KR102659037B1 - 도핑된 산화세륨을 생성하기 위한 물질, 방법 및 기술 - Google Patents

도핑된 산화세륨을 생성하기 위한 물질, 방법 및 기술 Download PDF

Info

Publication number
KR102659037B1
KR102659037B1 KR1020237017202A KR20237017202A KR102659037B1 KR 102659037 B1 KR102659037 B1 KR 102659037B1 KR 1020237017202 A KR1020237017202 A KR 1020237017202A KR 20237017202 A KR20237017202 A KR 20237017202A KR 102659037 B1 KR102659037 B1 KR 102659037B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cerium oxide
dopant
hours
solution
oxide particles
Prior art date
Application number
KR1020237017202A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230085210A (ko
Inventor
지아웬 딩
폴 르-루
노라지한 줄키플리
첼토 스미스
Original Assignee
라이너스 레어 얼스 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 라이너스 레어 얼스 리미티드 filed Critical 라이너스 레어 얼스 리미티드
Priority to KR1020247012351A priority Critical patent/KR20240055132A/ko
Publication of KR20230085210A publication Critical patent/KR20230085210A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102659037B1 publication Critical patent/KR102659037B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/30—Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
    • C01F17/224—Oxides or hydroxides of lanthanides
    • C01F17/235—Cerium oxides or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
    • C01F17/241—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion containing two or more rare earth metals, e.g. NdPrO3 or LaNdPrO3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/30—Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6
    • C01F17/32—Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6 oxide or hydroxide being the only anion, e.g. NaCeO2 or MgxCayEuO
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/30—Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6
    • C01F17/32—Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6 oxide or hydroxide being the only anion, e.g. NaCeO2 or MgxCayEuO
    • C01F17/34—Aluminates, e.g. YAlO3 or Y3-xGdxAl5O12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/60—Compounds characterised by their crystallite size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C01P2006/13—Surface area thermal stability thereof at high temperatures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14—Pore volume
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

도핑된 산화세륨 입자는 약 90 중량%(wt%) 내지 약 99.9 wt%의 산화세륨(CeO2) 및 약 10 wt% 이하의 도펀트를 포함할 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 150 m2/g 초과의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 900 μmol·O2/g 초과의 산소 저장 용량(OSC)을 가질 수 있다.

