KR20210115047A - 필터 기판을 코팅하는 데 사용하기 위한 지르코니아 기반 수성 np-분산액 - Google Patents

필터 기판을 코팅하는 데 사용하기 위한 지르코니아 기반 수성 np-분산액 Download PDF

Info

Publication number
KR20210115047A
KR20210115047A KR1020217028218A KR20217028218A KR20210115047A KR 20210115047 A KR20210115047 A KR 20210115047A KR 1020217028218 A KR1020217028218 A KR 1020217028218A KR 20217028218 A KR20217028218 A KR 20217028218A KR 20210115047 A KR20210115047 A KR 20210115047A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
particles
dispersion
weight
aqueous dispersion
less
Prior art date
Application number
KR1020217028218A
Other languages
English (en)
Inventor
데이비드 알라스테어 스케펜스
데보라 제인 해리스
Original Assignee
마그네슘 일렉트론 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 마그네슘 일렉트론 리미티드 filed Critical 마그네슘 일렉트론 리미티드
Publication of KR20210115047A publication Critical patent/KR20210115047A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
    • B01J35/023—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/066—Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/8892—Manganese
    • B01J35/0013—
    • B01J35/002—
    • B01J35/04—
    • B01J35/1038—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
    • B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/391—Physical properties of the active metal ingredient
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/63—Pore volume
    • B01J35/633—Pore volume less than 0.5 ml/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/64—Pore diameter
    • B01J35/651—50-500 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/64—Pore diameter
    • B01J35/653—500-1000 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/64—Pore diameter
    • B01J35/657—Pore diameter larger than 1000 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/009—Preparation by separation, e.g. by filtration, decantation, screening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031—Precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/038—Precipitation; Co-precipitation to form slurries or suspensions, e.g. a washcoat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/06—Washing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
    • B01J37/088—Decomposition of a metal salt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2061—Yttrium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2063—Lanthanum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2065—Cerium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2066—Praseodymium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2068—Neodymium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20715—Zirconium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/2073—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/30—Silica
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/908—O2-storage component incorporated in the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
    • B01D2255/9155—Wall flow filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9202—Linear dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9205—Porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9207—Specific surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/31—Density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/613—10-100 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/615—100-500 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/66—Pore distribution
    • B01J35/695—Pore distribution polymodal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

본 발명은 입자의 수성 분산액으로서, 분산액은 10 내지 70 중량%의 입자 함량을 가지며, 입자는 옥사이드 기준으로 (a) 총 10 내지 98 중량%의 ZrO2 + HfO2, 및 (b) 총 2 내지 90 중량%의 Al2O3, CeO2, La2O3, Nd2O3, Pr6O11, Y2O3, 또는 전이금속 옥사이드를 포함하며, 분산액은 100 내지 350 nm의 Z-평균 입자 크기를 가지며, 입자는 1 내지 9 nm의 결정립 크기를 갖는, 입자의 수성 분산액에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 입자의 수성 분산액으로 코팅된 기판에 관한 것이다.

