多孔物质的制造方法技术

一种用于制造多孔物质的多孔物质制造方法，所述方法通过如下方式进行：使用作多孔物质前体的粒子保持在胶束或反胶束中，所述胶束或反胶束利用表面活性剂在溶剂中保持分散状态；使胶束或反胶束粒子彼此凝集；和将凝集的粒子进行烘焙。该方法包含下面的步骤：通过进行使含有用作所述前体的所述粒子的胶束或反胶束的利用表面活性剂的分散状态消解的处理，从而使所述胶束或反胶束的粒子彼此凝集。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及多孔物质的制造方法，所述多孔物质用于内燃机废气净化用的催化剂。
技术介绍
众所周知，具有中孔的复合氧化物被用作废气净化用催化剂中的多孔物质的一个例子。例如，在JP-A-2001-170487中，记载了用作废气净化物质的多孔物质，其具有这样的结构，该结构的中心孔径为2nm～100nm，并至少部分形成三维的网孔状，并且随机地彼此连通，但其实质上却不是纤维状结构。其还记载制造所述多孔物质的方法，其中形成金属如铝或镁的氢氧化物的沉淀物，并在漂洗和干燥之后烘焙。此外，在JP-A-2002-220228中公开另外的制造多孔物质的氧化物粉末的方法，其中将CeO2-ZrO2的固溶体前体的沉淀分离出并进行烘焙。现有技术中，另一方面，微乳液方法是已知的制造用于废气催化剂的复合氧化物的方法。在该方法中，在胶束或反胶束的内部或边界处发生比如水解的反应，从而或者产生多孔物质的初级粒子或前体和那些初级粒子的次级粒子或凝集体，或者形成沉淀物，在漂洗和干燥之后烘焙次级粒子的凝集体或者沉淀物。如JP-A-2001-170487和JP-A-2002-220228所述为使用于催化剂载体的金属沉淀的方法，其能够通过调节水溶液的浓度，在某种程度上控制孔径和孔分布。然而，所述方法不能在负载催化剂活性的贵金属粒子的状态下进行分离。因此，负载的催化剂粒子可在使用中的高温下引起烧结，并且它们的活性可降低。-->相反地，所述微乳液方法在如下状态下形成载体的初级粒子：其中起催化剂作用的金属离子引入通过表面活性剂分散于溶剂中的胶束或反胶束的内部或边界，或使得初级粒子和从初级粒子凝集的次级粒子凝集。结果，微乳液方法可制造多孔结构的催化剂，该多孔结构抑制了催化活性的粒子的烧结。然而，现有技术的微乳液方法中，次级粒子的凝集是由胶束或反胶束的布朗运动导致的缓慢碰撞，以及由于次级粒子的范德华力伴发的融合而使次级粒子凝集所产生的。在烘焙后将孔置于高温气氛的情况下，它们的体积没有特别地改变，但是它们的直径大幅改变。这就意味着，没有必要具有充分的耐热性。该现象被认为来自下列现象。在暴露于高温的情况下，在高表面能的部份因使次级粒子结合的力较弱，从而使烧结被促进。结果，粒子彼此结合，而使直径小的孔破碎。最后，孔分布的峰值转变到更大直径侧，使得多孔物质实质的表面积降低。
技术实现思路
专利技术人着眼于解决上述记载的技术问题而实现了本专利技术，其目的在于提供制造多孔物质的方法，所述多孔物质即使暴露于高温其功率分布也是稳定的。为实现上述的目的，依据本专利技术，提供了一种用于制造多孔物质的多孔物质制造方法；该方法通过如下方式进行：使作为多孔物质前体的粒子保持在胶束或反胶束中，其中所述胶束或反胶束用表面活性剂在溶剂中保持分散状态；使胶束或反胶束粒子彼此凝集；和将所述凝集的粒子进行烘焙。所述方法包含下面的步骤：通过进行使含有用作所述前体的所述粒子的胶束或反胶束的利用表面活性剂的分散状态消解的处理，从而使所述胶束或反胶束的粒子彼此凝集。-->此外，本专利技术中，在利用所述表面活性剂分散于有机溶剂中的反胶束内的水相中生成和生长所述粒子之后，通过进行使所述反胶束的利用表面活性剂的分散状态消解的处理，从而使所述反胶束的所述粒子凝集。此外，本专利技术中，可使其中分散有胶束或反胶束的分散状态成为油相和水相的两液分离相。或者，所述处理也可加入降低表面活性剂的表面活性的物质。具体地，加入微量的对有机溶剂和水均具有溶解性的极性小分子。此外，通过本专利技术制造的多孔物质，举例来说是使用作上述前体的粒子为具有吸附金属离子的复合氧化物粒子的物质。因此，依据本专利技术，制造多孔物质的粒子或前体的或通过凝集而使其生长的所谓″反应场″保持在分散状态，保持为胶束或反胶束，从而制造具有由上述粒子的凝集体进一步凝集而形成的复杂结构的所谓″次级粒子″。该操作中，通过表面活性剂保持的胶束或反胶束的分散状态被消解，从而迅速地凝集所述次级粒子。该状态模拟消除使次级粒子分离的因素的处理，其通过使以胶束或反胶束的形式分离的反应场合并而实现。结果，以胶束或反胶束形式分离的次级粒子急速地和牢固地凝集。由此即制造出多孔物质，其或者是通过烘焙经漂洗和干燥处理的凝集体而使多孔物质具有强的多孔结构，或者是其组分粒子具有高的结合强度。