制備催化劑材料的方法

專利名稱：制備催化劑材料的方法
技術領域：
本發明涉及制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法。
背景技術：
近年來，從發動機如柴油發動機等排放的煙灰己經成為問題。包括由鉑氧化鋁等制成的催化劑的凈化裝置通常介入發動機的尾氣管中，以除去來自尾氣的煙灰。凈化裝置在容器中容納用于負載催化劑材料的陶瓷蜂窩結構。可以使含有煙灰的尾氣通過所述容器，這樣就能夠從尾氣中除去煙灰。通常，陶瓷蜂窩結構在凈化裝置中再生。這樣，煙灰會在用于凈化尾氣的蜂窩結構中積累。在再生過程中，要燃燒過量的燃料以提高蜂窩結構的溫度，借此才可燃燒并除去蜂窩結構中積累的煙灰。
然而，負載由鉑氧化鋁制成的傳統催化劑材料的蜂窩結構必須在60(TC或更高的高溫下加熱，這樣才可以燃燒并除去煙灰。在涉及這類燃燒及除去步驟的再生過程中，要浪費大量的燃料，以便在高溫下加熱蜂窩結構，其不利地導致了燃料效率的降低。
因此，需要開發用于在再生中降低燃燒溫度的負載在蜂窩結構上的催化劑材料。具體地，例如，已提出了一種主要含堿金屬元素的基于堿金屬的催化劑材料(參見專利文件專利文獻l)。負載這類催化劑材料的蜂窩結構可以在相對較低的溫度下燃燒煙灰并進行再生。已知可采用氧化銀作為具有低溫活性的材料(參見例如非專利文獻l)。用于凈化尾氣的催化劑建議為由具有混合層的晶體結構構成的氧化物，所述混合層中混入了不同晶體類型的銅鐵礦型氧化物(參見專利文獻2，例如)。當使用該氧化物燃燒煙灰時，經催化劑存儲在所述層之間的氧可用來穩定地保持氧濃度，但其在低溫下沒有燃燒煙灰的活性。
專利文獻3描述了一種用于促進來自柴油發動機的顆粒進行燃燒的催化劑。具體地，用于具有出色的高溫耐熱性能目的的所述催化劑主要
由BaAl,20,9組成，其中部分或全部Ba部位被Ag取代，部分鋁部位被Cr等取代。
即使全部的Ba都被Ag取代，催化劑中含有的Ag的量也非常少。這顯然是由化學式BaA^O,9造成的。這樣的Ag量可賦予出色的高耐熱性能，但也使其在低溫下難以燃燒碳。
專利文獻4描述了可很好用作氧化催化劑的銅鐵礦型復合金屬氧化物。然而，其只具體描述了由A部位的Ag及B部位的Cr、 Fe和Co構成的氧化催化劑。
專利文獻h JP-A-2001 -271634
專利文獻2: JP-A-2000-25548
專利文獻3: JP-A-19卯-261511
專利文獻4:專利文獻第1799698號
非專利文獻l: John P. A. Neeft等，FUEL 77, No. 3, pp.111-119， 1998

發明內容
本發明要解決的問題
描述于上述專利文獻l的催化劑可隨著堿金屬元素的濃度增加而降低燃燒煙灰的溫度。即，該基于堿金屬的催化劑材料在堿金屬元素濃度與催化劑材料活性溫度之間具有正的和負的相關性。另一方面，該催化劑材料在堿金屬元素濃度與催化劑材料的堿金屬元素在水中溶解度之間有正相關性。即，隨著催化劑的堿金屬元素濃度增加，催化劑的堿金屬元素容易被洗脫到水中。
相應地，當催化劑與水接觸時，所述催化劑的堿金屬元素容易被洗脫。因此，當與水接觸時，負載催化劑的蜂窩結構造成堿金屬元素被洗脫到水中。結果，由于蜂窩狀催化劑容易被堿金屬元素腐蝕，所以基于堿金屬的催化劑材料可能會腐蝕蜂窩結構。
而且，堿金屬元素洗脫后，催化劑性能下降，這樣尾氣的凈化就不能充分進行。
描述于上述非專利文獻l的氧化銀在燃燒煙灰時會通過分解而釋放出擁有的氧，因此不容易變成為原來的氧化物。此外，氧化銀分解后易于凝集，導致活性大幅降低。當用于包含硫的環境時，暴露的銀會不利地變為硫化銀，從而失去活性。
上述專利文獻4描述了氧化催化劑的良好結果，所述氧化催化劑包括
A部位的Ag和B部位的Cr、 Fe和Co。然而，沒有證實上述氧化催化劑可以穩定地用作顆粒的燃燒催化劑。
進行本發明是鑒于現有技術遇到的前述問題，本發明的目的是提供一種制備可以在低溫下適宜地燃燒碳的催化劑材料的方法。
解決問題的方法
首先，本發明人致力于研究氧化催化劑作為低溫下碳燃燒催化劑時不能獲得穩定效果的原因，所述氧化催化劑包括選用作A部位金屬的Ag以及選用作B部位金屬的Cr、 Fe和Co的任何之一。
本發明人的致力研究已發現，原因是由于在B部位使用了過渡金屬，如Cr、 Fe或Co。
艮口，描述于專利文獻4的氧化催化劑包括了由介入其中的氧連接的過渡金屬和Ag。在這樣的結構中，氧化催化劑所包含的Ag在催化劑的作用下被還原，從而與氧分離。據估計，在分離中變得不穩定的氧通過向過渡金屬給予和從過渡金屬接受電子而得以穩定，所以氧與過渡金屬的分離偏移向高溫一側。
因此，已確定的是，專利文獻4中描述的氧化催化劑在低溫下不能獲得催化效果。
根據致力于實現以上所述目的的研究結果，含有分散到層狀氧化鋁中的銀的催化劑材料可用于燃燒碳。在此使用的術語"分散"是指一種狀態，在該狀態下形成了具有層狀氧化鋁的面狀界面，沒有以單獨顆粒形式的銀存在。此外，在此使用的短語"銀分散到層狀氧化鋁中"是指氧化鋁和銀形成層狀結構，該層狀結構為包括層疊薄片的結構。
在此使用的術語"層疊薄片"是指例如氧化鋁和銀交替層疊的結構，
其每一種的厚度為10nm或更小。
此外，優選地，以上術語"層疊"是指氧化鋁和銀以50nm或更大的總厚度交替層疊。
本發明是作為本發明人的研究成果通過試驗獲得的。與傳統的情況相比，含有分散到層狀氧化鋁中的銀的催化劑材料可以在較低溫度如300 40(TC下開始燃燒碳(參見后面描述的圖2)。
本發明的催化劑材料不含基于堿金屬的材料，從而可防止載體如以上描述的蜂窩結構的腐蝕。此外，所述催化劑材料具有出色的抗硫毒化能力。
在測量催化劑材料的拉曼光譜時，所用的催化劑材料包括至少具有200 400cm"、 600-800 cm"和1000-1200 cm"三個峰的催化劑材料。任何
其它具有這樣的拉曼光譜的催化劑材料可以表現出如上所述的低溫燃燒效果。
具有上述拉曼光譜的催化劑材料可以包括例如銅鐵礦型的AgA102。因此，研究了制備銅鐵礦型AgA102的方法，并且由此得到了本發明。