Description

필터 기판을 코팅하는 데 사용하기 위한 지르코니아 기반 수성 NP-분산액
[001] 본 발명은 미립자 필터의 코팅에서 사용하기 위한, 지르코니아, 하프니아 및 하나 이상의 다른 희토류 원소, 예를 들어, 세리아를 포함하는 입자의 수성 분산액에 관한 것이다.
[002] 배경
[003] 필터 기판(탄화규소, 코오디어라이트(cordierite), 알루미늄 티타네이트, 등을 포함할 수 있음)의 워시코팅은 일반적으로, 3가지 방법, 즉, 1) 딥-코팅, 2) 필터를 통한 진공 흡입, 3) 워시코트의 가압 중 하나에 의해 수행된다.
[004] 딥-코팅(예를 들어, US20130216439A1호에 기술된 바와 같음)은 워시코트 배쓰 중에 기판을 함침시키고 워시코트를 다공성 벽으로 침투/확산시키는 것을 포함한다. 과량의 워시코트는 통상적으로, 압축 공기를 사용하여 제거된다.
[005] 진공 흡입 방법에서, 워시코트는 초기에 일부 방식(예를 들어, 딥-코팅 또는 붓기(pouring))으로 기판에 적용되고, 이후에, 진공이 적용되어 필터를 통해 워시코트를 끌어당긴다(예를 들어, US8815189호 및 WO1999047260A1호에 나타낸 바와 같음).
[006] 워시코트의 가압은 본질적으로 진공 흡입과 반대되는 것이며, 이에 의해, (이를 통해 끌어당기는 음압보다) 양압이 기판에 워시코트를 밀어 넣기 위해 이용되고, 또한, 진공 흡입과 함께 이용될 수 있다(이는 WO1999047260A1호에서 언급됨).
[007] 개선된 역압 특징을 제공하기 위해 가솔린 미립자 필터를 낮은 입자 크기 물질로 코팅하는 개념은 US20090129995A1호에서 논의되어 있다. 그러나, 실시예에서 사용되는 워시코트 로딩(26 g/L)은 비교적 낮으며, 이에 따라, 여러 적용에서, 이는 여과 효율 및/또는 촉매 성능을 제한한다. 이러한 문헌에서 언급된 입자 크기는 d90 < 5 ㎛이다.
[008] GB2514875B호에는 역압의 감소가 d50 < 1 ㎛를 갖는 세리아-지르코니아 옥사이드를 사용함으로써 달성될 수 있지만, 이는 여전히 중간 정도의 워시코트 로딩(97.6 g/L)만을 가지고 있다고 기술되어 있다. 그러나, 이는 여전히 비교적 큰 입자 크기의 옥사이드 물질을 지칭한다. 유사한 개시는 US20180297014A1호에서 확인되는데, 여기서, 분산액이 < 1 ㎛ 입자를 갖는 것으로 기술되어 있지만, 이러한 입자는 여전히 비교적 클 것이다.
[009] US9340738호(및 이러한 문헌에서 언급된 FR2885308B1호)에는 소정 범위의 nm-크기의 유체역학적 직경(DLS에 의해 측정됨)을 갖는 세리아-지르코니아 나노입자의 형성이 기술되어 있다. 그러나, 이의 합성의 필수 요소는 건강 및 안전성/환경 관점으로부터 바람직하지 않은 유기 제제(알콕시카복실산)의 첨가이다.
[0010] US20170312313A1호에는 또한, 세리아-지르코니아 나노입자의 형성이 기술되어 있으며, 이는 다시, 오로지, 유기 제제(이러한 경우에, 장쇄 계면활성제 분자)의 사용에 관한 것이다. 이러한 합성은 또한, 유기 용매를 사용하고, 이상적으로, 산업 규모 제작에 적합한 것은 아니다. DLS에 의해 측정한 경우, 나노입자의 입자 크기는 "매우 작은" 것으로서 기술된다.
[0011] CN104492418B호에는 또한, 세리아-지르코니아 나노입자의 합성이 기술되어 있으며, 여기에서, 열수/용매열 방법을 이용한다. 그러나, 제조의 핵심 부분은 다시 유기 제제(예를 들어, 알코올, 카복실산)의 첨가이며, 생성물 자체는 TEM에 의해 측정한 경우 단분산 입자(2 내지 8 nm)로 구성된 것이다.
[0012] JP4582789B호에는 세리아-지르코니아 나노입자를 제조하는 다른 열수 공정이 기술되어 있으며, 또한, 물질을 건조 시에 측정 가능한 X-선 회절(XRD) 패턴이 존재한다. 달성 가능한 최대 농도는 10%로 제한되며, 이러한 경우에도, 이는 산업 규모 제조에 적합하지 않은 한외여과 단계를 포함한다.
[0013] US20090105354A1호에는 표면-개질제를 사용한 옥사이드 분말의 사전-분산시킴에 의한 분산액의 형성에 관한 것이다. 그러나, 입자 표면적은 단지 60±15 ㎡/g이며, 바람직한 평균 1차 입자 크기(즉, 결정립 크기와 균등함)는 12 내지 14 nm이며, 점화 손실은 3.0 중량% 이하이다. 이러한 후자의 2가지 특성은 입자의 산화 특성에서 비롯된 것이다.
[0014] 이에 따라, 필터 기판 상에 코팅될 때, 적합한 촉매 성능 및 여과 효율을 가능하게 하고 표준 물질에 비해 개선된 역압 특징을 갖는 신규한 부류의 물질을 생성시키는 것이 요구된다.
[0015] 본 발명의 서술
[0016] 본 발명은 입자의 수성 분산액으로서, 분산액은 10 내지 70 중량%의 입자 함량이며, 입자는 옥사이드 기준으로,
(a) 총 10 내지 98 중량%의 ZrO2 + HfO2, 및
(b) 총 2 내지 90 중량%의 Al2O3, CeO2, La2O3, Nd2O3, Pr6O11, Y2O3, 또는 전이금속 옥사이드를 포함하며,
분산액은 100 내지 350 nm의 Z-평균 입자 크기를 가지며, 입자는 1 내지 9 nm의 결정립 크기를 갖는, 입자의 수성 분산액에 관한 것이다. 입자 함량은 또한, 10 내지 70 중량%의 고형물을 포함하는 분산액으로서 지칭될 수 있다.
[0017] 보다 특히, 입자는 옥사이드 기준으로:
(a) 총 10 내지 98 중량%의 ZrO2 + HfO2,
(b) 2 내지 90 중량% CeO2,
(c) 총 0 내지 30 중량%의 La2O3, Nd2O3, Pr6O11, Y2O3, 또는 전이금속 옥사이드, 및
(d) 0 내지 88 중량%의 Al2O3을 포함할 수 있다.
[0018] 일반적으로, 분산액은 입자가 상이한 조성의 연속 상에 분산된 시스템이다. 용어 "분산액"은 본 발명과 관련하여, 입자가 액체상 또는 매질(이러한 경우에, 물)에 분산된 시스템을 지칭하기 위해 사용된다. 본 발명의 분산액에서 입자는 주로 옥사이드 특징을 가질 수 있지만, 일부 함수 특성을 가질 수 있다. 그 자체로 적합하지만, 분산액은 분산액의 안정성을 증가시키기 위해, 계면활성제, 유기 폴리머 또는 이온과 같은 첨가제를 선택적으로 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제는 당업자에게 공지되어 있다.
[0019] 본 발명과 관련하여, 용어 "전이 금속"은 제1열 전이 금속(즉, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu 및 Zn), Nb, W 및 Ag를 지칭하기 위해 사용된다.
[0020] 본 발명의 맥락에서, 일부 구체예에서, (a) + (b), 선택적으로 + (c) + (d), 및 임의의 부수적인 불순물의 합은 100 중량%와 동일할 수 있다.
[0021] 특히, 입자는 옥사이드를 기준으로, 총 20 내지 90 중량%, 보다 특히, 25 내지 80 중량%의 ZrO2 및 HfO2를 포함할 수 있다. 특히, 입자는, 옥사이드를 기준으로, 10 내지 80 중량%, 보다 특히 15 내지 75 중량%의 CeO2를 포함할 수 있다.
[0022] 일부 구체예에서, 입자는 옥사이드를 기준으로, 총 1 내지 25 중량%의 La2O3, Nd2O3, Pr6O11, Y2O3, 및 전이금속 옥사이드를 포함할 수 있다. 이러한 각각의 성분과 관련하여, 개별적으로, 단독으로 또는 총량에 대한 범위 내인 것에 추가하여, 입자는 옥사이드를 기준으로, 0 내지 20 중량%, 및 일부 구체예에서, 1 내지 15 중량%의 La2O3을 포함할 수 있다. 특히, 입자는 옥사이드를 기준으로, 0 내지 20 중량%, 및 일부 구체예에서, 1 내지 10 중량%의 Nd2O3을 포함할 수 있다. 보다 특히, 입자는 옥사이드를 기준으로, 0 내지 25 중량%, 및 일부 구체예에서, 1 내지 20 중량%의 Pr6O11을 포함할 수 있다. 특히, 입자는 옥사이드를 기준으로, 0 내지 20 중량%, 및 일부 구체예에서 1 내지 6 중량%의 Y2O3을 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 입자가 Y2O3을 포함할 때, 이러한 것은 또한, 옥사이드를 기준으로, 적어도 0.1 중량%의 Al2O3, CeO2, La2O3, Nd2O3, Pr6O11, 또는 전이금속 옥사이드 중 적어도 하나를 포함한다. 보다 특히, 입자는 옥사이드를 기준으로, 0 내지 10 중량%, 및 일부 구체예에서, 1 내지 5 중량%의 전이금속 옥사이드를 포함할 수 있다.
[0023] 보다 특히, 분산액은 5 내지 50 중량%, 보다 특히 10 내지 45 중량%, 보다 더 특히 15 내지 40 중량%의 입자 함량을 가질 수 있다.
[0024] 분산액은 추가적으로, 알루미나 입자, 예를 들어, 옥사이드를 기준으로 적어도 50 중량%의 Al2O3을 포함하는 입자를 포함할 수 있다. 특히, 알루미나 입자는 옥사이드를 기준으로, (a) 90 내지 100 중량% Al2O3, (b) 0 내지 10 중량% SiO2, (c) 0 내지 10 중량% 이트리아를 포함하는 희토류 옥사이드, 및 (d) 0 내지 10 중량% ZrO2 + HfO2를 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 분산액은 0.1 중량% 이하(즉, 0 내지 0.1 중량%)의 Al2O3을 포함할 수 있다.
