙钛矿的结构稳定性使得阳离子A和B可被具有相同或不同化合价的阳离子部分地取代。为此，本发明包括所述钙钛矿的至少一种元素La和M被至少一种取代元素部分取代的情况。

仅举例说明，所述取代元素可以选自钙和稀土金属。更特别地，所述稀土金属可以是铈、钇、镨或钕。

所述取代元素也可选自钴和锶。

通常，钙和稀土金属以元素La的取代者的形式存在，且钴和锶以元素M的取代者的形式存在，但是可以理解，这种将一类取代者归属于被取代的元素仅以举例形式给出，这不是绝对的，且不排除一种元素的取代者能取代另一种元素。

应注意，上述元素M的组合可被理解为第一元素M被第二元素M部分取代。

取代元素的含量可以已知方式在约1％到20％变化，更特别地为5％到15％，所述含量表示为取代元素/(取代元素+被取代的元素)的原子比。

所述组合物中钙钛矿的含量可在大范围中变化。所述钙钛矿含量占所述组合物的总重量可以最高达约40％重量，更特别地约35％重量，更特别地约30％重量。

载体负载的钙钛矿的最低含量是本领域技术人员已知可以获得满意的催化活性的含量，且其根据所述组合物所要求的性能设置。仅以举例说明，钙钛矿的含量可以为至少约1％重量，更特别地为至少5％重量，更特别地为至少10％重量。因此，所述钙钛矿的含量可以包含在前面段落给出的任何一个最小值到给出的任何一个最大值之间。更具体地，因此，该含量可以为5％到30％重量，更特别地为10％到20％重量。应注意，对于给定的载体负载的钙钛矿，微晶尺寸通常随着组合物中钙钛矿含量的减少而减少。