由此可制造即便暴露于高温气氛时、孔径和分布仍几乎没有改变的所述多孔物质。此外，依据本专利技术，在所谓″次级粒子″的凝集时间内，可以除去或减少存在于次级粒子之间的如表面活性剂的物质，以制造多孔结构或孔分布的高温稳定性或耐热性更优良的多孔物质。-->此外，依据本专利技术，由于上述次级粒子在表面活性剂的存在下凝集，从而一定程度上使它们的凝集变缓和。结果，可能使得孔分布更宽和孔体积更大。此外依据本专利技术，可制造能用作废气净化催化剂、高温稳定性极好的多孔物质。附图说明图1所示为根据本专利技术方法的多孔复合氧化物的结构示意图。图2所示为本专利技术方法中反胶束尺寸和反胶束之间距离的示意图。图3所示为微乳液中水、表面活性剂和油的关系的三相图。图4为图3的部分放大图。图5所示为本专利技术实施例1、2和3和对比例1得到的复合氧化物的孔分布测量结果的图表。图6所示为本专利技术实施例4和对比例2得到的复合氧化物的孔分布的测量结果的图表。本专利技术的最佳实施方式举例来说，本专利技术是可采用来制造用作废气净化催化剂的多孔复合氧化物的方法，即根据利用胶束或反胶束的所谓″微乳液方法″的制造方法。因此，在所述胶束或反胶束中产生所谓″初级粒子″或多孔物质前体、和由初级粒子凝集而成的次级粒子的形成/生长，生长到一定尺寸的次级粒子进一步被凝集。这大略地示于图1。初级粒子1的尺寸约5～15nm，并凝集形成次级粒子2，其在它们的生长过程中进一步凝集。这些次级粒子2彼此凝集成复杂的凝集体形状。因此，在不同于仅初级粒子1凝集的次级粒子2彼此凝集情况下，在次级粒子2之间形成直径约5～30nm的中孔3。-->特别是在本专利技术方法中，在胶束或反胶束中所含次级粒子2和其它胶束或反胶束中所含次级粒子2之间的次级粒子2凝集不是通过等待胶束或反胶束的融合(或者合并)引起的，而是通过消解由表面活性剂维持的胶束或反胶束的分散状态，从而将所称次级粒子2释放入共同的反应场。结果，次级粒子2迅速地凝集，具有牢固的结合。甚至在加热到高温的情况下，所述多孔结构或孔分布几乎不变化，从而提高了多孔物质或多孔复合氧化物的所谓″耐热性或高温稳定性″。次级粒子2的凝集相信是主动或强制发生的，从而使得高活性粒子或部分均涉及次级粒子2的凝集。通过本专利技术的方法制造的多孔物质并不限制于复合氧化物。在通过本专利技术制造多孔复合氧化物的情况下，不应特别限制其种类，而是可为至少含第一金属元素和第二金属元素的复合氧化物。复合氧化物家族在教科书和手册等中为大家所熟知。复合氧化物，比如氧化铝，氧化锆，二氧化铈，二氧化硅，氧化铁，氧化锰，氧化铬氧化钇等许多金属元素的氧化物几乎可以通过向其中加入第二或随后的金属元素而形成。元素之间如何组合形成复合氧化物，这本身是公知的。本专利技术可以应用于所有的复合氧化物，只要存在水解材料或无机金属盐。可以通过铈-锆复合氧化物举例说明复合氧化物。该复合氧化物具有氧化锆ZrO2晶体结构，其中锆部分地被铈代替。现有技术中，二氧化铈与催化剂金属一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造多孔物质的多孔物质制造方法，所述方法通过如下方式进行：使用作多孔物质前体的粒子保持在胶束或反胶束中，所述胶束或反胶束利用表面活性剂在溶剂中保持分散状态；使胶束或反胶束粒子彼此凝集；和将凝集的粒子进行烘焙，其特征在于包含下面的步骤：通过进行使含有用作所述前体的所述粒子的胶束或反胶束的利用表面活性剂的分散状态消解的处理，从而使所述胶束或反胶束的粒子彼此凝集。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-7-13 206530/20041.一种用于制造多孔物质的多孔物质制造方法，所述方法通过如下方式进行：使用作多孔物质前体的粒子保持在胶束或反胶束中，所述胶束或反胶束利用表面活性剂在溶剂中保持分散状态；使胶束或反胶束粒子彼此凝集；和将凝集的粒子进行烘焙，其特征在于包含下面的步骤：通过进行使含有用作所述前体的所述粒子的胶束或反胶束的利用表面活性剂的分散状态消解的处理，从而使所述胶束或反胶束的粒子彼此凝集。2.如权利要求1的多孔物质制造方法，其特征在于包含下面的步骤：在利用所述表面活性剂分散于有机溶剂中的反胶束内的水相中生成和生长所述粒子之后，通过进行使所述反胶束的利用表面活性剂的分散状态消解的处理，从而使所述反胶束的所述粒子凝集。3.如权利要求1或2的多孔物质制造方法，其特征在于，使所述分散状态消...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹岛伸一，小山晃生，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]