根據本發明的第一實例，制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法包括以下步驟在15(TC或更高的溫度下對NaA102和Ag20實施水熱處理，獲得含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102;通過洗滌含Ag化合物的銅鐵礦型的AgA102，以除去剩余的Ag化合物。相應地，可以除去如氧化銀或碳酸銀的剩余的Ag化合物，從而適宜地制備銅鐵礦型AgA102。
此外，根據本發明的第二實例，制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法包括以下步驟在150'C或更高的溫度下對NaOH、過渡型氧化鋁和Ag20實施水熱處理，獲得含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102;通過洗滌含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102，除去剩余的Ag化合物。即使在此例中，也可以除去如氧化銀或碳酸銀的剩余的Ag化合物，從而適宜地制備銅鐵礦型AgA102。
此外，根據本發明的第三實例，制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法包括以下步驟在150。C或更高的溫度下對NaOH、氫氧化氧化鋁(alumina hydroxide)和Ag20實施水熱處理，獲得含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102;通過洗滌含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102，除去剩余的Ag化合物。即使在此例中，也可以除去如氧化銀或碳酸銀的剩余的Ag化合物，從而適宜地制備銅鐵礦型AgA102。
相應地，可以提供制備可在低溫下適當地燃燒碳的催化劑材料的方法。例如，根據本發明的第四實例，可以用氨水洗滌并除去剩余的Ag化合物。
根據本發明的第五實例，制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法包括以下步驟加熱NaA102和Ag的低溫熔融鹽的混合物，然后洗滌該混合物，獲得!3型AgA102;在15(TC或更高的溫度下對j3型AgA102實施水熱處理，從而獲得銅鐵礦型AgA102。在此情況下，可以適宜地制備銅鐵礦型AgA102，并可以提供制備可在低溫下適當地燃燒碳的催化劑材料的方法。
在本發明的第六實例中，制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法包括
以下步驟在15(TC或更高的溫度下在醋酸存在下對過渡型氧化鋁和Ag20
實施水熱處理，獲得溶膠Ag-勃姆石混合物；以及燃燒該混合物。在此情況下，可以提供制備可在低溫下適當地燃燒碳的催化劑材料的方法。
根據本發明的第七實例，制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法包括以下步驟在15(TC或更高的溫度下在醋酸存在下對NaA102和Ag20實施水熱處理，獲得溶膠Ag-勃姆石混合物；以及燃燒該混合物。即使在此情況下，也可以提供制備可在低溫下適當地燃燒碳的催化劑材料的方法。
根據本發明的第八實例，制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法包括以下步驟在15(TC或更高的溫度下對醋酸鈉、過渡型氧化鋁和Ag20實施水熱處理，獲得溶膠Ag-勃姆石混合物；以及燃燒該混合物。即使在此情
況下，也可以提供制備可在低溫下適當地燃燒碳的催化劑材料的方法。
根據本申請的第九實例，制備用于燃燒碳的Ag-氧化鋁催化劑材料的
方法包括以下步驟對銀和鋁的復合鹽進行復分解，從而獲得銀-氧化鋁
混合物。即使在此情況下，也可以提供制備可在低溫下適當地燃燒碳的催化劑材料的方法。
具體實施例方式
現在，對本發明的優選實施方案描述如下。本實施方案的催化劑材 料包括層狀結構的氧化鋁和銀。由于煙灰的燃燒溫度隨氧化鋁與銀之間
界面密度的增力口(應當注意銅鐵礦結構的AgAI02的密度最高)而降低，所 以銀與層狀氧化鋁的氧之間的界面結構使所述催化劑材料的活性高。因 此，本實施方案的催化劑材料可以在約300 40(TC的低溫下開始燃燒碳， 如煙灰。
所述實施方案使用的其中分散了銀的層狀氧化鋁可以是測量催化劑 的拉曼光譜時至少具有200 400 cnT1、 600-800 cm"和1000 1200 cm"三個 峰的層狀氧化鋁。200 400cm"的峰是由于在層狀結構的層的面內方向的 振動，其表示氧化鋁有層狀結構。600 800cnf'的峰是由于O-Ag-O振動， 其表示在界面上存在氧化銀。目前對1000 1200cm"的峰不是很清楚，但 可能是由于C-O的振動，其表示的是碳的氧化能力。
艮P，本實施方案的催化劑材料可以包括含銀和氧化鋁的O-Ag-O結構 的催化劑。O-Ag-O結構具有所謂的啞鈴形狀，其中三個原子線性連接。
氧化鋁和銀的層狀結構以催化劑材料的晶體構造。具體地，銀金屬 或銀離子和氧化鋁可以交替層疊，這樣可具有IO nm或更小的層疊周期。 氧化鋁可以是含有銀的氧化鋁，g口， Ag-p氧化鋁(參見后面描述的實施例 10)。
催化劑材料可以是具有3R對稱性的X射線衍射光譜的催化劑材料， 在使用Cu-Ka的X射線衍射中其包括至少14.5。、 29.2°、 36.1°、 37.2。和41.6°
的衍射峰。具有這樣的拉曼光譜或X射線衍射光譜的所用催化劑材料可以 是典型的銅鐵礦型AgA102。
銅鐵礦型AgA102具有銅鐵礦結構，其中具有位于中心的鋁原子的氧 八面體通過共同的脊(ridge)連接，形成層之間有銀離子配位的氧化鋁層。 具有銅鐵礦結構的催化劑材料可以在30(TC的低溫下燃燒煙灰，甚至在硫 毒化過程之后。本發明人相信該效果是由于以下原因。