Description

도핑된 산화세륨을 생성하기 위한 물질, 방법 및 기술
본 출원은 2020년 11월 24일에 출원된 미국 가출원 번호 63/117,558을 우선권 주장하며, 이는 그 전문이 본원에 포함된다.
본원에 개시된 물질, 방법 및 기술은 도핑된 산화세륨에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 도핑된 산화세륨 입자의 생성 및 특성에 관한 것이다.
세륨(Ce)은 세리아 또는 세륨으로도 알려진, 3가(cerous) 또는 4가(ceric) 상태로 존재할 수 있는 희토류 원소이다. 산화세륨 함유 물질은 촉매작용을 수반하는 다양한 적용, 예컨대 차량 배기 가스를 정제하는데 사용되어 왔다. 산화세륨 물질은 전형적으로 산화 분위기 하에 산소를 흡수하고 환원 분위기 하에 산소를 탈착하는 특성을 갖는다. 이러한 산소 흡수/탈착 능력은 산화세륨 물질이 다양한 적용, 예컨대 공정 가스 중 유해 성분의 정제에 사용될 수 있게 한다.
한 측면에서, 도핑된 산화세륨 입자가 개시된다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 약 90 중량%(wt%) 내지 약 99.9 wt%의 산화세륨(CeO2) 및 약 10 wt% 이하의 도펀트를 포함할 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소(calcination) 후 150 m2/g 초과의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 900 μmol·O2/g 초과의 산소 저장 용량(OSC)을 가질 수 있다.
또 다른 측면에서, 도핑된 산화세륨 입자의 생성 방법이 개시된다. 예시적인 방법은 용매 리터당 10 그램 내지 50 그램 CeO2의 희토류 산화물 농도를 갖는 Ce(NO3)4 용액에 적어도 하나의 도펀트를 첨가하는 단계; 적어도 하나의 도펀트를 첨가한 후, Ce(NO3)4 용액을 도펀트와 함께 가열하여 가수분해를 유발하는 단계; 생성된 혼합물을 냉각시키는 단계; 생성된 혼합물을 pH 8 내지 9로 중화시키는 단계; 중화된 혼합물을 여과하여 여과물 및 투과물을 생성하는 단계; 여과물을 하소시키는 단계; 및 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시내용에 따른 일부 이점을 얻기 위해, 도핑된 산화세륨과 관련된 물질, 기술 또는 방법이 본원에서 특징지어진 모든 세부 사항을 포함한다는 특정한 요건은 없다. 따라서, 본원에서 특징화된 구체적인 예는 기재된 기술의 예시적인 적용을 의미하며, 대안이 가능하다.
본원에서 개시되고 고려되는 물질, 방법 및 기술은 도핑된 산화세륨의 생성에 관한 것이다. 예시적인 도핑된 산화세륨은 다양한 적용에서 사용될 수 있으며, 특히 세리아에 비하여 산소 이동도에서 개선된 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 도핑된 산화세륨은 촉매로서, 예컨대 몇 가지 예를 들면 수소 가스(H2) 생성 공정, 이산화탄소(CO2)의 메탄(CH4)으로의 전환 공정, 및 질산(HNO3) 및/또는 아디프산((CH2)4(COOH)2)으로부터 아산화질소(N2O)의 제거 공정 동안 사용될 수 있다. 본원에 개시된 특정 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 약 300℃ 내지 약 800℃의 온도 범위에서 고성능에 특히 적합할 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨의 다른 적용이 고려된다.
정의
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 과학 용어는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우에, 정의를 포함하여, 본 문헌이 우선할 것이다. 예시적인 방법 및 물질이 하기에 기재되지만, 본원에 기재된 것과 유사하거나 동등한 방법 및 물질이 본 개시내용의 실시 또는 시험에 사용될 수 있다. 본원에 개시된 물질, 방법 및 예는 단지 예시적이며, 제한적인 것으로 의도되지 않는다.
본원에 사용된 용어 "포함하다(comprise(s))," "포함하다(include(s))," "갖는(having)", "갖는다(has)," "할 수 있다(can)," "함유하다(contain(s))," 및 그의 변형은 추가의 작용 또는 구조의 가능성을 배제하지 않는 개방형 연결 어구, 용어 또는 단어인 것으로 의도된다. 단수 형태는 문맥이 달리 명백하게 지시하지 않는 한 복수 지시대상을 포함한다. 본 개시내용은 또한, 명백하게 기재되든 아니든, 본원에 제시된 실시양태 또는 요소를 "포함하는", "이루어진" 및 "본질적으로 이루어진" 다른 실시양태를 고려한다.
구체적 관능기 및 화학적 용어의 정의는 하기에 보다 상세히 기재된다. 본 개시내용의 목적상, 화학 원소는 원소 주기율표, CAS 버전, 문헌 [Handbook of Chemistry and Physics, 75th Ed., inside cover]에 따라 확인되고, 구체적 관능기는 일반적으로 그에 기재된 바와 같이 정의된다.
본원에서의 수치 범위의 언급의 경우, 동일한 정도의 정밀도를 갖는 그 사이의 각각의 개재 수가 명백하게 고려된다. 예를 들어, 6 내지 9의 범위에 대해, 6 및 9에 더하여 숫자 7 및 8이 고려되고, 6.0 내지 7.0의 범위에 대해, 숫자 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 및 7.0이 명백하게 고려된다.
양과 관련하여 사용된 수식어 "약"은 언급된 값을 포함하고, 문맥에 의해 지시된 의미를 갖는다(예를 들어, 이는 적어도 특정한 양의 측정과 연관된 오차의 정도를 포함한다). 수식어 "약"은 또한 두 종점의 절대값에 의해 정의되는 범위를 개시하는 것으로 간주되어야 한다. 예를 들어, 표현 "약 2 내지 약 4"는 또한 "2 내지 4"의 범위를 개시한다. 용어 "약"은 나타낸 수의 플러스 또는 마이너스 10%를 지칭할 수 있다. 예를 들어, "약 10%"는 9% 내지 11%의 범위를 나타낼 수 있고, "약 1"은 0.9 내지 1.1을 의미할 수 있다. "약"의 다른 의미, 예컨대 반올림은 문맥으로부터 명백할 수 있고, 따라서, 예를 들어 "약 1"은 또한 0.5 내지 1.4를 의미할 수 있다.
I. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자
예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 다양한 화학적 구성성분 및 물리적 특성을 가질 수 있다. 다양한 측면이 하기에 논의된다.
예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 대부분의 산화세륨(CeO2)을 갖는다. 전형적으로, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 약 90.0 중량%(wt%) 내지 약 99.9 wt% 산화세륨(CeO2)을 포함할 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 약 90.0 wt% 내지 약 99.9 wt%의 산화세륨(CeO2); 약 90 wt% 내지 약 95 wt%의 산화세륨(CeO2); 약 95 wt% 내지 약 99.9 wt%의 산화세륨(CeO2); 약 90 wt% 내지 약 92 wt%의 산화세륨(CeO2); 92 wt% 내지 94 wt%의 산화세륨(CeO2); 94 wt% 내지 96 wt%의 산화세륨(CeO2); 96 wt% 내지 98 wt%의 산화세륨(CeO2); 97 wt% 내지 99 wt%; 95 wt% 내지 96 wt%; 96 wt% 내지 97 wt%의 산화세륨(CeO2); 97 wt% 내지 98 wt%의 산화세륨(CeO2); 또는 98 내지 99.9 wt%의 산화세륨(CeO2)을 포함할 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 90 wt% 이상의 산화세륨(CeO2); 91 wt% 이상의 산화세륨(CeO2); 92 wt% 이상의 산화세륨(CeO2); 93 wt% 이상의 산화세륨(CeO2); 94 wt% 이상의 산화세륨(CeO2); 95 wt% 이상의 산화세륨(CeO2); 96 wt% 이상의 산화세륨(CeO2); 97 wt% 이상의 산화세륨(CeO2); 98 wt% 이상의 산화세륨(CeO2); 또는 99 wt% 이상의 산화세륨(CeO2)을 포함할 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 99.9 wt% 미만의 산화세륨(CeO2); 98 wt% 미만의 산화세륨(CeO2); 97 wt% 미만의 산화세륨(CeO2); 96 wt% 미만의 산화세륨(CeO2); 95 wt% 미만의 산화세륨(CeO2); 94 wt% 미만의 산화세륨(CeO2); 93 wt% 미만의 산화세륨(CeO2); 92 wt% 미만의 산화세륨(CeO2); 또는 91 wt% 미만의 산화세륨(CeO2)을 포함할 수 있다.
예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 약 0.1 wt% 내지 약 10 wt% 도펀트를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 도핑된 산화세륨 입자는 0.1 wt% 내지 10.0 wt%의 도펀트; 0 wt% 내지 5 wt%의 도펀트; 0.1 wt% 내지 5 wt%의 도펀트; 5 wt% 내지 10 wt%의 도펀트; 0.1 wt% 내지 3.0 wt%의 도펀트; 3.0 wt% 내지 6.0 wt%의 도펀트; 6.0 wt% 내지 9.0 wt%의 도펀트; 7.0 wt% 내지 10.0 wt%의 도펀트; 0.1 wt% 내지 1 wt%의 도펀트; 1 wt% 내지 2 wt%의 도펀트; 2 wt% 내지 3 wt%의 도펀트; 3 wt% 내지 4 wt%의 도펀트; 4 wt% 내지 5 wt%의 도펀트; 5 wt% 내지 6 wt%의 도펀트; 6 wt% 내지 7 wt%의 도펀트; 7 wt% 내지 8 wt%의 도펀트; 8 wt% 내지 9 wt% 도펀트; 또는 9 wt% 내지 10 wt% 도펀트를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 10 wt% 이하의 도펀트; 9 wt% 이하의 도펀트; 8 wt% 이하의 도펀트; 7 wt% 이하의 도펀트; 6 wt% 이하의 도펀트; 5 wt% 이하의 도펀트; 4 wt% 이하의 도펀트; 3 wt% 이하의 도펀트; 2 wt% 이하의 도펀트; 1 wt% 이하의 도펀트; 0.5 wt% 이하의 도펀트; 또는 0.1 wt% 이하의 도펀트를 갖는다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 0.1 wt% 초과의 도펀트; 0.5 wt% 초과의 도펀트; 1 wt% 초과의 도펀트; 2 wt% 초과의 도펀트; 3 wt% 초과의 도펀트; 4 wt% 초과의 도펀트; 5 wt% 초과의 도펀트; 6 wt% 초과의 도펀트; 7 wt% 초과의 도펀트; 8 wt% 초과의 도펀트; 또는 9 wt% 초과의 도펀트를 갖는다.