[0025] 특히, 분산액은 0.10 내지 0.35, 보다 특히 0.15 내지 0.30, 보다 더 특히 0.18 내지 0.27의 다분산도 지수를 가질 수 있다. 보다 특히, 다분산도 지수(PDI)는 동적 광산란(DLS)에 의해 측정될 수 있다.
[0026] 보다 특히, 분산액은 100 내지 325 nm, 보다 더 특히 100 내지 310 nm, 보다 특히 100 내지 300 nm, 보다 더 특히 110 내지 290 nm의 Z-평균 입자 크기를 가질 수 있다. 특히, Z-평균 입자 크기는 동적 광산란(DLS)에 의해 측정될 수 있다.
[0027] 보다 특히, 분산액은 부피에 의해 측정한 경우 0.1 내지 0.7 ㎛의 범위, 보다 더 특히 0.2 내지 0.6 ㎛, 보다 특히 0.3 내지 0.5 ㎛ 범위의 d10 값을 갖는 입자 크기 분포를 가질 수 있다.
[0028] 특히, 분산액은 부피에 의해 측정한 경우 0.1 내지 0.9 ㎛의 범위, 보다 특히 0.2 내지 0.8 ㎛의 범위, 보다 더 특히 0.3 내지 0.7 ㎛의 범위의 d50 값을 갖는 입자 크기 분포를 가질 수 있다.
[0029] 보다 특히, 분산액은 부피에 의해 측정한 경우 0.1 내지 1.2 ㎛의 범위, 보다 더 특히 0.2 내지 1.0 ㎛, 보다 특히 0.3 내지 0.9 ㎛의 범위의 d90 값을 갖는 입자 크기 분포를 가질 수 있다.
[0030] 특히, d10, d50 및 d90은 레이저 회절에 의해 측정될 수 있다.
[0031] 특히, 분산액은 3 내지 9, 보다 특히 4 내지 8.5, 보다 더 특히 4.5 내지 8의 pH를 가질 수 있다. 보다 특히, 분산액은 1 내지 1000 cPs, 보다 더 특히 5 내지 200 cPs의 동적 점도를 가질 수 있다. 특히, 점도는 동적 점도 분석에 의해 500 s-1, 22℃ +/- 5℃에서 측정될 수 있다. 일부 구체예에서, 분산액은 점도 조절제를 포함할 수 있다. 보다 특히, 점도 조절제는 셀룰로오스 유도체, 예를 들어, 하이드록시에틸 셀룰로오스일 수 있다.
[0032] 특히, 분산액에서 입자는 측정 가능한 결정립 크기를 가질 수 있다. 보다 특히, 결정립 크기는 XRD에 의해 및 쉐러 방정식(Scherrer equation)을 이용하여 측정될 수 있다. 특히, 결정립 크기는 2 내지 9 nm, 보다 특히 3 내지 8 nm일 수 있다.
[0033] 보다 특히, 입자는 1 내지 20 중량%, 보다 더 특히 5 내지 15 중량%의 점화 손실(loss on ignition; LOI)을 가질 수 있다. 특히, LOI는 입자를 건조시키고 1000℃에서 하소시킴으로써 중량 측정으로 측정될 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 더 낮은 LOI 값은 더 높은 결정화도(및 이에 따라, 순전히 옥사이드 또는 소결된 물질)와 관련된 것으로 이해된다. 반대로, 더 높은 LOI 값은 일반적으로, 하이드록사이드 물질과 관련이 있다. 본 발명을 통해 얻어질 수 있는 중간 LOI 값은 부분 "함수 특성(hydrous nature)"을 갖는 옥사이드-타입 물질을 나타낸다. 특히, 입자는 적어도 80 ㎡/g, 보다 특히 적어도 100 ㎡/g, 보다 더 특히 적어도 120 ㎡/g의 표면적을 가질 수 있다. 특히, 입자는 400 ㎡/g 미만, 보다 특히 350 ㎡/g 미만, 보다 더 특히 300 ㎡/g 미만의 표면적을 가질 수 있다. 보다 특히, 표면적은 BET 다중점 결정법(BET multipoint determination)에 의해 측정될 수 있다. 특히, 입자는 적어도 0.05 ㎤/g, 보다 특히 적어도 0.10 ㎤/g, 보다 더 특히 적어도 0.12 ㎤/g의 총 기공 부피를 가질 수 있다. 특히, 입자는 0.60 ㎤/g 미만, 보다 특히 0.50 ㎤/g 미만, 보다 더 특히 0.45 ㎤/g 미만의 총 기공 부피를 가질 수 있다.
[0034] 분산액이 0.1 중량% 이하의 Al2O3을 포함할 때, 입자는 0.40 ㎤/g 미만, 보다 특히 0.38 ㎤/g 미만, 보다 더 특히 0.35 ㎤/g 미만의 총 기공 부피를 가질 수 있다.
[0035] 보다 특히, 분산액은 0.1 중량% 미만, 보다 더 특히 0.05 중량% 미만, 보다 특히 0.02 중량% 미만의 SO3(즉, 사용된 분석 기술은 분산액에서의 설페이트를 SO3으로 전환시키며, 이는 인용된 값임)을 포함할 수 있다. 특히, 분산액은 500 ppm 미만, 보다 특히 250 ppm 미만, 보다 더 특히 100 ppm 미만의 Na를 포함할 수 있다. 보다 특히, 분산액은 500 ppm 미만, 보다 특히 150 ppm 미만, 보다 더 특히 100 ppm 미만의 Cl을 포함할 수 있다. 특히, 분산액은 2000 ppm 미만의 탄소를 포함할 수 있다. 보다 특히, 이러한 탄소 함량은 하나 이상의 점도 조절제(들)로부터의 임의의 기여를 배제할 수 있다.
[0036] 특히, 입자는 건조 및 550℃에서 2시간 동안 하소 후에, 적어도 50 ㎡/g, 보다 특히 적어도 60 ㎡/g, 보다 더 특히 적어도 65 ㎡/g의 표면적을 가질 수 있다. 보다 특히, 입자는 건조 및 550℃에서 2시간 동안 하소 후에, 300 ㎡/g 미만, 보다 더 특히 260 ㎡/g 미만, 보다 특히 220 ㎡/g 미만의 표면적을 가질 수 있다. 분산액이 0.1 중량% 이하의 Al2O3을 포함할 때, 입자는 건조 및 550℃에서 2시간 동안 하소 후에, 200 ㎡/g 미만, 보다 더 특히 150 ㎡/g 미만, 보다 특히 130 ㎡/g 미만의 표면적을 가질 수 있다.
[0037] 특히, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 적어도 5 ㎡/g, 보다 특히 적어도 10 ㎡/g, 보다 더 특히 적어도 13 ㎡/g의 표면적을 가질 수 있다. 보다 특히, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 250 ㎡/g 미만, 보다 더 특히 200 ㎡/g 미만, 보다 특히 150 ㎡/g 미만의 표면적을 가질 수 있다. 분산액이 0.1 중량% 이하의 Al2O3을 포함할 때, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 100 ㎡/g 미만, 보다 더 특히 75 ㎡/g 미만, 보다 특히 50 ㎡/g 미만, 보다 더 특히 40 ㎡/g 미만의 표면적을 가질 수 있다.
[0038] 특히, 입자는 공기 중 10% H2O의 대기 하에서, 건조 및 1100℃에서 12시간 동안 하소 후에, 적어도 1 ㎡/g, 보다 특히 적어도 2 ㎡/g, 보다 더 특히 적어도 3 ㎡/g의 표면적을 가질 수 있다. 보다 특히, 입자는 공기 중 10% H2O의 대기 하에서, 건조 및 1100℃에서 12시간 동안 하소 후에, 140 ㎡/g 미만, 보다 더 특히 115 ㎡/g 미만, 보다 특히 80 ㎡/g 미만의 표면적을 가질 수 있다. 분산액이 0.1 중량% 이하의 Al2O3을 포함할 때, 입자는 공기 중 10% H2O의 대기 하에서, 건조 및 1100℃에서 12시간 동안 하소 후에, 60 ㎡/g 미만, 보다 더 특히 40 ㎡/g 미만, 보다 특히 20 ㎡/g 미만, 보다 더 특히 15 ㎡/g 미만의 표면적을 가질 수 있다.
[0039] 특히, 입자는 건조 및 550℃에서 2시간 동안 하소 후에, 적어도 0.05 ㎤/g, 보다 특히 적어도 0.10 ㎤/g, 보다 더 특히 적어도 0.12 ㎤/g의 총 기공 부피를 가질 수 있다. 보다 특히, 입자는 건조 및 550℃에서 2시간 동안 하소 후에, 0.80 ㎤/g 미만, 보다 더 특히 0.70 ㎤/g 미만, 보다 특히 0.60 ㎤/g 미만의 총 기공 부피를 가질 수 있다. 특히, 총 기공 부피는 N2 기공 측정법에 의해 측정될 수 있다. 분산액이 0.1 중량% 이하의 Al2O3을 포함할 때, 입자는 건조 및 550℃에서 2시간 동안 하소 후에, 0.50 ㎤/g 미만, 보다 더 특히 0.40 ㎤/g 미만, 보다 특히 0.30 ㎤/g 미만의 총 기공 부피를 가질 수 있다.
[0040] 특히, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 적어도 0.01 ㎤/g, 보다 특히 적어도 0.03 ㎤/g, 보다 더 특히 적어도 0.05 ㎤/g의 총 기공 부피를 가질 수 있다. 보다 특히, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 0.80 ㎤/g 미만, 보다 더 특히 0.60 ㎤/g 미만, 보다 특히 0.45 ㎤/g 미만의 총 기공 부피를 가질 수 있다. 분산액이 0.1 중량% 이하의 Al2O3을 포함할 때, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 0.40 ㎤/g 미만, 보다 더 특히 0.30 ㎤/g 미만, 보다 특히 0.20 ㎤/g 미만, 보다 더 특히 0.18 ㎤/g 미만의 총 기공 부피를 가질 수 있다.