艮口，在銅鐵礦型AgA102中，銀被氧化鋁層保護。由于在含二氧化硫 等的氧化性氣氛中表面上不存在銀，所以催化劑材料可得到保護，免于 受硫組分影響。銅鐵礦表面粘著還原材料如煙灰，因此變得活潑，從而表現出活性。
銅鐵礦型AgA102通過以下方法(第一水熱合成法)制備，該方法涉及
對NaA102和Ag20進行水熱處理，以獲得含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102， 再用NH3水洗滌由此得到的材料。或者，銅鐵礦型AgA102通過以下方法(第 二水熱合成法)制備，該方法涉及對NaA102和Ag低溫熔融鹽(例如，硝酸 銀/硝酸鉀等)的混合物加熱，用水洗滌混合物得到P型AgA102，再對該 AgA102實施水熱處理。所述水熱處理的溫度滿意為15(TC或更高，以降低 所含雜質的量(參見后面描述的實施例4)。
第一水熱合成法具體描述如下。首先，將通過固相合成形成的NaA102 和Ag20在優選條件下進行水熱處理，例如，在150 1卯T:的溫度下進行24 小時處理，得到NaOH和Ag20/a-AgA102的混合物(其中在此使用的術語 "a-"是指銅鐵礦型)。混合物用水洗滌，由此得到Ag20/a-AgAI02，這就是 含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102。將這樣得到的材料進一步用NH3水洗滌， 選擇并僅除去氧化銀，由此得到cx-AgA102。
第二水熱合成法具體描述如下。首先，加熱NaA102和AgK(N03)2的 混合物，得至ljNaK(N03)2和卩-AgA102的混合物，然后用水對其進行洗滌， 由此得到卩-型AgA102。然后，在優選條件下對卩-型AgA102進行水熱處理， 例如，在150 19(TC的溫度下進行24小時處理，由此得到a-AgAK)2。此時 用Ag低溫熔融鹽來防止銀金屬的沉淀。
以下第三 第七水熱合成法可以用作銅鐵礦型AgA102的制備方法。
第三水熱合成法具體描述如下。首先，對NaOH、過渡型氧化鋁和Ag20 在優選條件下進行水熱處理，例如，在150 1卯。C的溫度下處理24小時， 然后用水洗滌，由此得到含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102。含Ag化合物的 銅鐵礦型AgA102用NH3水洗滌，除去剩余的Ag化合物。由此得到 a-AgA102(參見如下所述的實施例8)。
第四水熱合成法具體描述如下。首先，對NaOH、氫氧化氧化鋁 (alumina hydroxide)和Ag20在優選條件下進行水熱處理，例如，在150~ 19(TC的溫度下處理24小時，然后用水洗滌，由此得到含Ag化合物的銅鐵 礦型AgA102。含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102用NH3水洗滌，除去剩余的 Ag化合物。由此得到a-AgA102(參見如下所述的實施例9)。第五水熱合成法具體描述如下。首先，對過渡型氧化鋁和Ag20在
15(TC或更高溫度下在醋酸存在下進行水熱處理，由此得到溶膠Ag-勃姆 石混合物，然后將其燃燒。由此得到例如由層疊的Ag和Ag-(3氧化鋁構成 的催化劑材料。
所述催化劑材料可以在約300 40(TC的低溫下燃燒碳細粉，如以下描 述的實施例10中所示。所述催化劑材料的合成方法包括以下第六和第七 水熱合成法，所述方法涉及燃燒溶膠Ag-勃姆石的混合物。
在第六水熱合成法中，對NaAlO2和Ag2O在150'C或更高溫度下在醋 酸存在下進行水熱處理，由此得到溶膠Ag-勃姆石混合物，然后將其燃燒 (參見后面描述的實施例ll)。在第七水熱合成法中，將醋酸鈉、過渡型氧 化鋁和Ag20在15(TC或更高溫度下進行水熱處理，由此得到溶膠Ag-勃姆 石混合物，然后將其燃燒(參見后面描述的實施例12)。
任何其它具有四個拉曼光譜峰的催化劑材料都可以在本實施方案中 用作催化劑材料。例如，可以使用銅鐵礦型AgA102的熱分解產物(參見后 面描述的實施例6)。或者，可以對銀和鋁的混合鹽進行復分解，得到銀-氧化鋁混合物。例如，所述催化劑材料可以是通過復合硝酸鹽材料 AgAl(N03)4的熱分解所得到的(參見后面描述的實施例7)。
催化劑材料優選由粒徑為0.1 20 pm的顆粒組成。粒徑在上述范圍之 外的催化劑材料可能難以負載到蜂窩結構上。
具體地，當粒徑小于O.l ^m的催化劑材料在使用中負載到如由多孔材 料制成的蜂窩結構上時，所述催化劑顆粒可能會進入孔中，導致壓力損 耗增加。相反，當粒徑超過20,的催化劑材料在使用中負載到基底如蜂 窩結構上時，所述催化劑材料顆粒可能會從基底脫落。
催化劑材料可以在使用中負載到載體如陶瓷蜂窩結構上，例如通過 浸涂等。陶瓷蜂窩結構包括例如外周壁、以蜂窩形式在外周壁里面提供 的間壁，和通過間壁分隔開、并且至少部分地穿透所述結構兩端的多個 單元。
在此使用的短語"穿透結構兩端的單元"是指在陶瓷蜂窩結構兩端敞 開、且形成為在兩端之間穿過的孔的單元。所有單元都可在結構的兩端 敞開。或者，全部單元中的某些部分可以在蜂窩結構兩端被栓部等堵住。
ii所述催化劑材料通過用作陶瓷蜂窩結構中單元內表面的間壁負載。 由于本實施方案的蜂窩結構使用了包括往其中分散了銀的層狀氧化鋁的 催化劑材料，所以本實施方案的催化劑材料可以在低溫下燃燒煙灰，不 會腐蝕蜂窩結構，這不同于如以上提及的專利文獻l所描述的主要含堿金 屬元素的基于堿金屬的催化劑材料。所述催化劑材料適合于應用，特別 是用在包括堇青石晶體的蜂窩元件中。
實施例
現在，將基于附圖參考以下實施例更具體地對實施方案進行描述， 但本發明并不限于此。
(實施例l)
在本實施例中，制備銅鐵礦型AgA102作為催化劑材料，并對其催化 劑特性進行評價。本實施例的催化劑材料的制備方法是以上提到的第一 水熱合成法，該方法涉及基礎材料合成、水熱合成、水洗、氨洗、二次 水洗和干燥。