예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 하나 이상의 도펀트를 포함할 수 있다. 도펀트는 도핑된 산화세륨 입자의 하나 이상의 최종 용도에 대한 고려사항에 기초하여 선택될 수 있다. 예시적인 산화세륨 입자에 도핑될 수 있는 예시적인 구성성분은 이산화규소(SiO2) 분말, 이산화규소(SiO2) 겔, 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS), 백색 카본 블랙(침강 실리카), 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 희토류 산화물, 예컨대 산화란타넘(La2O3) 및 산화네오디뮴(III)(Nd2O3), 제올라이트, 또는 그의 조합을 포함한다. 예시적인 제올라이트는 제올라이트 소코니 모빌-5(H-ZSM-5), H-Y 제올라이트, 및 H-β 제올라이트를 포함할 수 있다.
예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 물리적 특성, 예컨대 BET 비표면적, 산소 저장 용량, 총 세공 부피, 결정 크기 및 TPR 프로파일의 관점에서 기재될 수 있다. BET 비표면적 결정은 마이크로메리틱스 캄파니(Micromeritics Company)에 의해 제조된 ASAP2020 자동 물리적 흡착 장치 상에서 수행된 N2 물리적 흡착-탈착 측정을 사용하여 수행될 수 있다. 샘플의 비표면적은 P/P0=0.05 내지 0.35에서 BET(브루나우어-에메트-텔러(Brunauer-Emmett-Teller)) 다중점 방법에 따라 계산될 수 있고; 총 세공 부피는 P/P0=0.99에서 단일점 흡착을 사용하여 계산될 수 있고, 세공 부피 분포는 탈착 등온선의 BJH 방법을 사용하여 계산될 수 있다.
X선 회절(XRD)은 리가쿠 캄파니(RIGAKU Company)에 의해 제조된 D/max 2550VB/PC X선 회절계 상에서 Cu Kα 방사선원(40kV, 40mA), 스캐닝 범위 2θ=10 내지 80°, 스캐닝 속도 6°/분을 사용하여 수행될 수 있다. 결정 크기(nm)는 쉐러 식 d=kλ/βcosθ에 따라 계산될 수 있으며, 여기서 d는 결정 크기(nm)이고, λ는 X선 파장(0.15418nm)이고, β는 회절 피크의 절반 높이의 폭(도)이고, θ는 회절각(도)이고, K는 쉐러 상수(0.89)이다.
수소 승온 환원(H2-TPR) 측정은 마이크로메리틱스 캄파니에 의해 제조된 오토켐(AUTOChem) II 2920 유형의 화학적 흡착 기기 상에서, 90% 아르곤 및 10% 수소를 함유하는 운반 기체를 사용하여, 50ml/분의 기체 유량으로, 100에서 800℃로 10℃/분의 가열 속도로, 0.1g의 샘플을 사용하여 수행될 수 있다.
샘플의 산소 저장 용량(OSC)은 열 전도도 검출기(TCD)에 의해 결정될 수 있고, 샘플의 수소 소모는 특정 양의 산화구리 분말의 환원 피크 면적에 의해 전환될 수 있다. H2-TPR 곡선에서, S1/S2의 비는 200 내지 600℃의 온도 범위에서 기준선과 TPR 곡선 사이의 면적(S1) 대 600 내지 800℃의 온도 범위에서 기준선과 TPR 곡선 사이의 면적(S2)의 비로 정의되었다.
도핑된 산화세륨 입자는 BET 비표면적의 관점에서 특징화될 수 있다. 일부 경우에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 300℃에서 10시간 동안의 하소 후 200 m2/g 초과, 210 m2/g 초과, 220 m2/g 초과; 230 m2/g 초과; 또는 240 m2/g 초과의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 일부 경우에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 300℃에서 10시간 동안의 하소 후 250 m2/g 이하; 240 m2/g 이하; 230 m2/g 이하; 220 m2/g 이하; 또는 210 m2/g 이하의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 300℃에서 10시간 동안의 하소 후, 약 200 m2/g 내지 약 250 m2/g; 200 m2/g 내지 225 m2/g; 225 m2/g 내지 250 m2/g; 200 m2/g 내지 210 m2/g; 210 m2/g 내지 220 m2/g; 220 m2/g 내지 230 m2/g; 230 m2/g 내지 240 m2/g; 또는 240 m2/g 내지 250 m2/g의 BET 비표면적을 가질 수 있다.
일부 경우에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 150 m2/g 초과; 160 m2/g 초과; 170 m2/g 초과; 180 m2/g 초과; 또는 190 m2/g 초과의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 일부 경우에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 200 m2/g 이하; 190 m2/g 이하; 180 m2/g 이하; 170 m2/g 이하; 또는 160 m2/g 이하의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후, 약 150 m2/g 내지 약 200 m2/g; 150 m2/g 내지 175 m2/g; 175 m2/g 내지 200 m2/g; 150 m2/g 내지 160 m2/g; 160 m2/g 내지 170 m2/g; 170 m2/g 내지 180 m2/g; 180 m2/g 내지 190 m2/g; 또는 190 m2/g 내지 200 m2/g의 BET 비표면적을 가질 수 있다.
일부 경우에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 700℃에서 5시간 동안의 하소 후 100 m2/g 초과; 110 m2/g 초과; 120 m2/g 초과; 130 m2/g 초과; 또는 140 m2/g 초과의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 일부 경우에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 700℃에서 5시간 동안의 하소 후 150 m2/g 이하; 140 m2/g 이하; 130 m2/g 이하; 120 m2/g 이하; 또는 110 m2/g 이하의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 700℃에서 5시간 동안의 하소 후, 약 100 m2/g 내지 약 150 m2/g; 100 m2/g 내지 125 m2/g; 125 m2/g 내지 150 m2/g; 100 m2/g 내지 110 m2/g; 110 m2/g 내지 120 m2/g; 120 m2/g 내지 130 m2/g; 130 m2/g 내지 140 m2/g; 또는 140 m2/g 내지 150 m2/g의 BET 비표면적을 가질 수 있다.
일부 경우에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 900℃에서 5시간 동안의 하소 후 55 m2/g 초과; 65 m2/g 초과; 75 m2/g 초과; 85 m2/g 초과; 또는 90 m2/g 초과의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 일부 경우에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 900℃에서 5시간 동안의 하소 후 100 m2/g 이하; 90 m2/g 이하; 80 m2/g 이하; 70 m2/g 이하; 또는 60 m2/g 이하의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 900℃에서 5시간 동안의 하소 후 약 55 m2/g 내지 약 100 m2/g; 55 m2/g 내지 80 m2/g; 75 m2/g 내지 100 m2/g; 55 m2/g 내지 65 m2/g; 65 m2/g 내지 75 m2/g; 75 m2/g 내지 85 m2/g; 85 m2/g 내지 95 m2/g; 또는 90 m2/g 내지 100 m2/g의 BET 비표면적을 가질 수 있다.
도핑된 산화세륨 입자는 산소 저장 용량(OSC)의 관점에서 특징화될 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 900 μmol·O2/g 초과; 1000 μmol·O2/g 초과; 또는 1100 μmol·O2/g 초과의 OSC를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 1200 μmol·O2/g 이하; 1100 μmol·O2/g 이하; 또는 1000 μmol·O2/g 이하의 OSC를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는, 500℃에서 8시간 동안의 하소 후, 900 μmol·O2/g 내지 1200 μmol·O2/g; 900 μmol·O2/g 내지 1050 μmol·O2/g; 1050 μmol·O2/g 내지 1200 μmol·O2/g; 900 μmol·O2/g 내지 1000 μmol·O2/g; 1000 μmol·O2/g 내지 1100 μmol·O2/g; 또는 1100 μmol·O2/g 내지 1200 μmol·O2/g의 OSC를 가질 수 있다.
예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 700℃에서 5시간 동안의 하소 후 800 μmol·O2/g 초과; 900 μmol·O2/g 초과; 또는 1000 μmol·O2/g 초과의 OSC를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 700℃에서 5시간 동안의 하소 후 1100 μmol·O2/g 이하; 1000 μmol·O2/g 이하; 또는 900 μmol·O2/g 이하의 OSC를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 700℃에서 5시간 동안의 하소 후, 800 μmol·O2/g 내지 1100 μmol·O2/g; 800 μmol·O2/g 내지 950 μmol·O2/g; 950 μmol·O2/g 내지 1100 μmol·O2/g; 800 μmol·O2/g 내지 900 μmol·O2/g; 900 μmol·O2/g 내지 1000 μmol·O2/g; 또는 1000 μmol·O2/g 내지 1100 μmol·O2/g의 OSC를 가질 수 있다.
예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 900℃에서 5시간 동안의 하소 후 700 μmol·O2/g 초과; 800 μmol·O2/g 초과; 또는 900 μmol·O2/g 초과의 OSC를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 900℃에서 5시간 동안의 하소 후, 1000 μmol·O2/g 이하; 900 μmol·O2/g 이하; 또는 800 μmol·O2/g 이하의 OSC를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는, 900℃에서 5시간 동안의 하소 후, 700 μmol·O2/g 내지 1000 μmol·O2/g; 700 μmol·O2/g 내지 850 μmol·O2/g; 850 μmol·O2/g 내지 1000 μmol·O2/g; 700 μmol·O2/g 내지 800 μmol·O2/g; 800 μmol·O2/g 내지 900 μmol·O2/g; 또는 900 μmol·O2/g 내지 1000 μmol·O2/g의 OSC를 가질 수 있다.