[0041] 특히, 입자는 공기 중 10% H2O의 대기 하에서, 건조 및 1100℃에서 12시간 동안 하소 후에, 적어도 0.01 ㎤/g, 보다 특히 적어도 0.02 ㎤/g, 보다 더 특히 적어도 0.03 ㎤/g의 총 기공 부피를 가질 수 있다. 보다 특히, 입자는 공기 중 10% H2O의 대기 하에서, 건조 및 1100℃에서 12시간 동안 하소 후에, 0.70 ㎤/g 미만, 보다 더 특히 0.60 ㎤/g 미만, 보다 특히 0.50 ㎤/g 미만의 총 기공 부피를 가질 수 있다. 분산액이 0.1 중량% 이하의 Al2O3을 포함할 때, 입자는 공기 중 10% H2O의 대기 하에서, 건조 및 1100℃에서 12시간 동안 하소 후에, 0.35 ㎤/g 미만, 보다 더 특히 0.20 ㎤/g 미만, 보다 특히 0.15 ㎤/g 미만, 보다 더 특히 0.12 ㎤/g 미만의 총 기공 부피를 가질 수 있다.
[0042] 특히, 입자는 건조 및 550℃에서 2시간 동안 하소 후에, 적어도 2 nm, 보다 특히 적어도 3 nm, 보다 더 특히 적어도 4 nm의 결정립 크기를 가질 수 있다. 보다 특히, 입자는 건조 및 550℃에서 2시간 동안 하소 후에, 12 nm 미만, 보다 더 특히 10 nm 미만, 보다 특히 9 nm 미만의 결정립 크기를 가질 수 있다. 보다 특히, 결정립 크기는 XRD에 의해 및 쉐러 방정식을 이용하여 측정될 수 있다.
[0043] 특히, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 적어도 5 nm, 보다 특히 적어도 8 nm, 보다 더 특히 적어도 10 nm의 결정립 크기를 가질 수 있다. 보다 특히, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 25 nm 미만, 보다 더 특히 23 nm 미만, 보다 특히 22 nm 미만의 결정립 크기를 가질 수 있다.
[0044] 특히, 입자는 공기 중 10% H2O의 대기 하에서, 건조 및 1100℃에서 12시간 동안 하소 후에, 적어도 15 nm, 보다 특히 적어도 17 nm, 보다 더 특히 적어도 18 nm의 결정립 크기를 가질 수 있다. 보다 특히, 입자는 공기 중 10% H2O의 대기 하에서, 건조 및 1100℃에서 12시간 동안 하소 후에, 35 nm 미만, 보다 더 특히 32 nm 미만, 보다 특히 30 nm 미만의 결정립 크기를 가질 수 있다.
[0045] 특히, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 적어도 500℃, 보다 특히 적어도 550℃, 보다 더 특히 적어도 570℃의 Tmax를 가질 수 있다. 보다 특히, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 700℃ 미만, 보다 더 특히 650℃ 미만, 보다 특히 625℃ 미만의 Tmax를 가질 수 있다. 본 발명의 맥락에서, Tmax는 최대 H2-환원율의 온도를 지칭하기 위해 이용된다. 특히, Tmax는 H2-TPR에 의해 측정될 수 있다.
[0046] 특히, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 적어도 50%, 보다 특히 적어도 60%, 보다 더 특히 적어도 65%의 CeO2 감소 효율을 가질 수 있다. 보다 특히, CeO2 감소 효율은 H2-TPR에 의해 측정될 수 있다.
[0047] 특히, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 적어도 400 μmolO2/gCeO2, 보다 특히 적어도 500 μmolO2/gCeO2, 보다 더 특히 적어도 550 μmolO2/gCeO2의 OSC를 가질 수 있다. 보다 특히, 입자는 건조 및 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 1200 μmolO2/gCeO2 미만, 보다 특히 1100 μmolO2/gCeO2 미만, 보다 더 특히 1000 μmolO2/gCeO2 미만의 OSC를 가질 수 있다. 보다 특히, 산소 저장 용량(oxygen storage capacity; OSC)은 200℃에서 O2-펄스에 의해 측정될 수 있다.
[0048] 추가 구체예에서, 본 발명은 상기에 규정된 바와 같은 분산액 또는 상술된 바와 같은 입자로 코팅된 기판에 관한 것이다. 특히, 기판은 세라믹 또는 금속, 보다 특히, 세라믹을 포함할 수 있다. 보다 특히, 세라믹은 탄화규소, 코오디어라이트, 또는 알루미늄 티타네이트일 수 있다. 보다 특히, 기판은 필터 형태일 수 있다. 특히, 기판은 기판 1 리터 부피 당 적어도 100 g의 입자를 포함할 수 있다.
[0049] 특히, 상기에서 규정된 바와 같은 분산액으로 코팅된 필터는 2 내지 0.1 ㎛의 범위에서 0.065 ml/g 이하, 보다 특히 0.060 ml/g 이하, 보다 더 특히 0.050 ml/g 이하의 기공 부피를 가질 수 있다. 보다 특히, 기공 부피는 수은 압입법에 의해 측정될 수 있다.
[0050] 본 발명의 추가 양태에 따르면, 상술된 분산액을 건조시킴으로써 얻어질 수 있는 고형물이 제공된다. 특히, 고형물은 금속 옥사이드를 포함할 수 있다. 보다 특히, 건조는 110℃에서 일정한 질량이 될때까지 수행될 수 있다.
[0051] 추가 구체예에서, 본 발명은 기판을 코팅하는 방법으로서,
(a) 기판에 상기에 규정된 바와 같은 분산액을 적용하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
[0052] 보다 특히, 기판은 상기에 규정된 바와 같은 것일 수 있다. 특히, 적용하는 단계는 딥-코팅, 진공 흡입 또는 가압에 의해 수행될 수 있다. 일부 구체예에서, 분산액은 어떠한 추가 성분들을 포함하지 않고 적용될 수 있다. 대안적으로, 단계 (a) 전에, 본 방법은 분산액을 알루미나, 백금족 금속(PGM) 및 프로모터(즉, 촉매 활성을 증진시킴)와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 적합한 프로모터는 전이 금속, II족 금속(예를 들어, Sr 및 Ba), 희토류 금속, 및 이들의 염을 포함한다. 보다 특히, 단계 (a) 후에, 본 방법은 추가적으로, (b) 기판을 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 본 방법은 추가적으로, 단계 (a) 후에, 및 단계 (b)가 사용되는 경우에, 단계 (b) 후에, (c) 기판을 하소시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 하소는 450 내지 700℃, 보다 특히 475 내지 650℃, 보다 더 특히 500 내지 600℃, 보다 특히 약 550℃에서 수행될 수 있다.
[0053] 본 발명은 하기 도면을 참조하여 추가로 기술될 것이며, 이러한 도면은 청구되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
도 1은 실시예 6b의 입자의 투과 전자 현미경(TEM) 이미지를 도시한 것이다.
도 2는 110℃에서 건조된 실시예 6b, 및 비교예 1 및 2의 입자에 대한 XRD 트레이스(trace)를 도시한 것이다.
도 3은 실시예 12의 입자의 TEM 이미지를 도시한 것이다.
도 4는 실시예 14의 입자의 TEM 이미지를 도시한 것이다.
도 5는 실시예 3, 실시예 6b, 실시예 12, 비교예 3 및 비교예 12의 분산액을 사용하여 코팅된 코오디어라이트 필터 샘플뿐만 아니라 블랭크(즉, 코팅되지 않은) 필터에 대한 수은 기공 측정법 트레이스를 도시한 것이다.
[0054] 실시예
[0055] 실시예 1 내지 8 및 11: 40℃ 미만의 온도에서 10% 소듐 하이드록사이드를 사용하여, 물 및 황산의 존재 하에서 지르코늄 옥시클로라이드와 금속 니트레이트 용액의 혼합물(각각은 금속 옥사이드로서 20 중량%의 농도를 가짐, 즉, 부피는 용액 농도가 6.4%인 Fe를 제외하고, 표 1에 나타낸 조성물 타겟으로부터 계산됨)(Zr:SO4 몰 비율 0.42 내지 0.70)로부터 침전시킴으로써 혼합된 금속 하이드록사이드(하기 표 1에 명시된 바와 같은 옥사이드들의 비율을 포함함)를 제조하였다. 이후에, 얻어진 혼합된 금속 하이드록사이드를 처리하여 입자 크기를 감소시키고 잔류 불순물을 제거하였다. 이는 탈이온수 중에서 슬러리를 형성하는 단계, 60℃ 초과에서 가열시키는 단계, 고에너지 교반 단계, 30% 질산을 사용하여 pH를 9 미만으로 감소시키는 단계, 여과 단계 및 2 리터/kg 초과의 탈이온수로 세척하는 단계를 포함하였다. 이후에, 최종 슬러리 농도를 탈이온수로 조정하였다. 이는 표 2에 나타낸 농도 및 입자 크기 특성을 갖는 분산액을 형성하였다. 실시예 1 내지 8은 지르코니아-세리아 기반 분산액이며, 실시예 11은 (비-세리아) 희토류-지르코니아 기반 분산액이다.