首先，在基礎材料的合成中，使堿金屬鹽(例如，硝酸鈉等)和鋁鹽(例 如，硝酸鋁)的均勻混合物在800 100(TC的溫度下熱分解，由此合成用作 基礎材料的鋁酸鈉(NaAlO》。
然后，將合成的基礎材料和氧化銀(Ag20)封裝到壓力容器中，并在 150 18(TC的溫度下進行水熱處理，由此得到含有Ag化合物的銅鐵礦型 AgA102。將這樣得到的AgA102用水、氨水洗滌，再用水洗滌，然后干燥， 由此得到催化劑材料。
更具體地，本實施例的水熱合成法如下所述。首先，將硝酸鋁和醋 酸鈉以l:l的比例溶解到水中，以制備水溶液。在攪拌的同時對水溶液加 熱，蒸發至干燥，然后在80CTC的溫度下燃燒四小時，由此生成鋁酸鈉。
然后，將鋁酸鈉和氧化銀分散到離子交換水中，其中銀的量等于鋁 酸鈉中鈉的量。例如，將8.1g的NaAlO2和11.6g的Ag2O分散到100ml的離 子交換水中。將分散的液體封裝到包括由特氟隆(商標)制成的容器的壓力 容器中。然后，將分散的液體在175t:的溫度下進行48小時的水熱處理。處理過的液體用水洗滌并過濾三次。干燥上層清液，然后分析殘留物。 結果證實是碳酸鈉。
相比之下，過濾后殘留的物質具有暗灰的顏色。根據X射線衍射(XRD) 分析的結果，認為該材料是銅鐵礦型AgA102和氧化銀。在下文中，實施 例l中水洗后的銅鐵礦型AgAlO2以下簡稱為試樣A0。
可以使用以下方法通過XRD測量法測量X射線衍射光譜。 即，使用Rigaku RINT 2000 (Rigaku公司制造)作為測量設備在以下條 件下進行測量輻射源，Cu-Ka;管電壓，50kV;管電流，100 mA; DS， (1/2)°; SS， 1°; RS， 0.3 mm;單色器，0.02°;步進掃描和積分時間，0.5 秒。
圖1中所示為在隨后描述的實施例1和比較例1中通過XRD分析的產 物A0、 Al、 A2、 B1和B2的X射線衍射光譜。在圖1中，氧化銀的峰用十 字交叉標記表示。試樣AO被證實是含有氧化銀的銅鐵礦型AgA102。
然后，將含有氧化銀的銅鐵礦型AgAlO2分散到10。/c)的氨水中，這樣 溶液的顏色變為灰色。產物用水充分洗滌并干燥。氮處理后的銅鐵礦型 AgA102以下簡稱為"試樣Al"。
用XRD檢測試樣A1，如圖1中所示，其顯示氧化銀已除去，只剩下銅 鐵礦型的AgAlCb。這樣，通過以上提及的使用氨水的處理方法，可制得 實施例l的銅鐵礦型AgA102，而不會有采用X射線衍射時可分辨的剩余的 銀鹽。
(比較例l)
除了省略用氨水洗滌外，用與實施例1相同的方式合成試樣B1，以作 為比較例的催化劑材料。如圖1所示，試樣B1具有與以上提及的試樣A0 相同的X射線衍射光譜，并且是含有氧化銀的銅鐵礦型AgA102。
(比較例2)
將以與硝酸銀溶液中所含硝酸銀等摩爾量的硫代硫酸鈉溶解到硝酸 銀溶液中。用超聲波作用于混合物一小時，然后將這樣得到的黑色沉淀 物過濾，用水洗滌并干燥，由此得到比較例的試樣C。根據XRD的結果，試樣C被證實為硫酸銀。
此外，為了確定耐硫毒化性，通過使用與比較例2中用于合成試樣的
相同硫代硫酸鈉，將硫毒化過程施用于以上的試樣A1和B1。 g卩，試樣A1 經過毒化過程得到試樣A2，試樣B1經過毒化過程得到試樣B2。
如圖1所示，在毒化過程之前和之后，氨洗滌后得到的銅鐵礦型 AgA102的試樣A2沒有改變其晶體結構。相比之下，在毒化過程之前和之 后沒有用氨洗滌過的銅鐵礦型AgA102的試樣B2也沒有改變其晶體結構， 但是其顏色略微改變成褐色。
然后，按以下方法評價上述實施例l、比較例1和2中制備的以上提及 的試樣A1、 A2、 B2和C用于尾氣凈化時的催化劑特性。將每種催化劑材 料和碳細粉一起加熱，通過使用差示熱重同步測量儀測量熱平衡及碳細 粉重量的改變來進行評價。
具體地，首先將100重量份的每種試樣和5重量份的碳細粉在研缽中 混合。然后，加熱混合的粉末。使用差示熱重同步測量儀測量加熱溫度， 以及加熱中混合粉末的重量變化。所用的差示熱重同步測量儀為SII Nanotechnology Inc.制備的EXSTAR6000 TG/DTA。
在上述測量中，將10體積％的氧氣(02)和卯體積％的氮氣(1^2)的混合 氣以100ml/min的流速流過混合粉末，混合粉末以l(TC/min的升溫速度加 熱。測量結果見圖2。圖2所示為實施例1、比較例1和2中相應催化劑材料 (試樣A1、 A2、 B2和C)的重量變化和加熱溫度之間的關系。重量變化以 燃燒速率表示。
從試樣A1(圖中實線所示)和試樣A2(圖中虛線所示)的數據可看出，在 圖2的實施例1中，碳細粉能夠在約300至40(TC至高達600'C的寬廣的低溫 范圍內燃燒，不但在硫毒化過程之前，而且在該過程之后。
上述比較例1和2的試樣B2(圖中由點劃線所示)與由硫化銀構成的試 樣C(圖中雙點劃線所示)相比具有低溫活性。然而，試樣B2的累積溫度等 于或高于40(TC，這與實施例l一樣高。試樣B2只在窄的溫度范圍燃燒碳 細粉。盡管詳細情況不完全清楚，在甚至具有相同微結構的實施例l與比 較例之間的試樣有如此的性能差異，其原因據認為是由于在所含銅鐵礦 材料以外存在或不存在的銀化合物，并且還由于氧化鋁結構的差異。(實施例2)
在本實施例中，制備負載實施例1中制備的催化劑材料(試樣A1)的陶
瓷蜂窩結構。
圖3是實施例2的陶瓷蜂窩結構2的透視圖，圖4是實施例2的陶瓷蜂窩 結構2的縱向截面圖，圖5則顯示了其中尾氣10經過實施例2的陶瓷蜂窩結 構2時的狀態。
如圖3 5所示，本實施例的陶瓷蜂窩結構2包括外周壁21、以蜂窩形 式在外周壁21內布置的間壁22、和由間壁22分隔開的多個單元3。
單元3在陶瓷蜂窩結構2的兩端部23和24部分敞開。g卩，部分單元3對 蜂窩結構2的兩端部23和24敞開，而其余的單元3則由形成在兩端部23和 24上的栓部32堵住。
如圖3和4所示，在本實施例中，用于敞開單元3端部的開口31和用于 堵住單元3端部的栓部32交替排列，形成所謂的棋盤形圖案。催化劑材料 1，即實施例1中制備的試樣A負載在間壁22上。
如圖5所示，在本實施例的陶瓷蜂窩結構2中，用作尾氣10輸入側的 位于上游側端23的單元3的端部，和用作尾氣10輸出側的位于下游側端24 的單元3的端部，其部分端部含有布置在其中的栓部32，而其它部分則不 含栓部32。間壁22中有許多形成于其中的孔，尾氣10可以經這些孔通過。
本實施例的陶瓷蜂窩結構2的全直徑為160mm，長度為IOO mm，每 個單元的厚度為3 mm，單元孔距(pitch)為1.47 mm。陶瓷蜂窩結構2由堇 青石制成，單元3具有四邊形的截面。單元3也可有各種截面形狀，如三 角形或六邊形。
現在，對本實施例的陶瓷蜂窩結構2的制備方法進行以下描述。首先， 對滑石、熔融氧化硅和氫氧化鋁進行稱量，以提供所要求的堇青石組成， 并向這些稱量過的材料加入成孔劑、粘結劑、水等，用混合機對其進行 混合和攪拌。由此得到的粘土狀陶瓷材料通過成型機進行壓制并成型， 得到具有蜂窩形狀的成型部件。
干燥后，將成型部件切割成要求的長度，以制備成型部件4，成型部 件4包括外周壁41、以蜂窩形式在外周壁內提供的間壁42、通過間壁42分 隔開并穿透兩端部43和44的多個單元3。圖6是成型部件4的輪廓透視圖。然后，將成型部件4加熱至1400 1450。C的溫度2 10小時而進行預燒 制，以得到預燒體4。預燒體4具有與圖6所示的成型部件4基本上相同的 形狀。預燒體4以下簡稱為"蜂窩結構4"。
圖7所示為遮蓋膠帶(masking tape)5布置在實施例2中蜂窩結構4端部 43時狀態的透視圖。圖8所示為實施例2中遮蓋膠帶5中將要形成通孔時狀 態的透視圖。圖9所示為具有在實施例2的遮蓋膠帶5中形成的通孔321的 蜂窩結構4的截面圖。
然后，如圖7所示，將遮蓋膠帶5粘貼到蜂窩結構4上，以覆蓋蜂窩結 構4的兩個端部43和44的全部。使用通孔形成儀50通過激光發射手段501， 將激光500依次施加在遮蓋膠帶5對應于部分325的部分上，其中栓部布置 在陶瓷蜂窩結構4的兩端部43和44上，如圖8和9所示。熔化、燃燒并除去 遮蓋膠帶5，由此形成通孔321。
這樣，用栓部32堵住的單元3的端部部分325由通孔321敞開，由此得 到單元3的端部的其它部分被遮蓋膠帶5遮蓋的陶瓷蜂窩結構4。
在本實施例中，通孔321在遮蓋膠帶5中形成，這樣通孔321和遮蓋膠 帶5所覆蓋的部分交替布置在單元3的兩端部43和44上。在本實施例中， 所用的遮蓋膠帶5是厚度為0.1 mm的樹脂薄膜。
然后，對作為栓部32的主要材料的滑石、熔融氧化硅、氧化鋁和氫 氧化鋁進行稱量，以便可得到所要求的組成，向這些材料加入粘結劑、 水等，用混合機對其進行混合和攪拌，由此得到用于栓部的漿液材料。 在漿液制備的時候，必要時可以加入成孔劑。
圖10顯示了實施例2的蜂窩結構4浸入栓部材料320中時的狀態。如圖 IO所示，制備其中含有漿液栓部材料320的容器329。然后，在開孔步驟 后將蜂窩結構4的端部43浸入漿液材料中。這樣，適量的槳液材料320通 過遮蓋膠帶5的通孔321進入單元3的端部。
蜂窩結構4的一個端部44經過與圖10所示的相同步驟。以這種方式， 得到了栓部材料320布置在單元3將要被堵住的部分325中的蜂窩結構4。
然后，在約1400 1450。C的溫度下同時燃燒蜂窩結構4和布置在將要 被堵住的部分325中的栓部材料320，燃燒并除去遮蓋膠帶5。這樣，就制 得了蜂窩結構2，其中單元3的兩端配有用于敞開單元3端部的開口31和用于堵住單元3端部的栓部32，如圖4所示。
圖11所示為催化劑材料1負載在實施例2的陶瓷蜂窩結構2上時的狀 態。如圖11所示，將實施例l中制備的催化劑材料l分散到水中，制得催 化劑分散液6。將陶瓷蜂窩結構2浸入催化劑分散液6中，然后干燥。
重復浸漬和干燥，使得催化劑材料1負載在陶瓷蜂窩結構2上。這樣， 如圖4和5所示，就得到了負載了催化劑材料1的陶瓷蜂窩結構2。
本實施例的陶瓷蜂窩結構2在單元3的內表面，gp，在間壁22上負載 實施例l的催化劑材料l。這樣，通過利用催化劑材料l的出色特性，可使 該陶瓷蜂窩結構2能夠在低溫下燃燒煙灰而不會引起腐蝕。
(實施例3)
在實施例3中，對銅鐵礦型CuA102與實施例l中制備的銅鐵礦型 AgA102試樣Al的燃燒溫度進行比較。將每種催化劑材料和碳細粉一起加 熱，通過使用差示熱重同步測量儀測量熱平衡及碳細粉重量的變化，以 與圖2所示的同樣方式對兩個試樣進行比較。
圖12所示為銅鐵礦型AgA102(試樣Al)和銅鐵礦型CuA102的重量變化 與加熱溫度之間的關系圖。通過在1 IOO'C的溫度下燃燒氧化銅與硝酸鋁 的混合物4小時來制備銅鐵礦型CuAK)2。如圖12可看出，不同于實施例l， 發現銅鐵礦型CiiA102不具有在寬廣的低溫范圍內的低溫燃燒特征。
因此，發現Cu-Al組合對顆粒的低溫燃燒沒有任何作用，而據以上提 及的專利文獻3中的描述，所述組合是有利于用作氧化催化劑的催化劑組 成。進一步發現Ag-Al組成具有良好的作用與效果。
在以上提及的專利文獻3中，描述了有一組銅鐵礦對CO、 HC等具有 高的氧化活性。專利文獻3中沒有描述以上提及的實例。如圖12所示，對 專利文獻3中所述對CO或HC有活性的CuA102對煙灰的氧化活性與本實 施例中AgA102對煙灰的氧化活性通過熱重分析進行比較。結果，AgA102 與CuAlO2的活化溫度相差30(TC。因此，AgA102顯然具有特別的活性。
(實施例4)
在實施例4中，通過第一水熱合成法制備具有不同熱歷史的不同批次說明書第15/23頁
的銅鐵礦型AgA102。在175'C的溫度下進行水熱處理，制備銅鐵礦型 AgA102的樣品，將該樣品作為批次l。進一步在80(TC的溫度下對批次1 進行熱處理，制得另一AgA102樣品。此外，在15(TC的溫度下進行水熱處 理，制備銅鐵礦型AgA102的另一樣品，將該樣品作為批次2。測量每個樣 品的拉曼光譜。
拉曼光譜的測量條件如下評價儀器，HORIBA JOBIN YVON公司 制備的HR-800;評價條件，532 nm、 50 mW、 100 pm孔、D2狹縫和600 gr/mm。測量結果在圖13、 14和15中給出。圖13所示為本實施例批次1的 拉曼光譜。圖14顯示了在80(TC的溫度下對批次1實施熱處理得到的樣品 的拉曼光譜。圖15顯示了本實施例的批次2的拉曼光譜。