도핑된 산화세륨 입자는 총 세공 부피의 관점에서 특징화될 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 300℃에서 10시간 동안의 하소 후 0.40 mL/g 초과; 0.50 mL/g 초과; 0.60 mL/g 초과; 또는 0.70 mL/g 초과의 총 세공 부피를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 300℃에서 10시간 동안의 하소 후 0.80 mL/g 이하; 0.70 mL/g 이하; 0.60 mL/g 초과; 또는 0.70 mL/g 초과의 총 세공 부피를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 300℃에서 10시간 동안의 하소 후, 0.4 mL/g 내지 0.8 mL/g; 0.4 mL/g 내지 0.6 mL/g; 0.6 mL/g 내지 0.8 mL/g; 0.4 mL/g 내지 0.5 mL/g; 0.5 mL/g 내지 0.6 mL/g; 0.6 mL/g 내지 0.7 mL/g; 또는 0.7 mL/g 내지 0.8 mL/g의 총 세공 부피를 가질 수 있다.
도핑된 산화세륨 입자는 총 세공 부피의 관점에서 특징화될 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 0.40 mL/g 초과; 0.50 mL/g 초과; 0.60 mL/g 초과; 또는 0.70 mL/g 초과의 총 세공 부피를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 0.80 mL/g 이하; 0.70 mL/g 이하; 0.60 mL/g 초과; 또는 0.70 mL/g 초과의 총 세공 부피를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후, 0.4 mL/g 내지 0.8 mL/g; 0.4 mL/g 내지 0.6 mL/g; 0.6 mL/g 내지 0.8 mL/g; 0.4 mL/g 내지 0.5 mL/g; 0.5 mL/g 내지 0.6 mL/g; 0.6 mL/g 내지 0.7 mL/g; 또는 0.7 mL/g 내지 0.8 mL/g의 총 세공 부피를 가질 수 있다.
도핑된 산화세륨 입자는 총 세공 부피의 관점에서 특징화될 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 700℃에서 5시간 동안의 하소 후 0.35 mL/g 초과; 0.45 mL/g 초과; 0.55 mL/g 초과; 또는 0.65 mL/g 초과의 총 세공 부피를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 700℃에서 5시간 동안의 하소 후 0.70 mL/g 이하; 0.60 mL/g 이하; 0.50 mL/g 초과; 또는 0.40 mL/g 초과의 총 세공 부피를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 700℃에서 5시간 동안의 하소 후 0.35 mL/g 내지 0.7 mL/g; 0.35 mL/g 내지 0.53 mL/g; 0.52 mL/g 내지 0.7 mL/g; 0.35 mL/g 내지 0.45 mL/g; 0.45 mL/g 내지 0.55 mL/g; 0.55 mL/g 내지 0.65 mL/g; 또는 0.6 mL/g 내지 0.7 mL/g의 총 세공 부피를 가질 수 있다.
도핑된 산화세륨 입자는 총 세공 부피의 관점에서 특징화될 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 900℃에서 5시간 동안의 하소 후 0.35 mL/g 초과; 0.45 mL/g 초과; 0.55 mL/g 초과; 또는 0.65 mL/g 초과의 총 세공 부피를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 900℃에서 5시간 동안의 하소 후 0.70 mL/g 이하; 0.60 mL/g 이하; 0.50 mL/g 초과; 또는 0.40 mL/g 초과의 총 세공 부피를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 900℃에서 5시간 동안의 하소 후 0.35 mL/g 내지 0.7 mL/g; 0.35 mL/g 내지 0.53 mL/g; 0.52 mL/g 내지 0.7 mL/g; 0.35 mL/g 내지 0.45 mL/g; 0.45 mL/g 내지 0.55 mL/g; 0.55 mL/g 내지 0.65 mL/g; 또는 0.6 mL/g 내지 0.7 mL/g의 총 세공 부피를 가질 수 있다.
도핑된 산화세륨 입자는 세공 부피(d>3nm)를 총 세공 부피로 나눈 것의 관점에서 특징화될 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 300℃에서 10시간 동안의 하소 후 적어도 98%의 세공 부피(d>3nm)/총 세공 부피를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 적어도 98%의 세공 부피(d>3nm)/총 세공 부피를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 700℃에서 5시간 동안의 하소 후 적어도 98%의 세공 부피(d>3nm)/총 세공 부피를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 900℃에서 8시간 동안의 하소 후 적어도 98%의 세공 부피(d>3nm)/총 세공 부피를 가질 수 있다.
도핑된 산화세륨 입자는 결정 크기의 관점에서 특징화될 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 약 10 nm 미만의 결정 크기를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 6 nm 내지 10 nm; 6 nm 내지 8 nm; 8 nm 내지 10 nm; 6 nm 내지 7 nm; 7 nm 내지 8 nm; 8 nm 내지 9 nm; 또는 9 nm 내지 10 nm의 결정 크기를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 6 nm 이상; 7 nm 이상; 8 nm 이상; 또는 9 nm 이상의 결정 크기를 가질 수 있다. 다양한 구현양태에서, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 10 nm 이하; 9 nm 이하; 8 nm 이하; 또는 7 nm 이하의 결정 크기를 가질 수 있다.
도핑된 산화세륨 입자는 수소(H2)-승온 환원(TPR) 프로파일의 관점에서 특징화될 수 있다. 한 측면에서, H2-TPR 프로파일에 의해 생성된 그래프는 200℃ 내지 600℃의 온도 범위에서의 H2-TPR 곡선 및 기준선에 의해 정해진 면적(A1) 대 600℃ 내지 800℃의 온도 범위에서의 H2-TPR 곡선 및 기준선에 의해 정해진 면적(A2)의 비 A1/A2로 정의될 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 1.0 내지 1.5의 A1/A2 비를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 700℃에서 5시간 동안의 하소 후 0.7 내지 1.0의 A1/A2 비를 가질 수 있다. 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 900℃에서 5시간 동안의 하소 후 0.35 내지 0.7의 A1/A2 비를 가질 수 있다. 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 1.5 이하, 1.25 이하, 또는 1.0 이하의 A1/A2 비를 가질 수 있다. 도핑된 산화세륨 입자는 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 0.7 초과, 1.0 초과, 또는 1.3 초과의 A1/A2 비를 가질 수 있다.
II. 수산화세륨(IV)을 생성하기 위한 예시적인 방법
예시적인 방법을 사용하여 수산화세륨(IV)(Ce(OH)4) 침전물 및 질산세륨(IV) 용액을 생성할 수 있다. 또한, 생성된 수산화세륨(IV) 침전물 및 질산세륨(IV) 용액을 도핑된 산화세륨 합성 동안 사용할 수 있다. 아래에서 논의되는 것 이외의 다른 실시양태는 더 많거나 더 적은 동작을 포함할 수 있다.
예시적인 방법은 염기성 용액으로 시작할 수 있다. 염기성 용액의 예는 1.0 mol/L 내지 4.0 mol/L의 염기 농도를 갖도록 제조될 수 있고, 30℃ 이하, 예컨대 20℃ 내지 30℃의 온도에 있을 수 있다. 염기성 용액의 예는 NaOH이다. 교반은 염기성 용액을 제조하는 동안 약 800 rpm 내지 약 1200 rpm에서 수행될 수 있다.
이어서, 원료를 염기성 용액에 첨가한다. 일부 경우에, 원료는 배치 작업으로서 첨가될 수 있다. 전형적으로, 염기성 용액의 온도는 20 내지 30℃이다. 예시적인 원료는 염화세륨(CeCl3)일 수 있다. 일부 경우에, 염기성 용액에 첨가된 원료는 50 내지 200 g의 CeO2/L를 포함하며, 유리 [H+]는 0.05 내지 0.5 mol/L이다. 일부 경우에, 예시적인 원료는 NaOH 용액에 첨가되기 전에 희석될 수 있다. 예로서, 50 내지 200 g의 CeO2/L CeCl3 용액을 300 내지 500 g의 CeO2/L 초기 용액의 희석에 의해 제조할 수 있다. 희석을 위해 탈이온수를 사용할 수 있다.
원료 및 염기성 용액의 생성된 혼합물은 공기 버블링 및/또는 교반에 적용될 수 있다. 일부 경우에, 염기성 용액은 원료를 첨가하기 전에 공기 버블링에 적용될 수 있다. 예로서, 공기 버블링은 150 내지 300 L-공기/시간 이상의 속도로 제공될 수 있다. 공기 버블링 및/또는 교반은 미리 결정된 양의 시간, 예컨대 1시간 내지 5시간 동안 수행될 수 있다. 그 시간 동안, 역 침전이 일어날 수 있다.
역 침전 후, 생성된 혼합물을 일정 시간 기간, 예컨대 2시간 내지 6시간 동안, 전형적으로 20℃ 내지 30℃의 온도에서 숙성시킬 수 있다. 통상적으로, 생성된 혼합물은 적어도 12의 pH, 예컨대 12.0 내지 13.5의 pH를 갖는다. 숙성 동안, 생성된 혼합물은 보라색 색상으로부터 황색 색상으로 색이 변할 수 있다.
여과를 수행하여 다양한 이온을 제거할 수 있다. 예를 들어, NaOH가 염기성 용액으로서 사용되는 경우, Na+ 및 Cl- 이온은 여과 동안 제거될 수 있다. 관련 기술분야에 공지된 다양한 여과 방법을 선택하여 표적 이온의 여과를 달성할 수 있다. 표적 이온의 제거를 추가로 수행하기 위해 1회 이상의 세척 작업이 수행될 수 있다.
표적 이온의 제거 후, 침전물을 리터당 0.01 내지 0.1 mol 염기의 농도를 갖는 염기성 용액으로 재펄프화할 수 있다. 일부 경우에, NaOH가 염기성 용액으로 사용될 수 있다. 재펄프화는 예를 들어 800 rpm 내지 1200 rpm에서의 교반을 수반할 수 있고, 실온, 예컨대 20℃ 내지 30℃에서 수행될 수 있다.
용액의 숙성은 다공성 공기 분배기를 통한 공기 버블링을 수반할 수 있다. 공기 버블링은 시간당 150 내지 300 L 공기의 유량으로 제공될 수 있다. 숙성은 미리 결정된 시간 기간, 예컨대 적어도 30분, 또는 1시간 내지 6시간 동안, 및 20℃ 내지 30℃의 온도에서 수행될 수 있다. 이어서, 생성된 혼합물을 제2 여과 공정에 적용한다.