[0056] 실시예 9: 알루미늄 설페이트(Acorn Chemicals, 8 중량% Al2O3)의 용액을 필요한 양의 지르코늄 옥시클로라이드 및 이트륨 니트레이트 용액(각각은 금속 옥사이드로서 20 중량%의 농도를 가짐, 즉, 부피는 표 1에 나타낸 조성물 타겟으로부터 계산됨)과 혼합하였다. 이러한 용액을, 약 90분의 기간에 걸쳐 pH를 약 9로 유지하면서, 60 내지 65℃의 온도에서 27% 소듐 하이드록사이드 용액으로 (잘 교반하면서) 적정하였다. 이후에, pH를 약 10.5까지 증가시키고, 45분 동안 교반하고, 이후에, 여과하고, 탈이온수로 세척하였다. 이후에, 얻어진 혼합된 금속 하이드록사이드를 처리하여 입자 크기를 감소시키고 잔류 불순물을 제거하였다. 이는 탈이온수 중에 슬러리를 형성시키는 단계, 60℃ 초과에서 가열하는 단계, 고에너지 교반 단계, 30% 질산을 사용하여 pH를 9 미만으로 감소시키는 단계, 여과 단계, 및 2 리터/kg 초과의 탈이온수로 세척하는 단계를 포함하였다. 이후에, 최종 슬러리 농도를 탈이온수로 조정하여 표 2에 나타낸 농도 및 입자 크기 특성을 갖는 분산액을 제공하였다.
[0057] 실시예 10: 알루미늄 설페이트(Acorn Chemicals, 8 중량% Al2O3)의 용액을, 약 90분의 기간에 걸쳐 pH를 약 9로 유지하면서, 60 내지 65℃의 온도에서 27% 소듐 하이드록사이드 용액으로 (잘 교반하면서) 적정하였다. 이후에, pH를 약 10.5까지 증가시키고, 45분 동안 교반하고, 이후에, 여과하고, 탈이온수로 세척하였다. 얻어진 습윤 케이크를 탈이온수 중에 재슬러리화하고, 소듐 실리케이트 용액(표 2에 개략된 조성을 제공하기에 충분한 양)과 혼합하였다. 이후에, 얻어진 혼합된 금속 하이드록사이드를 처리하여 입자 크기를 감소시키고 잔류 불순물을 제거하였다. 이는 60℃ 초과에서 가열하는 단계, 고에너지 교반 단계, 30% 질산을 사용하여 pH를 9 미만으로 감소시키는 단계, 여과 단계, 및 2 리터/kg 초과의 탈이온수로 세척하는 단계를 포함하였다. 이후에, 최종 슬러리 농도를 탈이온수로 조정하여 표 2에 나타낸 농도 및 입자 크기 특성을 갖는 분산액을 제공하였다.
[0058] 실시예 12: 실시예 6b를 실시예 9와 2:1의 비로 혼합하여 이러한 샘플을 제조하였다.
[0059] 실시예 13: 실시예 6b를 알루미나 샘플과 2:1의 비로 혼합하여 이러한 샘플을 제조하였다. 실시예 9를 취하고, (공기 중 900℃/2시간) 하소하고, 이후에 재분산시키고 탈응집화함으로써 알루미나 부분을 제조하였다.
[0060] 실시예 14: 실시예 6b를 취하고, 2:1의 비로 상업적 분산 가능한 알루미나 HP14/L1(즉, 99 중량% Al2O3/1 중량% La2O3)과 혼합함으로써 이러한 샘플을 제조하였다.
[0061] 본 발명의 입자의 nm-스케일은 TEM에 의해 입증된다(도 1). 지르코니아-기반 입자 및 알루미나-기반 입자의 혼화성은 도 3 및 도 4의 TEM 이미지로부터 입증된다. 이는 CZ 타입(더 진한 독립체) 및 Al 타입(더 밝은 독립체) 둘 모두의 별개의 입자의 존재로 나타나며, 즉, 응집 효과가 관찰되지 않는다.
[0062] 비교예 1: 25℃ 미만의 온도에서 pH >9까지 10% 소듐 하이드록사이드를 사용하여 물과 황산(Zr:SO4 몰 비율 0.5)의 존재 하에서 지르코늄 옥시클로라이드와 금속 니트레이트 용액의 혼합물(각각은 금속 옥사이드로서 농도 20 중량%를 가짐, 즉, 부피는 표 1에 나타낸 조성물 타겟으로부터 계산됨)로부터 침전시킴으로써 혼합된 금속 하이드록사이드(하기 표 1에 명시된 바와 같은 옥사이드의 비율을 포함함)를 제조하였다. 이후에, 얻어진 침전물을 여과하고 세척하여 잔류 불순물을 제거하고, 이후에, 탈이온수 중에 재슬러리화하여 최종 생성물을 제공하였다. 이는 표 2에 나타낸 농도 및 입자 크기 특성을 갖는 분산액을 형성하였다.
[0063] 비교예 2: 표 1에 개략된 조성을 갖는 것을 제외하고, 특허 EP144036B1호 실시예 3에 기술된 방법에 따라 이러한 것을 제조하였다. 기술된 입자 크기 분포를 달성하기 위해 건식-밀링 기술을 이용하여 최종 옥사이드 생성물을 탈응집화하였다.
[0064] 비교예 3: 표 2에 개략된 바와 같이 입자 크기 분포를 제공하기 위해, 최종 옥사이드를 탈응집화하는 데 습식-밀링 기술을 이용하는 것을 제외하고, 비교예 2와 같이 이러한 샘플을 제조하였다.
[0065] 비교예 4: 표 2에 개략된 바와 같은 조성 및 최종 건식-밀링된 입자 크기 분포를 갖는 것을 제외하고, 비교예 2와 같이 이러한 샘플을 제조하였다.
[0066] 비교예 5: 비교예 2를, 실시예 9를 취하고 (공기 중 900℃/2시간) 하소시키고 이후에 습식-밀링시킴으로써 제조된 알루미나 성분과 2:1 비로 혼합함으로써 이러한 샘플을 제조하였다.
[0067] 비교예 6: 비교예 2를 상업적 등급 SCFa-145/L4(즉, 96 중량% Al2O3/4 중량% La2O3)와 2:1의 비로 혼합함으로써 이러한 샘플을 제조하였다.
표 1
Figure pct00001
[0068] 옥사이드 농도
[0069] 각 분산액의 작은 부분을 도가니에 정확하게 계량하고, 이를 실온에서 1000℃까지 서서히 상승시키고, 이후에 1000℃에서 1시간 동안 유지시키고, 이후에, 300℃ 미만까지 냉각시켰다. 이후에, 각 샘플을 건조기에 배치시키고, 실온까지 냉각시키고, 이후에, 계량하였다. 옥사이드 농도(또는 고형물 함량)를 하기 방정식을 통해 획득하였다:
분산액의 고형물 % = (샘플의 하소된 중량(g)/샘플의 초기 중량(g))×100
[0070] 입자 크기(DLS)
[0071] 입자 크기 측정을 파장 633 nm의 적색 레이저를 이용하는, Malvern Zetasizer Nano ZS 기기, 모델 ZEN3600을 이용하여 수행하였다. 각 샘플을 먼저, 탈이온수를 사용하여 0.5 중량%로 희석하였다. 이후에, 1 ml의 묽은 샘플을 DTS0012 일회용 큐벳에 배치하였다. 큐벳을 기기에 로딩하고, 25℃로 평형을 유지하였다. 표준 작동 절차(standard operating procedure; SOP)를 하기 파라미터 설정으로 생성하였다: 물질 굴절률 2.20, 및 0.01 단위의 물질 흡수 값. 분산제 굴절률(이러한 경우, 연속상, 즉, 물)은 1.33이며, 분산제 점도는 0.8872 cP이었다. 입자 크기의 최상의 측정을 얻기 위해, 기기를 레이저 위치 및 감쇠기 설정을 자동적으로 조정하도록 설정하였다. 173°의 후방산란 각도를 이용하였다. 동적 광산란(DLS)의 방법을 이용하여 입자 크기를 계산하였다. 측정 사이에 큐벳을 뒤집으면서 총 3회 측정을 수행하였다. 이후에, 3회 측정을 평균화하여 최종 입자 크기 결과를 제공하였다. Z-평균 크기 또는 누적 평균은 세기 분포로부터 계산된 평균이며, 계산은 모노-모달, 모노-분산 또는 구형이라는 가정을 기초로 한 것이다. 다분산도 지수(PDI)는 입자 크기 분포의 폭의 측정치이고, 세기 분포의 누적 분석에서 Z-평균 크기와 함께 계산된다. PDI의 제곱근을 획득하고, 이를 Z-평균과 곱함으로써 PDI 폭이 계산된다. Z-평균 크기, 다분산도 지수 및 PDI 폭에 대한 계산은 ISO 22412:2017 "Particle size analysis - by Dynamic Light Scattering(DLS)"에서 정의된 것이다.
[0072] 입자 크기(레이저 회절)
[0073] 부피 기준 입자 크기 측정을 Microtrac X100 기기를 이용하여 수행하였다. 샘플을 초기에 탈이온수 중에서 분산/희석시키고, 이후에, 기기에 도입하였다. 기기는 2.5×10-5 중량%의 농도의 폴리아크릴레이트 분산제를 함유한 탈이온수의 재순환된 흐름을 이용한다. 측정 전에 초음파 처리(60초 동안 40W)를 적용하였다.
[0074] 점도 측정
[0075] 점도 측정을 DIN 53019 동축 실린더(30 mm 직경)을 이용하여 수집하고, 20 ml의 샘플을 로딩하였다. 각 샘플을 22℃ ± 5℃의 온도 범위에서 시험하였다. 측정을 Bohlin Visco 88 점도계를 이용하여 수행하였다. 500 s-1 전단율에서 10회의 측정을 수행하였으며, 평균을 계산하였다. 이러한 절차를 수용시 샘플(즉, 어떠한 희석도 없음)에 대해 수행하였다.
표 2
Figure pct00002
[0076] 고형물 샘플 특징분석
[0077] 일정한 질량을 얻기 위해 건조된 샘플을 110℃에서 밤새 방치시켰다. 이후에, 표면적 및 총 기공 부피 측정을 Micromeritics TriStar 3020 분석기에서 -196℃에서 액체 질소 흡착에 의해 수행하였다. 건조된 샘플을 진공 하, 90℃에서 30분 동안 탈기시키고, 이후에, 분석을 수행하였으며, 에이징된 샘플에 대하여, 진공 하, 300℃에서 3시간 동안 탈기시켰다.
[0078] 건조된 물질에 대한 LOI(점화 손실)를, 수성 분산액 자체보다는 건조된 물질의 샘플을 도가니 내에 정확하게 계량한 것을 제외하고, 상기 "옥사이드 농도" 시험에서 개략된 바와 같이 측정하였다.