任何一個樣品都有200 400 cm"、 600-800 cnT1、和1000 1200 cm" 三個峰，如圖13 15中箭頭所示。如上所述，還證實每個樣品可以在約300 至400。C至高達600。C的寬廣的低溫范圍內燃燒碳細粉。
(實施例5)
在實施例5中，在不同水熱處理溫度下進行第一水熱合成來制備樣 品。在與以上描述的相同測量條件下測量每個樣品的X射線衍射光譜。結 果在圖16 20中給出。
圖16、 17、 18、 19和20顯示了在125。Cx48小時、14(TCx48小時、150°Cx 48小時、175。Cx48小時和19(TCx6小時的水熱處理溫度下的X射線衍射光 譜。圖21顯示了銅鐵礦型3R-AgA102的X射線衍射光譜，該光譜通過使用 無機晶體結構數據庫(ICSD)中ICSD弁300020的2H型銅鐵礦(氧化鋁的 ABAB型層疊物)的原子間距計算3R型(氧化鋁的ABCABC型層疊物)光譜 得到。
從圖16 21可看出，在125 19(TC的溫度下進行水熱處理，由此制得 銅鐵礦型AgA102。然而，如圖16和17所示，在溫度低于15(TC下的水熱處 理會產生含大量雜質的銅鐵礦型AgA102。從這一點看，150。C或更高溫度 下的水熱處理可以制得含盡可能少雜質的銅鐵礦型AgAK)2。
在與以上所述的相同條件下，通過差示熱重同步分析儀器評價圖 16 20所示各樣品用于凈化尾氣的催化劑特性。結果在圖22 26中給出。圖22、 23、 24、 25和26所示為銅鐵礦型AgA102的重量變化與加熱溫 度之間的關系圖，所述銅鐵礦型AgA102分別在125t:x48小時、140°O48 小時、150"Cx48小時、175'Cx48小時和19(TCx6小時的水熱處理溫度下合成。
如圖22 26所示，在所述水熱處理溫度下合成的全部樣品均可以在約 300至400'C至高達600'C的寬廣低溫范圍內燃燒碳細粉。
(實施例6)
在實施例6中，對通過以上提及的水熱合成法制備的銅鐵礦型AgA102 在100(TC的溫度下加熱4小時來進行分解。
圖27所示為銅鐵礦型AgA102的熱分解物用XRD分析的X射線衍射光 譜圖。測量條件與上面描述的相同。如圖27所示，X射線只可以確定銀， 但熱分解物的Ag與Al的組成比為1:1 (Ag: Al= 1:1)。
圖28所示為熱分解物的拉曼光譜圖。測量條件與以上所述的相同。 光譜有200 400cm"、 600 800 cm"和1000 1200 cm"三個峰，如圖28中箭 頭所示。用電子顯微鏡觀察熱分解物。圖29所示為電子顯微鏡拍攝的熱 分解物的顯微照片。所述熱分解物被證實具有層狀結構。
在與以上所述相同的條件下，通過差示熱重同步分析儀器評價熱分 解物用于凈化尾氣的催化劑特性。結果在圖30中顯示。圖30所示為本實 施例的熱分解物的重量變化與加熱溫度之間的關系圖。從以上描述可以 看出，所述分解物也可以在約300 400。C的低溫下燃燒碳細粉。
(實施例7)
在實施例7中，復合硝酸鹽被熱分解。具體地，將硝酸銀和硝酸鋁以 等摩爾量溶解到水中，以形成物質(AgAl(N03)4)，然后將其加熱至高達 85(TC的溫度來進行熱分解。
圖31所示為復合硝酸鹽的熱分解物用XRD分析的X射線衍射光譜圖。 測量條件與以上所述的相同。如圖31所示，只有銀和少量的a氧化鋁能夠 被X射線光譜證實，但分解物的Ag與Al組成比為1:1 。
圖32所示為復合硝酸鹽熱分解物的拉曼光譜圖。圖32也顯示了比較例的物質的拉曼光譜圖，該物質是通過將a氧化鋁浸入AgN03中，以l:l的 Al與Ag之比在a氧化鋁上負載AgN03，并且在85(TC的溫度下熱分解所述 氧化鋁而形成的。測量條件與以上所述的相同。
如圖32所示，本實施例的復合硝酸鹽的熱分解物也有200 400 cm'1、 600~800 cm"和1000 1200 cm"三個峰。用電子顯微鏡觀察熱分解物。圖 33顯示了電子顯微鏡拍攝的熱分解物的顯微照片。該熱分解物也被證實 具有層狀結構。
在與以上所述相同的條件下，通過差示熱重同步分析儀器評價熱分 解物用于凈化尾氣的催化劑特性。結果在圖34中顯示。圖34所示為本實 施例的復合硝酸鹽熱分解物的重量變化與加熱溫度之間的關系圖。從以 上描述可以看出，所述物質也可以在約300 40(TC的低溫下燃燒碳細粉。
(實施例8)
在實施例8中，通過第三水熱合成法制備銅鐵礦型AgA102，以作為催 化劑材料。
首先，將4 g的NaOH、 5.0 g的過渡型氧化鋁和l 1.6 g的Ag20分散到100 ml的離子交換水中。將分散的液體封裝到包括由特氟隆(商標)制成的容器 的壓力容器中。然后，將分散液體在175。C的溫度下進行48小時的水熱處 理。處理過的分散液用水洗滌并過濾三次。過濾后殘留的物質有暗灰的 顏色。根據X射線衍射(XRD)的結果，發現該物質是銅鐵礦型AgA102和氧 化銀。
然后，將含有氧化銀的銅鐵礦型AgAlO2分散到10n/。的氨水中，隨后 用水充分洗滌，再干燥。由此，在本實施例中也得到了與實施例l中相同 的銅鐵礦型AgA102。
(實施例9)
在實施例9中，通過第四水熱合成法制備銅鐵礦型AgA102，以作為催 化劑材料。
首先，將4g(克)的NaOH、 7.8g的過渡型氧化鋁和11.6g的Ag20分散 到IOO ml的離子交換水中。將分散的液體封裝到包括由特氟隆(商標)制成的容器的壓力容器中。然后，對分散液體在175。C的溫度下進行48小時的 水熱處理。處理過的分散液用水洗滌并過濾三次。過濾后殘留的物質有 暗灰的顏色。根據X射線衍射(XRD)的結果，發現該物質是銅鐵礦型 AgA102和氧化銀。
然后，將含有氧化銀的銅鐵礦型AgAlO2分散到10。/。的氨水中，隨后 用水充分洗滌，再干燥。由此，在本實施例中也得到了與實施例l中相同 的銅鐵礦型AgA102。
(實施例IO)
在實施例10中，通過第五水熱合成法制備由層疊結構的Ag和Ag-P氧 化鋁構成的催化劑材料。
首先，將ll g的氧化銀和5 g用作過渡型氧化鋁的e氧化鋁分散到ioo
ml離子交換水中。然后，在分散的液體中加入6 g醋酸并且攪拌，再將其 封裝到壓力容器中，然后在175"C的溫度下對其進行48小時的水熱處理。
將這樣得到的漿液通過離心分離機分離成固體和液體，以便可以在 相同的條件下進行固體的X射線衍射測量。結果在圖35中以虛線指示的X 射線衍射光譜(燃燒前)表示。由此發現固體為勃姆石和銀的混合物。
將固體在60(TC的溫度下在大氣中燃燒。圖35中以實線表示的X射線 衍射光譜是燃燒后的燃燒物的光譜。從上面提到的光譜中，銀可以被證 實，但是否形成氧化鋁并不清楚。
因此，進行斷面TEM觀察和電子衍射。圖36是根據斷面TEM觀察結 果的本實施例燃燒物的示意性截面圖。
如圖36所示，銀層700和氧化鋁層701交替層疊，其具有10nm或更小 的層疊周期。銀以金屬銀或銀離子存在。銀的一層有薄的部分和厚的部 分，如圖36所示。
氧化鋁通過電子衍射證實在氧化鋁層701中含有Ag。 g卩，在本實施例 中，氧化鋁是其中含有Ag的Ag-p氧化鋁。本實施例的催化劑材料被證實 是由Ag和Ag-P氧化鋁構成的層疊結構的催化劑材料。
將實施例4中所示的銅鐵礦型AgA102、實施例6中所示的銅鐵礦型 AgA102熱分解物和實施例7中所示的復合硝酸鹽熱分解物進行同樣的TEM斷面觀察。結果是，每種材料都被證實為如圖36所示的具有銀和鋁 的層疊結構的催化劑材料。舉例來說，各實施例的層疊周期包括在實施 例4、實施例6和實施例7中分別是0.6nm、 5 nm、 10nm。
此外，在本實施例中，以與實施例4中同樣的方式測量拉曼光譜。如 同每個實施例的催化劑材料，本實施例的催化劑材料被證實具有600 800 cm"的峰和0-Ag-0結構。
在與以上所述相同的條件下，通過差示熱重同步分析儀器評價本實 施例的催化劑材料用于凈化尾氣的催化劑特性。結果在圖37中顯示。圖 37所示為本實施例的催化劑材料的重量變化與加熱溫度之間的關系圖。 從圖中可看出，在本實施例中，催化劑材料也可以在約300 40(TC的低溫 下燃燒碳細粉。
(實施例ll)
在實施例11中，通過第六水熱合成法制備由層疊結構的Ag和Ag-(3氧 化鋁構成的催化劑材料，以作為所述催化劑材料。在實施例ll中，以與 實施例10中同樣的方式制備催化劑材料，除了使用8 gNaAK)2代替e氧化 鋁。
同樣在本實施例中，類似實施例IO，使用層疊結構的Ag和Ag-P氧化 鋁可以得到催化劑材料。對本實施例的催化劑材料用于凈化尾氣的催化 劑特性進行評價。由此，所述催化劑材料能夠在約300 40(TC的低溫下燃 燒碳細粉。
(實施例12)
在實施例12中，通過第七水熱合成法制備由層疊結構的Ag和Ag-(3氧 化鋁形成的催化劑材料，以作為所述催化劑材料。在實施例12中，以與 實施例10中同樣的方式制備催化劑材料，除了不使用醋酸，而是使用8g 醋酸鈉代替醋酸。
同樣在本實施例中，類似實施例IO，使用層疊結構的Ag和Ag-卩氧化 鋁可以得到催化劑材料。對本實施例的催化劑材料用于凈化尾氣的催化 劑特性進行評價。由此，所述催化劑材料能夠在約300 40CTC的低溫下燃 燒碳細粉。(實施例13)
在層狀的銀氧化鋁疊層中銀與鋁的元素比優選為等于或大于025。以 下在實施例13中將說明定義該元素比的原因。所述原因是基于發明人所 進行的以下試驗的結果。
首先，將1.5g的e氧化鋁，0.35g(x = 0.1)、 0.70g (x = 0.2)、 0.88g (x = 0.25)、 1.75g (x= 0.5)、 2.63g (x = 0.75)的氧化銀，以及0.18g (x = 0， 1 )、 0.36g (x = 0.2)、 0.45g (x =0.25)、 0.9g(x = 0.5)、 l,3g (x = 0.25)的醋酸相應加入 100 ml的離子交換水中，然后在壓力容器中在175t:的溫度下加熱40小時， 由此得到溶膠溶液。干燥這樣得到的溶膠溶液，并且在600'C的溫度下燃 燒5小時，由此形成各試樣。即，在本實施例中，每個試樣通過以上提及 的第五水熱合成法來制備。
對于每一種氧化銀和醋酸的重量，括號中的x值是指每個Ag原子和醋 酸相對于一個A1原子的元素比。得到的每個試樣的組成用銀與鋁的元素 比x表示為xAg/
。
艮P，在本實施例中，氧化銀與醋酸的量相對于e氧化鋁的量一起變化，
相應地，分別制備具有O.l、 0.2、 0.25、 0.5和0.75銀與鋁元素比x的試樣。 將具有不同元素比x的各試樣與5重量。/。的煙灰混合，并按照與以上所述同 樣的方式進行熱重分析。熱重分析的結果在圖38中顯示。
在圖38中，橫軸表示溫度(單位是"C)，縱軸表示重量減少率(任意單 位)。圖38所示為在不同的銀與鋁元素比x下溫度與試樣重量減少率之間的 關系圖。從圖38中所示的結果可看出，當銀與鋁的元素比x等于或大于0.25 時，可以在300 400'C的溫度下觀察到較大的重量減少率，這樣可以在低 溫實現良好的燃燒。
(其它實施方案)
在實施例2所示的蜂窩結構中，可以將實施例3 12的催化劑材料負載 到間壁22上。催化劑材料的負載方法與上述實施例2中的相同。在間壁22 上負載催化劑材料時，催化劑材料可以負載到整個間壁22上，或者負載 到部分間壁上。或者，可以使用含有催化劑材料的漿液，通過抽吸等方 法將其負載到蜂窩結構上。陶瓷蜂窩結構可以不限于圖3 5所示的那些。可以使用任何其它適合 負載用于燃燒內燃機所排放煙灰的催化劑材料的陶瓷蜂窩結構。


圖l所示為實施例l和比較例1中的產品通過XRD分析的X射線衍射光 譜圖2所示為實施例1及比較例1和2的催化劑材料的重量變化與加熱溫 度之間的關系圖3所示為實施例2的陶瓷蜂窩結構的透視圖； 圖4所示為實施例2的陶瓷蜂窩結構的縱向截面圖； 圖5所示為尾氣經過實施例2的陶瓷蜂窩結構時的狀態圖； 圖6所示為實施例2的成型部件的輪廓透視圖7所示為遮蓋膠帶布置在實施例2的蜂窩結構1端部時狀態的透視
圖8所示為實施例2的遮蓋膠帶中將要形成通孔時狀態的透視圖； 圖9所示為具有在實施例2的遮蓋膠帶中形成通孔的蜂窩結構的截面
圖10所示為實施例2的蜂窩結構浸入栓部材料中時的狀態圖； 圖11所示為催化劑材料負載在實施例2的陶瓷蜂窩結構上時的狀態
圖12所示為實施例3中銅鐵礦型AgA102和銅鐵礦型CuA102的重量變 化與加熱溫度之間的關系圖13所示為實施例4中批次1的樣品的拉曼光譜圖14所示為在800'C的溫度下對實施例4的批次1施加熱處理時得到 的樣品的拉曼光譜圖15所示為實施例4中批次2的樣品的拉曼光譜圖16所示為通過在125C溫度下的水熱處理制備的銅鐵礦型AgA102 的X射線衍射光譜圖17所示為通過在140'C溫度下的水熱處理制備的銅鐵礦型AgA102 的X射線衍射光譜圖；圖18所示為通過在15(TC溫度下的水熱處理制備的銅鐵礦型AgA102
的X射線衍射光譜圖19所示為通過在175'C溫度下的水熱處理制備的銅鐵礦型AgA102 的X射線衍射光譜圖20所示為通過在l卯'C溫度下的水熱處理制備的銅鐵礦型AgA102
的X射線衍射光譜圖21所示為使用ICSD弁300020的2H型銅鐵礦的原子間距計算的銅鐵 礦型3R-AgA102的X射線衍射光譜圖22所示為在125'C的溫度下的水熱處理制備的銅鐵礦型AgA102的 重量變化與加熱溫度之間的關系圖23所示為在14(TC的溫度下的水熱處理制備的銅鐵礦型AgA102的 重量變化與加熱溫度之間的關系圖24所示為在15(TC的溫度下的水熱處理制備的銅鐵礦型AgA102的 重量變化與加熱溫度之間的關系圖25所示為在175。C的溫度下的水熱處理制備的銅鐵礦型AgA102的 重量變化與加熱溫度之間的關系圖26所示為在19(TC的溫度下的水熱處理制備的銅鐵礦型AgA102的 重量變化與加熱溫度之間的關系圖27所示為實施例6中銅鐵礦型AgA102的熱分解物用XRD分析的X 射線衍射光譜圖28所示為實施例6的熱分解物的拉曼光譜圖29所示為實施例6中電子顯微鏡拍攝的熱分解物的顯微照片；
圖30所示為實施例6的熱分解物的重量變化與加熱溫度之間的關系
圖31所示為實施例7中復合硝酸鹽的熱分解物用XRD分析的X射線衍 射光譜圖32所示為實施例7的熱分解物的拉曼光譜圖； 圖33所示為實施例7中電子顯微鏡拍攝的熱分解物的顯微照片； 圖34所示為實施例7的熱分解物的重量變化與加熱溫度之間的關系
圖；圖35所示為實施例8的產物的X射線衍射光譜圖36所示為實施例8中的燃燒物的示意性截面圖； 圖37所示為實施例8中燃燒物的重量變化與加熱溫度之間的關系圖;
以及
圖38所示為實施例13中熱重分析的結果圖。
權利要求
1.一種制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法，該方法包括以下步驟在150℃或更高的溫度下對NaAlO2和Ag2O實施水熱處理，獲得含Ag化合物的銅鐵礦型AgAlO2；以及通過洗滌含Ag化合物的銅鐵礦型AgAlO2，除去剩余的Ag化合物。
2. —種制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法，該方法包括以下步驟在150。C或更高的溫度下對NaOH、過渡型氧化鋁和Ag20實施水熱處理，獲得含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102;以及通過洗滌含Ag化合物的銅鐵礦型AgAK)2，除去剩余的Ag化合物。
3. —種制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法，該方法包括以下步驟在150'C或更高的溫度下對NaOH、氫氧化氧化鋁和Ag20實施水熱處理，獲得含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102;以及通過洗滌含Ag化合物的銅鐵礦型AgA102，除去剩余的Ag化合物。
4. 權利要求1 3之一的制備催化劑材料的方法，其中用氨水洗滌并除去剩余的Ag化合物。
5. —種制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法，該方法包括以下步驟加熱NaA102和Ag的低溫熔融鹽的混合物，然后洗滌該混合物，獲得(3型AgA102;以及在15(TC或更高的溫度下對p型AgA102實施水熱處理，獲得銅鐵礦型AgA102。
6. —種制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法，該方法包括以下步驟:在150'C或更高的溫度下在醋酸存在下對過渡型氧化鋁和Ag2O實施水熱處理，獲得溶膠Ag-勃姆石混合物；以及燃燒該混合物。
7. —種制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法，該方法包括以下步驟在15CTC或更高的溫度下在醋酸存在下對NaA102和Ag20實施水熱處理，獲得溶膠Ag-勃姆石混合物；以及燃燒該混合物。
8. —種制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法，該方法包括以下步驟:在15(TC或更高的溫度下對醋酸鈉、過渡型氧化鋁和Ag20實施水熱處理，獲得溶膠Ag-勃姆石混合物；以及燃燒該混合物。
9. 一種制備用于燃燒碳的Ag-氧化鋁催化劑材料的方法，該方法包括以下步驟對銀和鋁的混合鹽進行復分解，從而獲得銀-氧化鋁混合物。
全文摘要
在制備用于燃燒碳的催化劑材料的方法中，在150℃或更高的溫度下對NaAlO₂和Ag₂O實施水熱處理，獲得含Ag化合物的銅鐵礦型AgAlO₂，再通過洗滌含Ag化合物的銅鐵礦型AgAlO₂，除去剩余的Ag化合物。結果是，可以提供可在低溫下燃燒煙灰的催化劑材料的制備方法，而不會腐蝕用于載負的蜂窩結構。
文檔編號B01J35/04GK101687144SQ20088000884
公開日2010年3月31日 申請日期2008年3月19日 優先權日2007年3月20日
發明者靖 林 申請人:株式會社電裝