여과 후, 혼합물을 세척할 수 있다. 제1 세척은 고온 탈이온수(40℃ 내지 80℃ 또는 50℃ 내지 65℃일 수 있음)를 사용하여 수행될 수 있다. 제1 세척은 다수회, 예컨대 2회, 3회, 4회, 5회, 또는 최대 10회 수행될 수 있다.
제2 세척은 고온 탈이온수(40℃ 내지 80℃ 또는 50℃ 내지 65℃일 수 있음) 및 강산, 예컨대 질산(HNO3)의 혼합물로 수행될 수 있다. 2차 세척에 사용된 혼합물은 약 4 내지 약 5의 pH를 가질 수 있다. 생성된 여과물은 8 내지 10의 pH를 가질 수 있다. 생성된 여과물은 20 μS/cm 미만의 전기 전도도(EC)를 가질 수 있다. 제2 세척은 다수회, 예컨대 2회, 3회, 4회, 5회, 또는 최대 10회 수행될 수 있다.
세척 후, 수산화세륨(IV) 습윤 케이크가 남는다. 일부 경우에, 수산화세륨(IV) 습윤 케이크는 55% 내지 65%의 강열 감량(LOI)을 가질 수 있다. 일부 경우에, 수산화세륨(IV) 습윤 케이크 내의 모든 세륨 종의 적어도 95% 또는 적어도 97%는 세륨(IV)(Ce4+)일 수 있다. 일부 경우에, CeO2/총 희토류 산화물(TREO)의 비는 수산화세륨(IV) 습윤 케이크에서 적어도 99% 또는 적어도 99.5%일 수 있다. 일부 경우에, 수산화세륨(IV) 습윤 케이크 중 산화세륨의 백분율은 35% 내지 60%일 수 있다.
수산화세륨(IV) 습윤 케이크는 하나 이상의 불순물을 가질 수 있다. 예를 들어, 예시적인 수산화세륨(IV) 습윤 케이크는, 각각의 불순물에 대해 0.01 wt% 이하로, 산화알루미늄(Al2O3), Cl-, Na+, 산화철(Fe2O3), 산화아연(ZnO), 및 산화규소(SiO2) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
수산화세륨(IV) 습윤 케이크를 강산 용액, 예컨대 HNO3에 용해시킬 수 있다. 일부 구현양태에서, 강산 용액 중 강산의 중량 백분율은 약 65% 초과, 예컨대 약 65% 내지 약 68%일 수 있다. 강산 용액은 승온, 예컨대 약 65℃ 내지 약 100℃일 수 있다. 강산 대 CeO2의 몰비는 4.1 내지 5.5일 수 있다. 일부 경우에, 습윤 케이크의 중량 백분율은 약 42%이다. 생성된 슬러리를 65 내지 100℃에서 5 내지 30분 동안 교반할 수 있다. 일부 경우에, 슬러리가 투명한 적색 색상을 가질 때 교반이 종료될 수 있다.
생성된 Ce(NO3)4 용액은 리터당 250 내지 300 g CeO2의 농도를 가질 수 있고, 모든 세륨 종의 97% 초과인 세륨(IV)(Ce4+)을 가질 수 있다. 생성된 Ce(NO3)4 용액은 [H+]/모든 세륨 종에 대해 0.1 내지 0.5의 몰비를 가질 수 있다.
III. 도핑된 산화세륨 입자를 합성하기 위한 예시적인 방법
예시적인 방법을 사용하여 도핑된 산화세륨 입자를 합성할 수 있다. 아래에서 논의되는 것 이외의 다른 실시예는 더 많거나 더 적은 작업을 포함할 수 있다. 도핑된 산화세륨 입자의 예시적인 생성 방법은 전형적으로 가수분해 전이지만 침전 후에 도펀트를 첨가하는 것을 포함한다. 일부 경우에, 도펀트는 또한 가수분해 전에 첨가된 도펀트에 더하여, 가수분해 후에 첨가될 수 있다.
예시적인 방법은 용매 리터당 10 그램 내지 50 그램 CeO2의 희토류 산화물 농도를 갖는 Ce(NO3)4 용액을 제조함으로써 시작될 수 있다. 일부 구현양태에서, 상기 기재된 방법을 사용하여 생성된 질산세륨(IV)(Ce(NO3)4) 용액은, 예를 들어 용매 리터당 CeO2 10 그램 내지 50 그램; 용매 리터당 CeO2 10 그램 내지 30 그램; 용매 리터당 CeO2 15 그램 내지 25 그램; 또는 용매 리터당 CeO2 20 그램 내지 40 그램의 희토류 산화물 농도를 달성하도록 희석될 수 있다. 예를 들어, 제조된 Ce(NO3)4 용액은 용매 리터당 적어도 10 그램 CeO2; 용매 리터당 적어도 20 그램 CeO2; 용매 리터당 적어도 30 그램 CeO2; 또는 용매 리터당 적어도 40 그램 CeO2를 포함할 수 있다. 탈이온수가 희석제로서 사용될 수 있다.
이어서, 하나 이상의 도펀트를 Ce(NO3)4 용액에 첨가할 수 있다. 다양한 도펀트가 이 단계에서 첨가될 수 있다. 예시적인 도펀트는 상기에 보다 상세히 논의되어 있고, 이산화규소(SiO2) 분말, 이산화규소(SiO2) 겔, 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS), 백색 카본 블랙, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 란타넘(La), 제올라이트를 포함할 수 있다. 전형적으로, 첨가되는 도펀트의 양은 Ce(NO3)4 용액의 0.1 wt% 내지 10 wt%이다. 예시적인 이산화규소(SiO2) 분말은 200 내지 250 m2/g의 BET 표면적을 가질 수 있다. 예시적인 이산화알루미늄(Al2O3) 분말은 200 내지 250 m2/g의 BET 표면적을 가질 수 있다.
도펀트를 첨가한 후, 혼합물을 미리 결정된 온도로 가열한다. 전형적으로, 미리 결정된 온도는 120℃ 내지 150℃일 수 있다. 다양한 구현양태에서, 미리 결정된 온도는 120℃ 내지 130℃; 130℃ 내지 140℃; 또는 140℃ 내지 150℃일 수 있다. 미리 결정된 온도로의 가열은 30분 내지 2시간이 걸릴 수 있다. 미리 결정된 온도에 도달한 후, 혼합물의 미리 결정된 온도는 약 6시간 내지 약 12시간 동안 유지될 수 있다. 이 시간 동안, 가수분해가 일어날 수 있다.
가수분해 작업 후, 생성된 혼합물을 냉각시킬 수 있다. 일부 경우에, 생성된 혼합물의 온도는 50℃ 미만으로 저하된다.
이 시점에서, 임의로, 하나 이상의 도펀트가 첨가될 수 있다. 예시적인 도펀트는 상기에 보다 상세히 논의되어 있고, 이산화규소(SiO2) 분말, 이산화규소 (SiO2) 겔, 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS), 백색 카본 블랙, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 란타넘(La), 제올라이트, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 전형적으로, 첨가되는 도펀트의 양은 Ce(NO3)4 용액의 0.1 wt% 내지 10 wt%이다. 도펀트가 이 단계에서 첨가될 때, 생성된 혼합물은 미리 결정된 시간 기간, 보통 30 내지 90분, 예컨대 30분, 60분, 또는 90분 동안 교반될 수 있다.
이어서, 생성된 혼합물, 통상적으로 슬러리는 pH 8 내지 9로 중화된다. 전형적으로, 생성된 슬러리는 중화 시 침전된다. 일부 경우에, 약염기, 예컨대 수산화암모늄(NH4OH)을 사용하여 pH를 중화시킬 수 있다. 수산화암모늄이 사용되는 경우, 농도는 25% 초과일 수 있다. 생성된 혼합물의 중화는 미리 결정된 양의 시간, 예컨대 10분 내지 30분 동안의 교반을 동반할 수 있다.
중화 후, 임의로, 하나 이상의 도펀트가 첨가될 수 있다. 예시적인 도펀트는 상기에 보다 상세히 논의되어 있고, 이산화규소(SiO2) 분말, 이산화규소(SiO2) 겔, 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS), 백색 카본 블랙, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 란타넘(La), 제올라이트를 포함할 수 있다. 전형적으로, 첨가되는 도펀트의 양은 Ce(NO3)4 용액의 0.1 wt% 내지 10 wt%이다. 도펀트가 이 단계에서 첨가될 때, 생성된 혼합물은 미리 결정된 시간 기간, 보통 30 내지 90분, 예컨대 30분, 60분, 또는 90분 동안 교반될 수 있다.
이어서, 생성된 침전물을 여과하였다. 예시적인 여과 작업은 여과물, 전형적으로 습윤 케이크, 및 투과물을 생성한다. 관련 기술분야에 공지된 임의의 유형의 여과를 사용하여 여과물로서 습윤 케이크를 생성할 수 있다.
습윤 케이크 여과물은 소정의 온도에서 미리 결정된 시간 동안 건조 및 하소될 수 있다. 생성된 생성물은 전형적으로 도핑된 산화세륨 분말이다. 예로서, 습윤 케이크 여과물을 300℃에서 10시간 동안 하소시킬 수 있다. 예로서, 습윤 케이크 여과물을 500℃에서 8시간 동안 하소시킬 수 있다. 예로서, 습윤 케이크 여과물을 700℃에서 5시간 동안 하소시킬 수 있다. 특정 구현양태에서, 습윤 케이크 여과물을 300℃에서 10시간 동안 하소시킨 후, CeO2 분말을 900℃에서 5시간 동안 하소시킨다.
일부 경우에, 하나 이상의 도펀트는 하소된 여과물(전형적으로 분말) 내로 함침될 수 있다. 예를 들어, 이산화규소(SiO2) 겔 또는 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS)를 하소된 여과물에 도핑할 수 있다. 이들 구현양태에서, 도핑 후에 건조시킨 다음 미리 결정된 온도에서 미리 결정된 시간 기간 동안 하소시킬 수 있다. 예를 들어, 함침된 분말을 500℃에서 5시간 동안 하소시킬 수 있다.
IV. 실시예 적용
도핑된 산화세륨의 예시적인 실시양태는 다양한 적용에서 사용될 수 있다. 일부 경우에서, 도핑된 산화세륨은 특히 입자의 촉매로서의 용도를 제공할 수 있는 산소 이동도에서 개선된 특성을 갖는다. 예를 들어, 예시적인 도핑된 산화세륨 입자는 배기 가스의 정제, 일산화탄소(CO) 산화, 이산화탄소(CO2)의 수소화, 물-가스 전환 반응을 통한 수소 가스(H2)의 생성, 및 메탄(CH4) 또는 알콜의 개질을 위해 사용될 수 있다.
일부 경우에서, 수소 가스(H2)를 생성하는 예시적인 방법은 본원에 기재된 바와 같은 예시적인 도핑된 산화세륨을 전구체 공급원료와 접촉시키는 것을 포함한다. 일부 경우에, 이산화탄소(CO2)를 메탄(CH4)으로 전환시키는 예시적인 방법은 본원에 기재된 바와 같은 예시적인 도핑된 산화세륨을 이산화탄소(CO2)와 접촉시키는 것을 포함한다. 일부 경우에, 공급원료로부터 아산화질소(N2O)를 제거하는 예시적인 방법은 본원에 기재된 예시적인 도핑된 산화세륨을 질산(HNO3) 및/또는 아디프산((CH2)4(COOH)2)을 포함하는 공급원료와 접촉시키는 것을 포함한다.
V. 실험 실시예
본 개시내용의 범주를 제한하지 않으면서, 상기 논의된 실시양태의 다양한 실험 실시예를 제조하고, 결과를 하기에 논의한다.
A. Ce(OH) 4 원료 및 Ce(NO 3 ) 4 용액의 제조
Ce(OH)4 원료의 실험예를 하기 작업에 따라 제조하였다. 먼저, 2.5 mol/L 농도의 NaOH 용액 0.5L를 2L 비커에 첨가하였다. 생성된 혼합물을 800 내지 1,000 rpm 교반 속도로 25 내지 30℃에서 교반하였다.
다음에, 200 내지 250 L-공기/시간 유량으로 다공성 공기 분배기를 통해 상기 NaOH 용액 내로 공기를 버블링하였다. 이어서, 100 g-CeO2/L 농도를 갖는 0.5L의 CeCl3 용액을 상기 공기 버블링된 NaOH 용액에 25 내지 30℃에서 2시간 동안 천천히 적하하였다. 상기 100 g-CeO2/L CeCl3 용액을 약 300 g-CeO2/L 초기 CeCl3 용액(유리 [H+]=0.1 mol/L)의 농도를 탈이온수로 희석함으로써 제조하였다.