[0079] 표면적: 표면적을 BET 다중점 측정법을 이용하여 측정하였다. 총 기공 부피: 기공 부피 측정을 p/p° = 0.9814에서 탈착 동안 수행하였다. 표면적 및 총 기공 부피 둘 모두를 소정 범위의 하소 조건(시간, 온도 및 고기 또는 열수(HT) 처리 하)에서 처리된 샘플에 대해 측정하였다. 표면적 결과는 표 5에 나타나 있으며, 총 기공 부피 데이터는 표 6에 나타나 있다.
표 3
Figure pct00003
[0080] 550℃에서 2시간 동안(사용/적용 조건에서 통상적임) 하소 후의 분말을 불순물 함량에 대해 시험하였다. 본 발명의 맥락에서, 이러한 방식으로 하소된 분말은 "플레쉬(fresh)"로 지칭된다. 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
표 4
Figure pct00004
표 5
Figure pct00005
표 6
Figure pct00006
[0081] 결정립 크기 측정을 또한 수행하였다. 물질의 분말 XRD 결정학적 위상 분석을 Bruker D8 Advance X-선 확산 시스템(Diffrac. EVA 소프트웨어, Bragg-Brentano 기하학적 구조, LYNXEYE 검출기, 10° 내지 70°의 2θ 범위의 Cu 방사선(λ = 1.5418Å), 스텝 당 0.015°, 스텝 당 시간 0.2 s, 0.02 mm Ni 필터, 인가된 출력 40 mV/40 mA)에서 수행하였다. 결정립 크기 측정을 다시 소정 범위의 하소 조건 하에서, (111) 밀러 지수로서 일반적으로 허용되는, 약 29.5°2θ에서의 피크를 이용하여, 쉐러 방법(K=0.9)을 통해 수행하였으며, 결과는 하기 표 7에 나타내었다. 예시적인 XRD 트레이스, 예를 들어, 6b 및 비교예 1 및 2는 도 2에 도시되어 있다.
표 7
Figure pct00007
[0082] 코팅된 기판의 수은 압입법
[0083] 표 8에 개략된 샘플을 고다공성 코오디어라이트 기판(EHC Teknik ab로부터 획득된 베어 필터 기판, 80×100 mm, 300 cpsi; 이로부터 20 mm 직경의 코어를 절단하여, 각각이 동일한 수의 활성 채널을 가지고 이러한 채널이 모두 손상되지 않게 함) 상에 딥 코팅하였다. (슬러리를 제조하기 위해 필요한 물에 추가하여) 바인더로서 약 5% 지르코늄 옥시니트레이트를 첨가한 비교예 2를 제외하고, 어떠한 다른 성분들도 첨가하지 않고 샘플을 코팅하였다. 코팅 후에, 샘플을 550℃에서 하소시켰다.
[0084] 수은 기공 측정법을 Micromeritics Autopore V 기기 모델 9620을 이용하여 수행하였다. 샘플을 분석 직전에 동적 진공 하 100℃에서 120분 동안 탈기시켰다. 대략 0.4 g의 코팅된 샘플 또는 0.35 g의 코팅되지 않은 샘플을 분석하도록, 고체 샘플의 단일 조각들을 대략 5 mm×5 mm×20 mm의 치수로 절단하였다. 저압 분석을 10초 평형 시간과 함께 충전 압력(0.3 psia) 내지 40 psia에서 수행하였다. 침입 부피를 < 30 인가된 압력에서 측정하였다. 고압 분석을 10초 평형 시간 및 예상되는 수은 침입의 압력 영역에서 0.01 mL/g의 최대 침입 부피 한계와 함께 40 psia 내지 60,000 psia에서 수행하였다. 침입 부피를 < 60 인가된 압력에서 측정하였다. 적용된 전진 수은 접촉각은 140°이었으며, 수은 표면 장력은 480 dynes/cm이었다.
표 8
Figure pct00008
도 5의 수은 기공 측정법 트레이스는 비교예의 경우 약 2 내지 0.1 ㎛ 범위의 기공률의 형성을 명확하게 나타내는데, 이는 물품을 통한 가스의 흐름을 제한하는 경향이 있을 것이다. 이러한 범위의 기공률은 본 발명의 실시예에서 훨씬 더 낮다.
[0085] 코팅된 기판의 역압 시험
[0086] 탄화규소 필터 샘플(EHC Teknik ab로부터, 외부 스킨을 갖는 사전 제조된 코어-크기 조각으로서 획득됨, 25×76 mm, 200 cps)을 상술된 바와 동일한 코팅 방법을 이용하여, 표 9에 개략된 샘플로 코팅하였다. 실시예 8을 추가 성분들 없이 코팅하였지만, 비교예 4는 (슬러리를 생성하기 위해 필요한 물에 추가하여) 바인더로서 약 5% 지르코늄 옥시니트레이트가 첨가되었다.
[0087] 필터 샘플을 실리콘 실런트를 사용하여 유리 튜브에 고정시키고, 이후에, 질소를 다양한 유량으로 통과시켰으며, 유입구 측면 및 유출구 측면 둘 모두에서 압력을 기록하였다.
표 9
Figure pct00009
[0088] 상기 표에서 △P는 필터를 가로지르는 차압(즉, 유입구 압력 - 유출구 압력)이다. 이에 따라, 블랭크(즉, 코팅되지 않은) 필터의 경우에도, 이는 6 kPa이다. 이는 본 발명의 샘플의 경우에 8 kPa까지 증가한다. 그러나, △P는 블랭크 필터에 비해 50% 더 높고, 즉, 비교예의 경우, 9 kPa이다.
[0089] 투과 전자 현미경(TEM)
[0090] TEM 분석을 1 ml의 분산액을 취하고 순수(pure water) 중에서 100 ml까지 희석하는 것을 포함하는 샘플 제조를 이용하여 수행하였다. 이후에, 이러한 샘플을 초음파 처리하였다(40 W/5분). 그 후에, 1 ml의 이러한 샘플을 메탄올 중에 10 ml까지 희석하고, 이후에 추가로 초음파 처리하였다(40 W/5분). 최종적으로, 1 방울의 이러한 샘플을 마이크로피펫을 통해 콜로디온 막을 갖는 메시 상에 배치하고, 이후에, 자연적으로 건조시켰다.
[0091] 레독스 분석
[0092] 실시예에 따라 제조된 물질을 H2 온도 프로그래밍된 감소(H2-TPR)에 의해 분석하였다. H2-TPR을 공기 중 1000℃/4시간에서의 하소 후 샘플에서 수행하였다. 샘플 크기는 80 내지 100 mg이었다. 제1 TPR을 5% H2/Ar을 사용하여 270℃ 내지 900℃, 10℃/분 기울기 속도로 수행하였다. 이후에, 각 샘플을 20% O2/He 중에서 500℃에서 30분 동안 재산화시켰다. 이후에, 각 샘플을 20% O2/He 중에서 290℃까지 냉각시키고, 이후에, 흐르는 Ar 하에서 240℃까지 추가로 냉각시켰다. 제2 TPR을 5% H2/Ar을 사용하여 240℃ 내지 850℃, 10℃/분 기울기 속도로 수행하였다. 반응(H2-흡수)을 열전도성 검출기(Thermal Conductivity Detector; TCD)에 의해 모니터링하였다. 결과를 CuO 참조물에 대해 정규화/보정하였다. 결과는 하기 표 10에 나타내었다.
표 10
Figure pct00010
[0093] 실시예에 따라 제조된 물질을 O2-펄스 산소 저장 용량(OSC)에 의해 분석하였다. O2-펄스 OSC를 공기 중 1000℃/4시간에서 에이징 후 및 상술된 2회의 연속 H2-TRP(플러스 100℃에서의 초기 재산화) 후에 샘플에 대해 수행하였다. 각 샘플(80 내지 100 mg)을 5% H2/Ar 중, 600℃에서 30분 동안 사전-환원시켰다. 이후에, 각 샘플을 흐르는 Ar 하에서 T반응(표 15에서 언급된 바와 같이, 100℃ 또는 200℃)까지 냉각시켰다. 이후에, 20% O2/He(527 ㎕)의 펄스를 30 ml/분으로 흐르는 He 캐리어 스트림에 주기적으로 주입하였다. 반응(O2-흡수)을 TCD에 의해 모니터링하였다. 결과는 하기 표 11에 나타내었으며, 이는 Ce-정규화된 값(즉, CeO2 그램 당 OSC)을 포함하였다.
표 11
Figure pct00011
[0094] 실시예에 따라 제조된 물질에 1 중량% 양의 Pd를 로딩하고(팔라듐 니트레이트를 사용하여 함침시킴), 이후에 H2-펄스 OSC에 의해 분석하였다. H2-펄스 OSC를 1100℃/12시간(흐르는 공기 중 10% H2O)에서 열수 에이징 후 샘플에 대해 수행하였다. 시험을 다중-시퀀스 분석의 일부로서 수행하였고, 상술된 H2-TPR 시험이 선행되었다. 각 샘플을 먼저 사전-산화시키고(20% O2/He 중에서 500℃/30분), 이후에 이러한 20% O2/He 가스 믹스 중에서 250℃까지 냉각시켰다. 이후에, 각 샘플을 흐르는 Ar 하에서 T반응(100℃ 또는 150℃)까지 추가로 냉각시켰다. 이후에, 100% H2의 527 ㎕ 펄스를 50 ml/분으로 Ar 캐리어 스트림에 주기적으로 주입하였다. 반응(H2-흡수)을 TCD에 의해 모니터링하였다. 결과는 하기 표 12(100℃) 및 표 13(150℃)에 나타내었다.
표 12
Figure pct00012
표 13
Figure pct00013
[0095] 이후에, 실시예에 따라 제조된 물질에 0.1 중량% 양의 Rh를 로딩하고(로듐 니트레이트를 사용하여 함침시킴), 이후에 H2-펄스 OSC에 의해 분석하였다. H2-펄스 OSC를 1100℃/12시간(흐르는 공기 중 10% H2O)에서의 열수 에이징 후 샘플에 대해 수행하였다. 시험을, 반응 온도(105℃ 또는 150℃), 및 펄스에서 H2 농도가 0.1 중량% Rh-로딩된 샘플에 대해 50%인 것을 제외하고, 1 중량% Pd-로딩된 샘플에 대해 기술된 바와 같이 수행하였다. 결과는 하기 표 14(105℃) 표 15(150℃)에 나타내었다.
표 14
Figure pct00014
표 15
Figure pct00015