2시간의 역침전 후, 슬러리를 25 내지 30℃에서 2시간 동안 연속적으로 숙성시켰고, 슬러리의 색상이 자주색에서 황색으로 변하였고, 최종 pH=12.5 내지 13.5였다. 침전물을 제1 여과에 적용하고, 먼저 탈이온수로 세척하여 Na+ 및 Cl- 불순물을 제거하였다.
1차 세척된 침전물을 0.025 mol/L의 1L의 NaOH 용액으로 재펄프화하고, 800 내지 1,000 rpm 교반 속도로 25 내지 30℃에서 강하게 교반하고, 동시에 200 내지 250 L-공기/h 유속으로 상기 재펄프화된 슬러리 내로 공기를 버블링하였다. 25 내지 30℃에서 1시간의 숙성 후에, 슬러리의 색상은 보다 밝은 황색으로 변하였다.
침전물을 제2 여과에 적용하고, 1L 탈이온수(60 내지 65℃)로 5회, 및 1L 탈이온수 희석된 HNO3 용액(pH=4.5-5, 60-65℃)으로 1회 세척하고, 최종 여과물은 pH=8 내지 9 및 20 μS/cm 미만의 전기 전도도(EC)를 가졌다. 2차 세척 및 여과 후, Ce(OH)4 습윤 케이크를 수득하였다. 생성된 Ce(OH)4 조성물은 하기 특성을 가졌다: Ce4+/ΣCe=98.5%; CeO2/TREO=99.8%; TREO=42.0%(여기서, TREO는 총 희토류 산화물이다).
예시적인 Ce(NO3)4 용액을 하기와 같이 제조하였다. 제조된 Ce(OH)4 습윤 케이크(TREO=42.0%)를 65 내지 68% 농도, HNO3/CeO2 몰비=4.5를 갖는 HNO3 용액에 첨가하였다. 슬러리를 교반하고, 약 300 g-CeO2/L 농도를 갖는 투명한 적색 용액이 형성될 때까지 65 내지 100℃에서 수분 동안 용해시켰다.
B. 실험 분말의 제조
1. 실시예 1
소정량의 Ce(NO3)4 초기 용액(약 300 g-CeO2/L)을 탈이온수로 희석하여 20 g-CeO2/L 농도를 갖는 Ce(NO3)4 용액 0.5 L를 제조하였다. 5 wt%의 SiO2 분말(BET 표면적=200 내지 250m2/g)을 상기 희석된 Ce(NO3)4 용액에 첨가하였다.
혼합된 용액을 1 L의 오토클레이브에 첨가한 다음, 교반하고, 실온에서 125℃로 0.5시간 내에 가열하였다. 가수분해 반응을 125℃에서 6시간 동안 수행하였다. 가수분해 반응 6시간 후, 슬러리를 50℃ 미만으로 냉각시켰다.
슬러리를 중화시키고, pH=8.5에 도달할 때까지 NH4OH 용액(>25%)으로 침전시킨 다음, 10분 동안 교반하였다. 이어서, 침전물을 여과하였다.
습윤 케이크를 건조시킨 다음, 각각 300℃/10시간, 500℃/8시간 및 700℃/5시간으로 하소시켰다. 300℃/10h에서 하소된 CeO2 분말을 900℃/5h에서 다시 하소시켰다.
2. 실시예 2
첨가된 SiO2 분말의 양을 10 wt%로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1의 제조 방법을 따랐다.
3. 실시예 3
6시간 가수분해 반응 후에 냉각된 슬러리에 10 wt%의 SiO2 분말을 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1의 제조 방법을 따랐다.
4. 실시예 4
10 wt%의 SiO2 분말을 NH4OH 용액을 사용한 중화 단계 후에 침전된 슬러리에 첨가한 다음, 30분 동안 교반한 것을 제외하고는, 실시예 1의 제조 방법을 따랐다.
5. 실시예 5
도펀트를 10 wt%의 통상적인 Al2O3 분말(BET 표면적=200 내지 250m2/g)로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 3의 제조 방법을 따랐다.
C. 실험 분말의 물리적 특징
예시적인 분말의 다양한 물리적 특징을 측정하였고, 결과를 하기 표 1에 나타내었다. BET 표면적, X선 회절(XRD), 및 수소 승온 환원(H2-TPR)에 대한 시험 절차는 상기에 보다 상세히 기재되어 있다.
표 1. 실험적으로 제조된 분말에 대한 BET 표면적, 총 세공 부피, 세공 부피(d>3nm)/총 세공 부피, 산소 저장 용량(OSC), H2-TPR 프로파일 및 결정 크기 데이터.
Figure 112023056145505-pct00001
Figure 112023056145505-pct00002
예시적인 실시양태
완전성의 이유로, 기술의 다양한 측면이 하기 넘버링된 실시양태에 제시된다:
실시양태 1. 약 90 중량%(wt%) 내지 약 99.9 wt%의 산화세륨(CeO2); 및
약 10 wt% 이하의 도펀트
를 포함하고,
500℃에서 8시간 동안의 하소 후 150 m2/g 초과의 BET 비표면적을 갖고;
500℃에서 8시간 동안의 하소 후 900 μmol·O2/g 초과의 산소 저장 용량(OSC)을 갖는
도핑된 산화세륨 입자.
실시양태 2. 실시양태 1에 있어서, 도펀트가 0.1 wt% 내지 5 wt%로 존재하고;
여기서 도펀트는 이산화규소(SiO2) 분말, 이산화규소(SiO2) 겔, 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS), 백색 카본 블랙, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, La2O3, Nd2O3, 제올라이트 또는 그의 조합을 포함하는 것인 도핑된 산화세륨 입자.
실시양태 3. 실시양태 1 또는 실시양태 2에 있어서, 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 0.40 mL/g 내지 0.8 mL/g의 총 세공 부피를 갖는 도핑된 산화세륨 입자.
실시양태 4. 실시양태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 적어도 98%의 세공 부피(d>3nm)/총 세공 부피를 갖는 도핑된 산화세륨 입자.
실시양태 5. 실시양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 700℃에서 5시간 동안의 하소 후 약 800 μmol·O2/g 내지 약 1100 μmol·O2/g의 산소 저장 용량(OSC)을 갖는 도핑된 산화세륨 입자.
실시양태 6. 실시양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 500℃에서 8시간 동안의 하소 후 10 nm 미만의 결정 크기를 갖는 도핑된 산화세륨 입자.
실시양태 7. 실시양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 900℃에서 5시간 동안의 하소 후 약 55 m2/g 내지 약 100 m2/g의 BET 비표면적을 갖는 도핑된 산화세륨 입자.
실시양태 8. 실시양태 1 내지 7 중 어느 하나의 도핑된 산화세륨을 전구체 공급원료와 접촉시키는 것을 포함하는, 수소 기체(H2)의 생성 방법.
실시양태 9. 실시양태 1 내지 7 중 어느 하나의 도핑된 산화세륨을 이산화탄소(CO2)와 접촉시키는 것을 포함하는, 이산화탄소(CO2)를 메탄(CH4)으로 전환시키는 방법.
실시양태 10. 실시양태 1 내지 7 중 어느 하나의 도핑된 산화세륨을 질산(HNO3) 및/또는 아디프산((CH2)4(COOH)2)을 포함하는 공급원료와 접촉시키는 것을 포함하는, 공급원료로부터 아산화질소(N2O)를 제거하는 방법.
실시양태 11. 용매 리터당 10 그램 내지 50 그램 CeO2의 희토류 산화물 농도를 갖는 Ce(NO3)4 용액에 적어도 하나의 도펀트를 첨가하는 단계;
적어도 하나의 도펀트를 첨가한 후, Ce(NO3)4 용액을 도펀트와 함께 가열하여 가수분해를 유발하는 단계;
생성된 혼합물을 냉각시키는 단계;
생성된 혼합물을 pH 8 내지 9로 중화시키는 단계;
중화된 혼합물을 여과하여 여과물 및 투과물을 생성하는 단계;
여과물을 하소시키는 단계; 및
건조시키는 단계
를 포함하는, 도핑된 산화세륨 입자의 생성 방법.
실시양태 12. 실시양태 11에 있어서, 여과물을 하소시키는 단계가 300℃인 환경에서 적어도 10시간 동안 수행되는 것인 방법.
실시양태 13. 실시양태 11 또는 실시양태 12에 있어서, 여과물을 하소시키는 단계가 500℃의 환경에서 적어도 5시간 동안 수행되는 것인 방법.
실시양태 14. 실시양태 11 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 용매 리터당 250 그램 내지 300 그램 CeO2의 당량을 갖는 Ce(NO3)4 용액을 희석하는 것을 추가로 포함하는 방법.
실시양태 15. 실시양태 14에 있어서, 희석을 위해 탈이온수를 사용하는 것인 방법.
실시양태 16. 실시양태 11 내지 15 중 어느 하나에 있어서, Ce(NO3)4 용액을 약 120℃ 내지 약 150℃로 가열하는 것인 방법.
실시양태 17. 실시양태 16에 있어서, Ce(NO3)4 용액을 약 6시간 내지 약 12시간 동안 가열하는 것인 방법.
실시양태 18. 실시양태 11 내지 실시양태 17 중 어느 하나에 있어서, 냉각이 생성된 혼합물의 온도를 50℃ 미만으로 낮추는 것인 방법.
실시양태 19. 실시양태 11 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 냉각 후 및 중화 전에, 제2 도펀트를 첨가하는 것을 추가로 포함하는 방법.
실시양태 20. 실시양태 11 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 중화 후 및 여과 전에, 제3 도펀트를 첨가하고 교반하는 것을 추가로 포함하는 방법.
실시양태 21. 실시양태 11 내지 20 중 어느 하나에 있어서, TEOS 또는 SiO2 겔을 하소된 여과물에 함침시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
실시양태 22. 실시양태 21에 있어서, 함침된 여과물을 500℃에서 적어도 5시간 동안 하소시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
실시양태 23. 실시양태 11 내지 22 중 어느 하나에 있어서, 수산화암모늄(NH4OH)이 중화 동안 사용되는 것인 방법.
실시양태 24. 실시양태 23에 있어서, 중화가 교반을 포함하고;
여기서 NH4OH 용액의 농도는 적어도 25%인 방법.
실시양태 25. 실시양태 11 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 도펀트가 이산화규소(SiO2) 분말, 이산화규소(SiO2) 겔, 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS), 백색 카본 블랙, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 란타넘(La), 제올라이트, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 방법.
상기 상세한 설명 및 첨부된 실시예는 단지 예시적이며, 본 개시내용의 범주에 대한 제한으로 간주되어서는 안된다. 개시된 실시양태에 대한 다양한 변화 및 변형이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 화학 구조, 치환기, 유도체, 중간체, 합성, 조성물, 제제, 또는 사용 방법과 관련된 것들을 비제한적으로 포함하는 이러한 변화 및 변형은 본 개시내용의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다.

Claims (25)

  1. 용매 리터당 10 그램 내지 50 그램 CeO2의 당량을 갖는 가열되지 않은 Ce(NO3)4 용액에 적어도 하나의 도펀트를 첨가하는 단계;
    적어도 하나의 도펀트를 첨가한 후, 가열되지 않은 Ce(NO3)4 용액을 도펀트와 함께 가열하여 가수분해를 유발하는 단계;
    가수분해된 혼합물을 냉각시키는 단계;
    생성된 혼합물을 pH 8 내지 9로 중화시키는 단계;
    중화된 혼합물을 여과하여 여과물 및 투과물을 생성하는 단계; 및
    여과물을 건조 및 하소시키는 단계
    를 포함하는, 도핑된 산화세륨 입자의 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 여과물을 하소시키는 단계가 300℃의 환경에서 적어도 10시간 동안 수행되는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 여과물을 하소시키는 단계가 500℃의 환경에서 적어도 5시간 동안 수행되는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 도펀트를 첨가하기 전에, 용매 리터당 250 그램 내지 300 그램 CeO2의 당량을 갖는 Ce(NO3)4 용액을 희석하여 용매 리터당 10 그램 내지 50 그램 CeO2의 당량을 갖는 Ce(NO3)4 용액을 생성하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 희석을 위해 탈이온수를 사용하는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, Ce(NO3)4 용액을 120℃ 내지 150℃로 가열하는 것인 방법.
  7. 제6항에 있어서, Ce(NO3)4 용액을 6시간 내지 12시간 동안 가열하는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 냉각이 생성된 혼합물의 온도를 50℃ 미만으로 낮추는 것인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 냉각 후 및 중화 전에, 제2 도펀트를 첨가하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 중화 후 및 여과 전에, 제3 도펀트를 첨가하고 교반하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, TEOS 또는 SiO2 겔을 하소된 여과물에 함침시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 함침된 여과물을 500℃에서 적어도 5시간 동안 하소시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 수산화암모늄(NH4OH)이 중화 동안 사용되는 것인 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    중화가 교반을 포함하고;
    NH4OH 용액의 농도는 적어도 25% w/v인 방법.
  15. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 도펀트가 이산화규소(SiO2) 분말, 이산화규소(SiO2) 겔, 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS), 백색 카본 블랙, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 란타넘(La), 제올라이트 또는 그의 조합을 포함하는 것인 방법.
  16. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 도펀트가 이산화규소(SiO2) 분말, 이산화규소(SiO2) 겔, 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS), 백색 카본 블랙 또는 그의 조합을 포함하는 것인 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
KR1020237017202A 2020-11-24 2021-11-23 도핑된 산화세륨을 생성하기 위한 물질, 방법 및 기술 KR102659037B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020247012351A KR20240055132A (ko) 2020-11-24 2021-11-23 도핑된 산화세륨을 생성하기 위한 물질, 방법 및 기술