Claims (18)

  1. 입자의 수성 분산액으로서, 상기 분산액은 10 내지 70 중량%의 입자 함량을 가지며, 상기 입자는 옥사이드 기준으로,
    (a) 총 10 내지 98 중량%의 ZrO2 + HfO2, 및
    (b) 총 2 내지 90 중량%의 Al2O3, CeO2, La2O3, Nd2O3, Pr6O11, Y2O3, 또는 전이금속 옥사이드를 포함하며,
    상기 분산액은 100 내지 350 nm의 Z-평균 입자 크기를 가지며, 상기 입자는 1 내지 9 nm의 결정립 크기를 갖는, 입자의 수성 분산액.
  2. 제1항에 있어서, 입자가 옥사이드 기준으로,
    (a) 총 10 내지 98 중량%의 ZrO2 + HfO2,
    (b) 2 내지 90 중량%의 CeO2,
    (c) 총 0 내지 30 중량%의 La2O3, Nd2O3, Pr6O11, Y2O3, 또는 전이금속 옥사이드, 및
    (d) 0 내지 88 중량%의 Al2O3을 포함하는, 입자의 수성 분산액.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 입자가 옥사이드를 기준으로, 총 25 내지 80 중량%의 ZrO2 및 HfO2를 포함하는, 입자의 수성 분산액.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 지르코니아-세리아 입자가 옥사이드를 기준으로, 10 내지 80 중량%의 CeO2를 포함하는, 입자의 수성 분산액.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 지르코니아-세리아 입자가 옥사이드를 기준으로, 총 0 내지 25 중량%의 La2O3, Nd2O3, Pr6O11, Y2O3, 및 전이금속 옥사이드를 포함하는, 입자의 수성 분산액.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 분산액이 10 내지 45 중량%의 입자 함량을 갖는, 입자의 수성 분산액.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 분산액이 옥사이드를 기준으로, 적어도 50 중량%의 Al2O3을 포함하는 입자를 추가적으로 포함하는, 입자의 수성 분산액.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 분산액이 0.15 내지 0.35의 다분산도 지수를 갖는, 입자의 수성 분산액.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 분산액이 100 내지 300 nm의 Z-평균 입자 크기를 갖는, 입자의 수성 분산액.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 입자가 5 내지 15 중량%의 점화 손실(loss on ignition)을 갖는, 입자의 수성 분산액.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 분산액이 3 내지 9의 pH를 갖는, 입자의 수성 분산액.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 분산액이 1 내지 1000 cPs의 동적 점도를 갖는, 입자의 수성 분산액.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 입자가 2 내지 8 nm의 결정립 크기를 갖는, 입자의 수성 분산액.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 분산액이 150 ppm 미만의 Cl을 포함하는, 입자의 수성 분산액.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 입자가 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 적어도 50%의 CeO2 감소 효율을 갖는, 입자의 수성 분산액.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 입자가 1000℃에서 4시간 동안 하소 후에, 적어도 400 μmolO2/gCeO2의 OSC를 갖는, 입자의 수성 분산액.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 입자의 수성 분산액으로 코팅된 기판.
  18. 제21항에 따른 입자의 수성 분산액으로 코팅된 기판으로서, 상기 기판은 2-0.1 ㎛ 범위에서 0.065 ml/g 이하의 기공 부피를 갖는 필터인, 기판.
KR1020217028218A 2019-02-05 2019-12-02 필터 기판을 코팅하는 데 사용하기 위한 지르코니아 기반 수성 np-분산액 KR20210115047A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1901560.1 2019-02-05
GBGB1901560.1A GB201901560D0 (en) 2019-02-05 2019-02-05 Zirconium based dispersion for use in coating filters
PCT/GB2019/053405 WO2020161459A1 (en) 2019-02-05 2019-12-02 Zirconia-based aqueous np-dispersion for use in coating filter substrates

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210115047A true KR20210115047A (ko) 2021-09-24

Family

ID=65997003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217028218A KR20210115047A (ko) 2019-02-05 2019-12-02 필터 기판을 코팅하는 데 사용하기 위한 지르코니아 기반 수성 np-분산액

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11980869B2 (ko)
EP (1) EP3720599A1 (ko)
JP (1) JP7128361B2 (ko)
KR (1) KR20210115047A (ko)
CN (1) CN113348034A (ko)
CA (1) CA3125854A1 (ko)
GB (1) GB201901560D0 (ko)
MX (1) MX2021008428A (ko)
WO (1) WO2020161459A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11285467B2 (en) 2019-03-29 2022-03-29 Johnson Matthey Public Limited Company Catalyst article and the use thereof for filtering fine particles
CN110124659B (zh) * 2019-06-20 2021-03-23 中自环保科技股份有限公司 一种铈锆铝基复合材料、cGPF催化剂及其制备方法
GB2614663A (en) 2020-09-29 2023-07-12 Johnson Matthey Plc A catalyst article and the use thereof for filtering fine particles
JPWO2022172584A1 (ko) * 2021-02-09 2022-08-18

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3343396A1 (de) 1983-11-30 1985-06-05 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Verfahren zum dekontaminieren metallischer komponenten einer kerntechnischen anlage
US4714694A (en) * 1986-06-30 1987-12-22 Engelhard Corporation Aluminum-stabilized ceria catalyst compositions, and methods of making the same
US5427601A (en) * 1990-11-29 1995-06-27 Ngk Insulators, Ltd. Sintered metal bodies and manufacturing method therefor
US5582785A (en) * 1993-06-21 1996-12-10 Santoku Metal Industry Co., Ltd. Method for preparing composite oxide having oxygen absorbing and desorbing capability
JP3505235B2 (ja) 1994-10-05 2004-03-08 株式会社三徳 酸素吸収・放出能を有する複合酸化物
JP4094689B2 (ja) * 1996-04-05 2008-06-04 阿南化成株式会社 酸素吸収放出能を有する複合酸化物の製造法
US5948723A (en) * 1996-09-04 1999-09-07 Engelhard Corporation Layered catalyst composite
US6248688B1 (en) * 1996-09-27 2001-06-19 Engelhard Corporation Catalyst composition containing oxygen storage components
US5898014A (en) * 1996-09-27 1999-04-27 Engelhard Corporation Catalyst composition containing oxygen storage components
JP4053623B2 (ja) * 1996-12-27 2008-02-27 阿南化成株式会社 ジルコニウム−セリウム系複合酸化物及びその製造方法
GB9805815D0 (en) 1998-03-19 1998-05-13 Johnson Matthey Plc Manufacturing process
JP4029233B2 (ja) * 1998-05-11 2008-01-09 第一稀元素化学工業株式会社 セリウム−ジルコニウム系複合酸化物及びその製造方法ならびに排ガス浄化用触媒材料
US6492297B1 (en) * 2000-09-15 2002-12-10 Engelhard Corporation Catalyst composition for purifying exhaust gas
FR2834978B1 (fr) * 2002-01-21 2004-04-09 Rhodia Elect & Catalysis Materiaux mesostructures integrant des particules cristallines nanometriques comprenant un metal en solution solide au sein de leur reseau cristallin
US20060233691A1 (en) * 2005-03-28 2006-10-19 Vanderspurt Thomas H Durable catalyst for processing carbonaceous fuel, and the method of making
US20030186805A1 (en) * 2002-03-28 2003-10-02 Vanderspurt Thomas Henry Ceria-based mixed-metal oxide structure, including method of making and use
US7871957B2 (en) * 2002-03-28 2011-01-18 Utc Power Corporation Catalyst support of mixed cerium zirconium titanium oxide, including use and method of making
US7037875B2 (en) * 2003-04-04 2006-05-02 Engelhard Corporation Catalyst support
DE102004040548A1 (de) 2004-08-21 2006-02-23 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zum Beschichten eines Wandflußfilters mit feinteiligen Feststoffen und damit erhaltenes Partikelfilter und seine Verwendung
JP4696767B2 (ja) 2004-08-30 2011-06-08 株式会社豊田中央研究所 複合金属酸化物多孔体の製造方法
DE102004061697A1 (de) 2004-12-22 2006-07-06 Degussa Ag Dispersion von Zirkondioxid und Zirkon-Mischoxid
FR2882749B1 (fr) 2005-03-01 2007-04-27 Saint Gobain Ct Recherches Bille frittee a base de zircone et d'oxyde de cerium
FR2885308B1 (fr) 2005-05-04 2007-07-06 Eastman Kodak Co Procede pour maintenir l'etat de dispersion d'une solution colloidale de particules d'oxyde metallique
FR2886636B1 (fr) * 2005-06-02 2007-08-03 Inst Francais Du Petrole Materiau inorganique presentant des nanoparticules metalliques piegees dans une matrice mesostructuree
JP4582789B2 (ja) 2005-07-25 2010-11-17 多木化学株式会社 セリア−ジルコニア固溶体ゾル及びその製造方法
KR100989269B1 (ko) * 2005-11-01 2010-10-20 르노 에스.아.에스. 배기 가스 정화용 촉매 및 그 제조 방법
JP2007268470A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Mazda Motor Corp 触媒材の製造方法、触媒材及びそれを用いた排気ガス浄化用触媒
US8883865B2 (en) 2006-09-05 2014-11-11 Cerion Technology, Inc. Cerium-containing nanoparticles
US8455390B2 (en) * 2008-07-04 2013-06-04 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying catalyst
US8815189B2 (en) 2010-04-19 2014-08-26 Basf Corporation Gasoline engine emissions treatment systems having particulate filters
PL2635375T3 (pl) 2010-11-02 2015-06-30 Umicore Ag & Co Kg Sposób wytwarzania filtra cząstek stałych z pokryciem katalitycznym oraz filtr cząstek stałych z pokryciem katalitycznym
JP5715450B2 (ja) * 2011-03-09 2015-05-07 テイカ株式会社 窒素酸化物選択還元触媒とその製造方法
JP2013017992A (ja) * 2011-06-17 2013-01-31 Dowa Electronics Materials Co Ltd 触媒担持型ディーゼルパティキュレートフィルター、およびその製造方法
FR2982519B1 (fr) 2011-11-10 2020-02-21 Arkema France Procede de broyage de polyaryl ether cetones
JP2013203640A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Admatechs Co Ltd 複合酸化物粉末の製造方法
CA2876863A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Basf Corporation Composites of mixed metal oxides for oxygen storage
GB201302686D0 (en) * 2013-02-15 2013-04-03 Johnson Matthey Plc Filter comprising three-way catalyst
EP3188833A4 (en) * 2014-09-05 2018-05-16 BASF Corporation Titania-doped zirconia as platinum group metal support in catalysts for treatment of combustion engine exhausts streams
CN104492418B (zh) 2014-12-30 2017-02-22 四川大学 一种水介质分散铈锆氧化物纳米材料
CN104591275B (zh) 2014-12-30 2016-05-18 四川大学 水介质分散铈锆氧化物纳米材料的合成方法
EP3377220A4 (en) * 2015-11-17 2019-07-31 BASF Corporation GAS TREATMENT CATALYST
KR101770414B1 (ko) 2016-04-28 2017-09-29 서울대학교병원 세리아-지르코니아 고용체 나노입자와 세리아-지르코니아 나노복합체의 합성 및 이의 패혈증 치료제로서의 응용
JP6568046B2 (ja) * 2016-09-15 2019-08-28 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒とその製造方法
MX2019008907A (es) * 2017-01-27 2019-09-13 Basf Corp Composicion de catalizador que comprende nanoparticulas de metal del grupo del platino coloidal.

Also Published As

Publication number Publication date
US20220080393A1 (en) 2022-03-17
CA3125854A1 (en) 2020-08-13
WO2020161459A1 (en) 2020-08-13
CN113348034A (zh) 2021-09-03
GB201901560D0 (en) 2019-03-27
JP2022519448A (ja) 2022-03-24
MX2021008428A (es) 2021-09-08
EP3720599A1 (en) 2020-10-14
US11980869B2 (en) 2024-05-14
JP7128361B2 (ja) 2022-08-30
BR112021015425A2 (pt) 2021-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210115047A (ko) 필터 기판을 코팅하는 데 사용하기 위한 지르코니아 기반 수성 np-분산액
EP1894620B1 (en) Porous zirconia powder and production method of same
RU2590162C2 (ru) Способ получения композитов из оксида алюминия и смешанных оксидов церия и циркония
JP5541920B2 (ja) 担体上のナノメートル酸化セリウムで作製された高い被還元性を有する組成物、調製方法および触媒としての使用
JP5564109B2 (ja) 特有の多孔度を有する酸化セリウムおよび酸化ジルコニウムを含む組成物、この調製方法および触媒作用におけるこの使用
Pournajaf et al. Effect of surfactants on the synthesis of Al2O3–CeO2 nanocomposite using a reverse microemulsion method
EP1934384A1 (en) Coating method of metal oxide superfine particles on the surface of metal oxide and coating produced therefrom
EP2150340A2 (en) Core-shell structure, process for its production, and exhaust gas purification catalyst comprising core-shell structure
WO2019003424A1 (ja) アルミナ系複合酸化物及びその製造方法
EP1126914A1 (en) Preparation of nanocrystalline and dispersible supported metal catalysts
EP1977823B1 (en) Reforming catalyst support and method of producing the same
JP6442816B2 (ja) セリウムとジルコニウムを含む金属酸化物とその製造方法
JP6325010B2 (ja) アルミナ系複合酸化物及びその製造方法
Cui et al. Effect of surface tension on the properties of a doped CeO 2–ZrO 2 composite and its application in a Pd-only three-way catalyst
DE10205873A1 (de) Metalloxidgeträgerte Au-Katalysatoren, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
RU2796009C2 (ru) Водная np-дисперсия на основе оксида циркония для применения в покрытиях фильтрующих подложек
CA3086459A1 (en) Catalyst support comprising homogeneously distributed titanium dioxide and method for production
BR112021015425B1 (pt) Dispersão aquosa de partículas à base de zircônio e substrato revestido com a dita dispersão
EP4269351A1 (en) Composite oxide and method for producing same
Hadi et al. Effect of metals oxides loading on the modification of microstructure and phase transformation of nanocrystalline CeZrO2 synthesized using water-in-oil-microemulsion
KR20220069101A (ko) 혼합 옥사이드 나노입자의 현탁액
Zhao et al. The in situ growth of Mg–Al hydrotalcite on spherical alumina and its application as a support of a Pt-based catalyst for isobutane dehydrogenation
Chen et al. Synthesis and Characteristics of La Doped Ceria–Zirconia Composite with Uniform Nano-Crystallite Dispersion
Shah et al. Tri-component nanostructures of ceria-zirconia-nickel: Investigating the effect of calcination on microstructure
Pournajaf et al. Author's Accepted Manuscript