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063117558P 2020-11-24 2020-11-24
US63/117,558 2020-11-24
PCT/IB2021/060893 WO2022112952A1 (en) 2020-11-24 2021-11-23 Materials, methods and techniques for generating doped cerium oxide

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247012351A Division KR20240055132A (ko) 2020-11-24 2021-11-23 도핑된 산화세륨을 생성하기 위한 물질, 방법 및 기술

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230085210A KR20230085210A (ko) 2023-06-13
KR102659037B1 true KR102659037B1 (ko) 2024-04-22

Family

ID=81657975

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237017202A KR102659037B1 (ko) 2020-11-24 2021-11-23 도핑된 산화세륨을 생성하기 위한 물질, 방법 및 기술
KR1020247012351A KR20240055132A (ko) 2020-11-24 2021-11-23 도핑된 산화세륨을 생성하기 위한 물질, 방법 및 기술

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247012351A KR20240055132A (ko) 2020-11-24 2021-11-23 도핑된 산화세륨을 생성하기 위한 물질, 방법 및 기술

Country Status (7)

Country Link
US (2) US11548791B2 (ko)
EP (1) EP4251572A1 (ko)
JP (1) JP2023545573A (ko)
KR (2) KR102659037B1 (ko)
AU (2) AU2021388023B2 (ko)
GB (1) GB2615962A (ko)
WO (1) WO2022112952A1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101633166B1 (ko) * 2011-06-01 2016-06-23 로디아 오퍼레이션스 복합 산화물, 그의 제조법 및 배기가스 정화용 촉매
US20160263564A1 (en) 2013-11-28 2016-09-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification catalyst
US20170320042A1 (en) 2016-05-05 2017-11-09 University Of Connecticut Mesoporous Metal Doped Cerium Oxide Catalyst

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2559754A1 (fr) 1984-02-20 1985-08-23 Rhone Poulenc Spec Chim Oxyde cerique a nouvelles caracteristiques morphologiques et son procede d'obtention
FR2684662B1 (fr) 1991-12-09 1994-05-06 Rhone Poulenc Chimie Composition a base d'oxyde cerique, preparation et utilisation.
US6350421B1 (en) 1998-08-24 2002-02-26 Dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag Nitrogen oxide storage material and nitrogen oxide storing catalyst prepared therefrom
CN1290770C (zh) 2001-09-07 2006-12-20 阿南化成株式会社 二氧化铈、其制备法和用于净化废气的催化剂
AU2003295418A1 (en) 2002-11-07 2004-06-03 Tufts University Catalyst having metal in reduced quantity and reduced cluster size
US7182929B1 (en) 2003-08-18 2007-02-27 Nei, Inc. Nanostructured multi-component and doped oxide powders and method of making same
US7468218B2 (en) 2004-05-07 2008-12-23 Battelle Memorial Institute Composite solid oxide fuel cell anode based on ceria and strontium titanate
US7871459B2 (en) 2004-11-08 2011-01-18 Trustees Of Tufts College Apparatus and methods for non-regenerative and regenerative hot gas desulfurization
FR2917646B1 (fr) 2007-06-20 2011-06-03 Anan Kasei Co Ltd Oxyde mixte a haute surface specifique de cerium et d'autre terre rare, procede de preparation et utilisation en catalyse
RU2621341C2 (ru) 2009-11-25 2017-06-02 Солвей Спешиал Кем Джепэн, Лтд. Сложный оксид и способ его получения и катализатор очистки выхлопного газа
EP2505263B1 (en) 2009-11-25 2020-02-12 Solvay Special Chem Japan, Ltd. Complex oxide, method for producing same and exhaust gas purifying catalyst
CA2827107C (en) 2010-11-16 2021-06-22 Rhodia Operations Porous inorganic composite oxide
WO2015197656A1 (en) * 2014-06-24 2015-12-30 Rhodia Operations Metal doped cerium oxide compositions
EP3020689A1 (en) 2014-11-12 2016-05-18 Rhodia Operations Cerium oxide particles and method for production thereof
CN106268806B (zh) * 2015-06-12 2018-12-07 中国科学院大连化学物理研究所 一种甲醇羰基化的催化剂及其制备和应用
WO2017198738A1 (en) 2016-05-18 2017-11-23 Rhodia Operations Cerium oxide particles and method for production thereof
US10835866B2 (en) 2017-06-02 2020-11-17 Paccar Inc 4-way hybrid binary catalysts, methods and uses thereof
US10675586B2 (en) 2017-06-02 2020-06-09 Paccar Inc Hybrid binary catalysts, methods and uses thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101633166B1 (ko) * 2011-06-01 2016-06-23 로디아 오퍼레이션스 복합 산화물, 그의 제조법 및 배기가스 정화용 촉매
US20160263564A1 (en) 2013-11-28 2016-09-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification catalyst
US20170320042A1 (en) 2016-05-05 2017-11-09 University Of Connecticut Mesoporous Metal Doped Cerium Oxide Catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
GB202308202D0 (en) 2023-07-19
WO2022112952A1 (en) 2022-06-02
AU2023219988A1 (en) 2023-09-14
US20230081994A1 (en) 2023-03-16
AU2021388023B2 (en) 2023-10-05
KR20240055132A (ko) 2024-04-26
GB2615962A (en) 2023-08-23
US11548791B2 (en) 2023-01-10
US20220162084A1 (en) 2022-05-26
AU2021388023A1 (en) 2023-06-08
KR20230085210A (ko) 2023-06-13
JP2023545573A (ja) 2023-10-30
EP4251572A1 (en) 2023-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4660135B2 (ja) ジルコニア系多孔質体及びその製造方法
EP1872851B1 (en) Cerium oxide-zirconium oxide-based mixed oxide and method for the production thereof
KR102580600B1 (ko) 세륨- 및 지르코늄-기재 혼합 산화물
US7790138B2 (en) Process for producing a thermostable TiO2/SiO2 mixed oxide and mixed oxide produced therefrom
CA2781794C (en) Complex oxide, method for producing same and exhaust gas purifying catalyst
JPS6256322A (ja) 酸化第二セリウムを主体とする組成物及びそれらの製造方法
WO2015197656A1 (en) Metal doped cerium oxide compositions
JPWO2003022740A1 (ja) 酸化第二セリウム及びその製造法並びに排ガス浄化用触媒
KR101797490B1 (ko) 복합 산화물, 그 제조법 및 배기가스 정화용 촉매
CN110026179B (zh) 一种高储氧量的铈锆复合氧化物及其制备方法
JP2010519160A (ja) 一般化学式ＣｅＯ２−ｘ−ｙＮｘ構造を有し、窒素による酸化セリウムのドーピングにより得られるＣｅ−Ｎ−Ｏ系構造物質
KR20120029475A (ko) 비다공도를 갖는, 산화세륨 및 산화지르코늄을 포함하는 조성물, 그의 제조 방법 및 촉매작용에서의 그의 용도
JP7240482B2 (ja) ジルコニア系多孔質体
CN118079894A (zh) 具有增强的耐受性和nox储存容量的混合氧化物
KR20140005342A (ko) 복합 산화물, 그의 제조법 및 배기가스 정화용 촉매
KR102659037B1 (ko) 도핑된 산화세륨을 생성하기 위한 물질, 방법 및 기술
CN110026178B (zh) 一种铈锆复合氧化物及其制备方法和应用
JP5715450B2 (ja) 窒素酸化物選択還元触媒とその製造方法
WO2020063510A1 (en) Mixed oxide with improved reducibility
CN110621397B (zh) 具有增强的耐受性和nox储存容量的混合氧化物
JP7178526B1 (ja) 多孔質ジルコニア系複合酸化物、及び、多孔質ジルコニア系複合酸化物の製造方法
WO2023099338A1 (en) Aluminium and zirconium-based mixed oxide
Yang et al. Preparation and visible-light photocatalyst activity of nanometric-sized TiO 2-x N y powders from a two-microemulsion process

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant