MX2012006989A - Metodo para formar un catalizador con movilidad inhibida del material nano-activo. - Google Patents

Abstract

Un método para formar un catalizador, que comprende: proporcionar una pluralidad de partículas de soporte y una pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad, en donde cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte está unida a su propia partícula catalítica; y la unión de la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad a la pluralidad de partículas de soporte, en donde cada partícula de soporte está separada de cada otra partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte en al menos una de las partículas inhibidoras de la movilidad, y en donde las partículas inhibidoras de la movilidad se configuran para prevenir que las partículas catalíticas se muevan de una partícula de soporte a otra partícula de soporte.

Description

METODO PARA FORMAR ÜN CATALIZADOR CON MOVILIDAD INHIBIDA DEL MATERIAL NANO-ACTIVO Campo de la Invención La presente invención se refiere al campo de los catalizadores. Más específicamente, la presente invención se refiere a un método para formar catalizadores en donde se inhibe la movilidad de las partículas catalíticas activas .

Antecedentes de la Invención Los catalizadores se utilizan para facilitar y acelerar las reacciones. En algunas aplicaciones, es deseable utilizar un material catalizar a pequeña escala, tales como partículas del nano-dimensionadas catalíticas.

Además, también algunas veces es deseable utilizar estructuras de soporte para proporcionar una sub-estructura sobre la cual pueden residir las partículas catalíticas.

En la Figura 1A, el catalizador 100 comprende una pluralidad de partículas de soporte HOa-llOd, cada una teniendo por lo menos '· una partícula catalítica correspondiente 120a-120d. Aunque las Figuras 1A-1C muestran solamente cuatro partículas de soporte 110, se contempla que el catalizador 100 puede comprender cualquier número de partículas de soporte 110. Las partículas catalíticas 120a-120d pueden ser químicamente absorbidas o unirse sobre la superficie de las partículas de soporte 110a- llOd. Sin Ref. 231734 embargo, las partículas catalíticas 120a- 120d no están permanentemente fijas a sus partículas de soporte enlazadas 110a-llOd. Más bien, son capaces de moverse de una partícula de soporte 110 a otra. Por ejemplo, las Figuras 1A-1B muestran partículas catalíticas 120b y 120c que se mueven de sus partículas de soporte respectivas 110b y llOd a partículas de soporte adyacentes noa y nod, respectivamente, de tal forma que las partículas catalíticas 120a y 120d se disponen en la partícula de soporte 110a y las partículas catalíticas 120c y 120d se disponen en la partícula de soporte llOd. En aplicaciones a alta temperatura, el movimiento de estas partículas catalíticas se magnifica. Como se muestra en la Figura 1C, como las partículas catalíticas 120b y 120d se mueven a sus partículas de soporte contiguas 110a y llOd, y empiezan a combinarse con otras partículas catalíticas 120a y 120d sobre las partículas de soporte contiguas, dando como resultado partículas catalíticas más grandes 120ab y 120cd.

Se entiende que la efectividad y la actividad del catalizador son directamente proporcionales al tamaño de las partículas catalíticas en la superficie de las partículas de soporte. Como las partículas catalíticas se combinan en grupos más grandes, el tamaño de las partículas catalíticas aumenta, el área de superficie de las partículas catalíticas disminuye, y la efectividad del catalizador se afecta perjudicialmente .

Breve Descripción de la Invención La presente invención inhibe este movimiento de partículas catalíticas y reduce su facilidad de combinación, por lo tanto minimizando su tamaño individual y maximizando su área de superficie combinada. La presente invención obtiene estos resultados al proporcionar una o más partículas inhibidoras de la movilidad entre las partículas de soporte con el fin de evitar que las partículas catalíticas se muevan de una partícula de soporte a otra.

En un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para formar un catalizador, el método comprende proporcionar una pluralidad de partículas de soporte y una pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad. Cada partícula de soporte en la pluralidad de ^partículas de soporte se une a su propia partícula catalítica. La pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad después se une a la pluralidad de partículas de soporte. Cada partícula de soporte se separa de cada otra partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte en al menos una de las partículas inhibidoras de la movilidad. Las partículas inhibidoras de la movilidad se configuran para evitar que las partículas catalíticas se muevan de una partícula de soporte a otra partícula de soporte.

En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para formar un catalizador. El método comprende proporcionar una pluralidad de partículas de soporte y una pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad. Cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte se une a su propia partícula catalítica. La pluralidad de partículas de . soporte se dispersa en un líquido de dispersión, por lo tanto formando una dispersión de las partículas de soporte. La pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad se dispersa en un líquido de dispersión, por lo tanto formando una dispersión de partículas inhibidoras de la movilidad. La dispersión de las partículas de soporte se mezcla con la dispersión de las partículas inhibidoras de la movilidad, por lo tanto formando una mezcla húmeda. La mezcla húmeda se seca en frió, por lo tanto formando una mezcla seca. La mezcla seca después se calcina, por lo tanto formando un clúster de la pluralidad de partículas de soporte y la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad. Cada partícula de soporte se separa de cada otra partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte en al menos una de las partículas que inhiben la movilidad. Las partículas inhibidoras de la movilidad se configuran para evitar que las partículas catalíticas se muevan de una partícula de soporte a otra partícula de soporte.

En aún otro aspecto de la presente invención, se proporciona un catalizador. El catalizador comprende una pluralidad de partículas de soporte. Cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte se une a su propia partícula catalítica. El catalizador también comprende una pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad unida a la pluralidad de partículas de soporte. Cada partícula de soporte se separa de cada otra partícula de soporte en la pluralidad de las partículas de soporte en al menos una de las partículas inhibidoras de la movilidad. Las partículas inhibidoras de la movilidad se configuran para evitar que las partículas catalíticas se muevan de una partícula de soporte a otra partícula de soporte.

Breve Descripción de las Figuras Las Figuras 1A-1C ilustran una modalidad de un catalizador susceptible al movimiento y a la combinación con sus partículas catalíticas.

La Figura 2 es una gráfica de flujo que ilustra una modalidad del método para formar un catalizador de acuerdo con los principios de la presente invención.

La Figura 3 ilustra una modalidad de un sistema productor de partículas de acuerdo con los principios de la presente invención.

La Figura 4 ilustra otra modalidad de un sistema para la producción, de partículas de acuerdo con los principios de la presente invención.

La Figura 5A ilustra una modalidad de una pluralidad de partículas de soporte con sus partículas catalíticas asociadas de acuerdo con los principios de la presente invención.

La Figura 5B ilustra una modalidad de una pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad de acuerdo con los principios de la presente invención.

La Figura 6A ilustra una modalidad de una dispersión de partículas de soporte con sus partículas catalíticas asociadas de acuerdo con los principios, de la presente invención.

La Figura 6B ilustra una modalidad de una dispersión de partículas inhibidoras de la movilidad de acuerdo con los principios de la presente invención.

La Figura 7 ilustra una modalidad de una mezcla de la dispersión de partículas de soporte/catalíticas de la Figura 6A y la dispersión de partículas inhibidoras de la movilidad de la Figura 6B de acuerdo con los principios de la presente invención.

La Figura 8 ilustra una modalidad de un clúster de partículas inhibidoras de la movilidad unidas entre partículas de soporte/catalíticas de acuerdo con los principios de la presente invención.

Descripción Detallada de la Invención Se presenta la siguiente descripción con el fin de permitir a un experto en la técnica hacer y utilizar la invención y se proporciona en el contexto de una solicitud de patente y su requerimiento. Varias modificaciones a las modalidades descritas serán fácilmente evidentes para el experto en la técnica y los principios genéricos de la presente pueden aplicarse a otras modalidades. De esta forma, la. presente invención no pretende estar limitada a la modalidad mostrada, sino estar de acuerdo con el alcance más amplio consistente con los principios y características descritas en la presente.

Esta descripción se refiere a ambos, partículas y polvos. Estos dos términos son equivalentes, excepto por la advertencia de que un "polvo" singular se refiere a una colección de partículas. La presente invención se puede aplicar a una amplia variedad de polvos y partículas. Los polvos que caen dentro del alcance de la presente invención pueden incluir, pero no se limitan a, cualquiera de los siguientes: (a) polvos nano-estructurados (nano-polvos) , que tienen un tamaño de grano promedio menor de 250 nanómetros y una proporción de aspecto entre uno un. millón; (b) polvos en submicras, que tienen un tamaño de grano promedio menor de una miera y una proporción de aspecto entre uno y un millón; (c) polvos ultra-finos, que tienen un tamaño de grano promedio menor de 100 mieras y una proporción de aspecto entre uno y un millón; (d) polvos finos, que tienen un tamaño de grano promedio menor de 500 mieras y una proporción de aspecto entre uno y un millón.

La Figura 2 es una gráfica que ilustra una modalidad del método 200 para formar un catalizador de acuerdo con los principios de la presente invención.

En el paso 210, se proporciona una pluralidad de partículas de soporte y una pluralidad de partículas que inhiben de la movilidad. Preferiblemente, cada partícula de soporte se une a su propia partícula catalítica diferente (es decir, una proporción de uno a uno entre las partículas de soporte y las partículas catalíticas) . Sin embargo, se contempla que algunas partículas de soporte pueden estar libres de cualquier partícula catalítica. El término "partícula de soporte/catalítica" se utiliza en esta descripción para referirse a una partícula de soporte y la partícula catalítica unida a la misma. Las partículas inhibidoras de la movilidad se configuran para evitar que las partículas catalíticas se muevan de una partícula de soporte a otra partícula de soporte. En una modalidad preferida, las partículas inhibidoras de la movilidad comprenden uno o más materiales en los cuales las partículas catalíticas no desean desplazarse o estar, por lo tanto reduciendo la movilidad de las partículas catalíticas. En una modalidad preferida, las partículas de soporte tienen una composición no catalítica, en contraste con las partículas catalíticas. A este respecto, las partículas de soporte idealmente tienen una composición química diferente que la de las partículas catalíticas. Similarmente, las partículas inhibidoras de la movilidad preferiblemente tienen una composición química no catalítica que es diferente de la de ambas, las partículas de soporte y las partículas catalíticas. Sin embargo, se contempla que las composiciones químicas de partículas pueden variar de una modalidad a otra. En una modalidad ilustrativa, las partículas de soporte comprenden o consisten de óxido de aluminio y de partículas catalíticas que comprenden o consisten de un metal del grupo de platino, tal como platino, rutenio, rodio, osmio o iridio. En algunas modalidades, las partículas inhibidoras de la movilidad comprenden o consisten de un óxido metálico (preferiblemente un óxido metálico de transición) , que incluyen, pero no se limitan, óxido de cerio, óxido de lantano, óxido de titanio. En otras modalidades, las partículas inhibidoras de la movilidad comprenden o consisten de un vidrio o una cerámica, que incluyen, pero no se limitan a, nitruro de boro, carburo de titanio, y diboro de titanio. Preferiblemente, las partículas inhibidoras de la movilidad no comprenden ningún metal precioso.

En una modalidad preferida, las partículas de soporte, las partículas del catalizador, y las partículas inhibidoras de la movilidad son nano-partículas . Preferiblemente, las partículas de soporte y las partículas inhibidoras de la movilidad tienen un diámetro máximo de 500 nanómetros y un diámetro mínimo de 1-5 nanómetros, a pesar de que las partículas del catalizador tienen un diámetro en el intervalo de 0.5-5 nanómetros. En algunas modalidades, el diámetro de las partículas de soporte y las partículas inhibidoras de la movilidad están en el intervalo de 10-15 nanómetros y el diámetro de las partículas del catalizador está en intervalo de 2-5 nanómetros. Sin embargo, se contempla que se pueden utilizar otros tamaños de partículas.

•Se contempla que la estructura de nano-escala de las partículas puede obtenerse en una variedad de formas. En una modalidad preferida, las partículas de soporte y las partículas catalíticas se evaporan en la región más caliente de la pistola de plasma. Las partículas evaporadas después se someten a una rápida extinción, causando que se condensen. Como resultado de esta evaporización y condensación, las partículas de soporte nano-dimensionadas se forman con partículas catalíticas nano-dimensionadas unidas a ellas. .

Los ejemplos de sistemas de producción de partículas que utilizan reactores de plasma para producir partículas nano-dimensionadas se describen en Solicitud de Patente de E. U. A. Serie No. 12/151,935, presentada el 8 de mayo del 2008 y titulada, "HIGHLY TURÍ3ULENT QUENCH CHAMBER", la totalidad de la cual se incorpora aquí por referencia como se establece en la presente. 'Un sistema productor de partículas 300 se presenta en la Figura 3. El sistema 300 comprende un dispositivo de suministro precursor 310 y un dispositivo de suministro de gas operativo 420 ambos acoplados de manera fluida a la cámara de producción de plasma 330 teniendo una zona de distribución de energía 335 formada ahí. La cámara de producción de plasma 330 está fluidamente acoplada a un puerto de inyección 340 y una cámara de extinción restrictiva 345, por lo tanto permitiendo que la zona del suministro de energía 335 se comunique de manera fluida con la cámara de extinción 345. Uno o más puertos 390 también permiten la comunicación del fluido de la cámara de extinción 345 con un sistema de atmósfera controlado 370 (indicado por las líneas punteadas) . La cámara de extinción 345 también está fluidamente acoplada al puerto de expulsión 365.

Generalmente, la cámara de producción de plasma 330 opera como un reactor, produciendo una salida que comprende partículas dentro de una corriente de gas. 'La producción de partículas incluye los pasos de combinación, reacción, y acondicionamiento. El gas operativo se suministra desde una fuente de gas a un reactor de plasma. Dentro del reactor de plasma, la energía se suministra al gas operativo, por lo tanto creando un plasma. Una variedad de diferentes medios pueden utilizarse para suministrar esta energía, incluyendo, pero no limitándose a, acoplamiento DC, acoplamiento capacitor, acoplamiento inductor, y acoplamiento resonante. Uno o más dispositivos de suministro de material introducen por lo menos un material, preferiblemente en la forma de polvo, en reactor de plasma. La combinación dentro del reactor de plasma del plasma y el material (s) introducido por el dispositivo (s) del suministro del material forma una mezcla altamente reactiva y energética, en donde el polvo puede evaporarse. Esta mezcla de polvo evaporado se mueve a través del reactor de plasma en la dirección del flujo del gas operativo. Según se mueve, la mezcla se enfría y se forman las partículas en la misma. La mezcla de salida aún energética, que comprende gas caliente y partículas energéticas, se emite desde el reactor de plasma.

En una modalidad ilustrativa, la cámara de producción de plasma 330 combina el material precursor (preferiblemente en la forma de polvo) suministrado desde el dispositivo de suministro precursor 310 y el gas operativo suministrado desde el dispositivo de suministro de gas operativo 320 dentro de la zona de suministro de energía 335, en donde el gas operativo se energiza para formar un plasma. El plasma se aplica al material precursor dentro de la zona del suministro de energía 235 para formar una mezcla reactiva, energizada. Esta mezcla comprende uno o más materiales en por lo menos una de la pluralidad de fases, que puede incluir vapor, gas y plasma.

La mezcla de reacción fluye desde la zona de suministro de energía 335 en la cámara de extinción restrictiva 345 a través del puerto de inyección 340. Como la mezcla caliente se mueve desde la zona de suministro de energía 335, se expande rápidamente dentro de la cámara de extinción 345 y se enfría. A pesar de que la mezcla fluye dentro de la cámara de extinción 345, los puertos 390 suministran fluido acondicionador a lo largo de sus superficies internas de la cámara de extinción 345. El fluido de acondicionamiento se combina, por lo menos en algún grado, con la mezcla, y fluye desde la cámara de extinción 345 a través del puerto de expulsión 365.

Durante un periodo inmediatamente después de entrar en la cámara de extinción 345, ocurre la formación de partículas. Además, el suministro del fluido de acondicionamiento a lo largo de las superficies internas de la cámara de extinción 345 trabaja para acondicionar la mezcla reactiva, para mantener el atrapamiento de las partículas en la misma, y para evitar que se deposite el material en las superficies internas de la cámara de extinción 345.

Aún haciendo referencia a la Figura 3, la estructura de la cámara de extinción 345 puede formarse de componentes de paredes relativamente delgadas para la disipación del calor sustancial. Por ejemplo, los componentes de paredes delgadas pueden conducir calor desde la parte interior de la cámara y radiar eL calor hacia el ambiente. La cámara de extinción 345 comprende una superficie sustancialmente cilindrica 350, una superficie de tipo cónica (frusto-cónica) 355, y una superficie anular 360 que conecta el puerto de inyección 340 con la superficie cilindrica 350. La superficie cilindrica 350, que tiene un gran diámetro con relación al tamaño del puerto de inyección 340, proporciona la adaptación para la expansión de la mezcla reactiva que ocurre después de que la mezcla fluye dentro de la cámara de extinción 345. La superficie de tipo cónica 355 se extiende desde la superficie cilindrica 350, lejos del puerto de inyección 340 y hacia- el puerto de expulsión 365. La superficie de tipo cónica 355 es lo suficientemente variable de manera uniforme para así no comprimir indebidamente el fluido que fluye a través de la cámara de extinción 345 hacia el puerto de expulsión 365.

Se emite calor sustancial, en su mayor parte en la forma de radiación, desde la mezcla después de que entra en la cámara de extinción 345. La cámara de extinción 345 preferiblemente se diseña para disipar .este calor eficientemente. Por ejemplo, las superficies en la cámara de extinción 345 preferiblemente se exponen a un aparato de enfriamiento (no mostrado) .

Aún haciendo referencia a la Figura 3, el sistema de atmósfera controlado 370 preferiblemente comprende una cámara 385 en la cual se introduce el fluido de acondicionamiento desde un depósito 375 a través de un conducto 380. El fluido de acondicionamiento preferiblemente comprende argón. Sin embargo, son igualmente preferidos otros gases relativamente pesados, inertes. Además, el mecanismo preferido para proporcionar el fluido de acondicionamiento en la cámara de extinción 345 es la formación de un diferencial de presión entre la cámara de extinción 345 y la salida 365. Tal diferencial de presión succionará el fluido de acondicionamiento en la cámara de extinción 345 a través de los puertos 390. Otros métodos menos preferidos para proporcionar el fluido de acondicionamiento incluyen, pero no se limita a, la formación de presión positiva dentro de la cámara 385.

La forma frusto-cónica de la cámara de extinción 345 puede proporcionar una cantidad modesta de turbulencia dentro de la reacción de extinción, por lo tanto promoviendo el mezclado del fluido de acondicionamiento con la mezcla reactiva, y aumentando el grado de extinción más allá de los sistemas de la técnica anterior. Sin embargo, en algunas situaciones, puede ser deseable aún un mayor aumento en el grado de extinción. Tal aumento en el grado extinción puede obtenerse creando un flujo altamente turbulento dentro de una región de la cámara de extinción en donde el fluido de acondicionamiento se mezcla con la mezcla reactiva.

La Figura 4 ilustra un sistema productor de partículas 400 con una cámara de extinción altamente turbulenta 445. El sistema 400. comprende un dispositivo de suministro precursor 410 un dispositivo de suministro de gas operativo 420 fluidamente acoplado a una cámara de producción y reacción de plasma 430, similar a la cámara de producción de plasma 330 explicada anteriormente con referencia a la Figura 3. También está acoplado un sistema de suministro de energía 425 con la cámara de producción y reacción del plasma 430. La cámara de producción y reacción del plasma 430 incluye un puerto de inyección 440 que se comunica de manera fluida con la cámara de extinción restrictiva 4.45. Uno o más puertos 490 pueden también permitir la comunicación del fluido entre la cámara de extinción 445 y un sistema de atmósfera controlada 470, similar al sistema de atmósfera controlada 370 en la Figura 3. La cámara de extinción 445 también está acoplada fluidamente con la salida 465.

En general, la cámara 430 opera como un reactor, similar a la cámara 330 en la Figura 3, produciendo una salida que comprende partículas dentro de una corriente de gas. La producción incluye los pasos básicos de combinación, reacción y acondicionamiento como se describe más adelante. El sistema combina el material precursor suministrado desde el dispositivo de suministro precursor 410 y un gas operativo suministrado desde el dispositivo de suministro de gas operativo 420 dentro de la zona de suministro de energía de la cámara 430. El sistema energiza el gas operativo en la cámara 430 utilizando energía del sistema, de suministro de energía 490, por lo tanto formando un plasma. El plasma se aplica al material precursor dentro de la cámara 430 para formar una mezcla reactiva, energizada. Esta mezcla comprende uno o más materiales en por lo menos una pluralidad de fases, que pueden incluir vapor, gas y plasma. La mezcla reactiva fluye desde la cámara de producción y reacción del plasma 430 en la cámara de extinción 445 a través de un puerto de inyección 440.

La cámara de extinción 445 preferiblemente comprende una superficie sustancialmente cilindrica 450, una superficie frusto-cónica 455, y una superficie anular 460 que conecta el puerto de inyección 440 con la superficie cilindrica 450. La superficie frusto-cónica se estrecha para acoplarse a la salida 465. La cámara de producción de reacción del plasma 430 incluye una porción extendida en el extremo en el cual está dispuesto el puerto de inyección 440. La porción extendida acorta la distancia entre el puerto de inyección 440 y la salida 465, reduciendo el volumen de la región en la cual la mezcla reactiva y el fluido de acondicionamiento se mezclarán, referida como la región de extinción. En una modalidad preferida, el puerto de inyección 440 se configura coaxialmente con la salida 465. El centro del puerto de inyección se coloca a una primera distancia di de la salida 465. El perímetro del puerto de inyección se coloca a una segunda distancia d2 de una porción de la superficie f usto-cónica 455. El puerto de inyección 440 y la superficie frusto-cónica 455 forman la región de extinción antes mencionada entre ellos. El espacio entre el perímetro del puerto de inyección 440 y la superficie frusto-cónica 455 forma un hueco entre ellos que actúa como un canal para suministrar el fluido de acondicionamiento en la región de extinción. La superficie frusto-cónica 455 actúa como una superficie de embudo, que canaliza el fluido a través del hueco y dentro de la región de extinción.

A pesar de . que la mezcla reactiva fluye dentro de la cámara extinción 445, los puertos 490 suministran el fluido de acondicionamiento en la cámara de extinción 445. El fluido de acondicionamiento después se mueve a lo largo de la superficie frusto-cónica 455, a través del hueco en el puerto de inyección 440 y la superficie frusto-cónica 455, y dentro de la región de extinción. En algunas modalidades, el sistema de atmósfera controlada 470 se configura para controlar la velocidad del flujo del volumen o la velocidad del flujo de la masa, del fluido de acondicionamiento suministrado a la región de extinción.

Según la mezcla reactiva se mueve fuera del puerto de inyección 440, se expande y se mezcla con el fluido de acondicionamiento. Preferiblemente, en el cual el fluido de acondicionamiento suministrado produce un alto grado de turbulencia y promueve el mezclado con la mezcla reactiva. Esta turbulencia puede depender de muchos parámetros. En una modalidad preferida, uno o más estos parámetros es ajustable para controlar el nivel de la turbulencia. Estos factores incluyen las velocidades de flujo del fluido de acondicionamiento, la temperatura de la superficie frusto-cónica 455, el ángulo de la superficie frusto-cónica 455 (que afecta el ángulo en el cual el. fluido de acondicionamiento se suministra en la región de extinción) , y el tamaño de . la región de extinción. Por ejemplo, la colocación relativa de la superficie frusto-cónica 455 y el puerto de inyección 440 es ajustable, que puede utilizarse para ajustar el volumen de la región de extinción. Esos ajustes pueden hacerse en una variedad de formar diferentes, utilizando una variedad de diferentes mecanismos, que incluyen, pero no se limitan a, medios automatizados y medios manuales.

Durante un periodo de tiempo inmediatamente después de entrar en la cámara de extinción 445, ocurre la formación de partículas. El grado en el cual las partículas se aglomeran depende de la velocidad del enfriamiento. La velocidad del enfriamiento depende la turbulencia del flujo dentro de la región de extinción. Preferiblemente, el sistema se ajusta para formar un flujo altamente turbulento, y para formar partículas muy dispersas. Por ejemplo, en modalidades preferidas, la turbidez del flujo dentro de la región de extinción es tal que el flujo tiene un número Reynolds de al menos 1000.

Aún haciendo referencia a la Figura 4, la estructura de tía cámara de extinción 445 preferiblemente se forma de componentes con paredes relativamente delgadas capaces de disipar cantidades sustanciales de calor. Por ejemplo, los componentes con paredes delgadas pueden conducir calor desde el interior de la cámara y radiar el calor hacia el ambiente.

El calor sustancial se emite, en su mayor parte en la forma de radiación, desde la mezcla de reacción después de su entrada en la cámara de extinción 445. La cámara de extinción 445 se diseña . para disipar este calor eficientemente. Las superficies de la cámara de extinción 245 preferiblemente se exponen a un sistema de enfriamiento (no mostrado) . En una modalidad preferida, el sistema de enfriamiento se configura para controlar una temperatura de la superficie frusto-cónica 455.

Después de la inyección en la región de extinción, el enfriamiento, y la formación de las partículas, la mezcla fluye desde la cámara de extinción 445 a través del puerto de salida 465. La succión generada por el generador 495 mueve la mezcla y el fluido de acondicionamiento desde la región de la extinción dentro del conducto 492. Desde el puerto de salida 465, la mezcla fluye a lo largo del conducto 492, hacia el generador de succión 495. Preferiblemente, las partículas se eliminan de la mezcla a través de un sistema de recolección o muestreo (no mostrado) antes de encontrarse en el generador de succión 495.

Aún haciendo referencia a la Figura 4, el sistema de atmósfera controlada 470 comprende una cámara 485, fluidamente acoplada a la región de extinción a través del puerto (s) 490, dentro del cual el fluido de acondicionamiento de introduce desde un depósito, tal como el depósito 375 de la Figura 3, a través de un conducto 480. Como se describe anteriormente, el fluido de acondicionamiento preferiblemente comprende argón. Sin embargo, son igualmente preferidos otros gases relativamente pesados, inertes. También, como se explicó anteriormente, el mecanismo preferido para proporcionar el fluido de acondicionamiento a la cámara de extinción 445 es la formación de un diferencial de presión entre la cámara de extinción 445 y la salida 465. Tal diferencial de presión succionará el fluido de acondicionamiento dentro de la cámara de extinción 445 a través de los puertos 490. Otros métodos para proporcionar el fluido de acondicionamiento incluyen, pero no se limitan a, la formación de presión positiva, dentro de la cámara 485.

El ángulo de la superficie frusto-cónica afecta el ángulo en el cual el fluido de acondicionamiento se suministra a la región de extinción, que puede afectar el nivel de turbulencia en la región de extinción. El fluido de acondicionamiento preferiblemente fluye en la región de extinción a lo largo de una pluralidad de vectores de momento. Entre mayor es el grado del ángulo entre los vectores de momento, mayor es nivel de turbulencia que se producirá. En una modalidad preferida, la cámara de extinción altamente turbulenta comprende una superficie frusto-cónica que se configura para hacer pasar a través de un embudo por lo menos dos vectores de momento del fluido acondicionador en la región de extinción de tal forma que existe por lo menos un ángulo . de 90 grados entre los dos vectores de momento. Se contempla que otros umbrales de grado de ángulo pueden aplicarse. Por ejemplo, se debe poner atención al ángulo formado entre por lo menos uno de los vectores de momento del fluido de acondicionamiento y el vector de momento de la mezcla reactiva. En una modalidad de una cámara de extinción altamente turbulenta, una entrada de la mezcla reactiva se configura para suministrar la mezcla reactiva en la región de extinción a lo largo de un primer vector de momento, la superficie frusto-cónica se configura para suministrar el fluido de acondicionamiento en la región de extinción a lo largo de un segundo vector de momento, y el segundo vector de . momento tiene un ángulo oblicuo mayor de 20 grados con relación al primer vector de momento.

El tamaño de la región de extinción también afecta el nivel de turbulencia en la región de extinción. Entre más pequeña es la región de extinción, mayor es el nivel de turbulencia que se producirá. El tamaño de la región de extinción puede reducirse mediante la reducción de la distancia entre el centro del puerto de inyección 440 y la salida 465.

La alta turbulencia producida por las modalidades de la presente invención disminuye el periodo durante el cual las partículas formadas se pueden aglomerar entre sí, por lo tanto produciendo partículas de un tamaño más uniforme, y en algunos casos, produciendo partículas de tamaño más pequeño. Ambas características conducen a partículas . con una dispersión aumentada de una proporción aumentada de área de superficie a volumen.

Haciendo referencia de nuevo al método 200 en la Figura 2, el sistema productor de partículas 200 ó 300 (o sus variaciones) puede utilizarse para proporcionar una o más de las partículas de soporte, partículas catalíticas, y partículas inhibidoras de la movilidad en la forma de nano-escala. Por ejemplo, estas partículas pueden introducirse como material precursor de tamaño miera en el sistema productor de partículas, en donde se evaporan y después se condensan para formar partículas nano-dimensionadas . En una modalidad preferida, las partículas de soporte/catalíticas se forman y son proporcionadas de manera separada de las partículas inhibidoras de la movilidad, por lo tanto evitando cualquier interacción prematura (por ejemplo, enlace) entre las partículas inhibidoras de la movilidad y las partículas de soporte/catalíticas. Tal separación puede obtenerse en una variedad de formas, incluyendo, pero no limitándose a, el uso de diferentes sistemas de producción de partículas para ambos grupos, o mediante el uso del mismo sistema de producción de partículas para ambos grupos en diferentes momentos .

La Figura 5A ilustra una modalidad de una pluralidad de partículas de soporte 510 provista en el paso 210 del método 200. Cada partícula de soporte 510 tiene una partícula catalítica 520 unida a la misma (preferiblemente en su superficie exterior) . Aunque, en algunas modalidades, ciertas partículas de soporte 510 pueden carecer de una partícula . catalítica 520. Se contempla que el tamaño de la partícula catalítica 520 en la partícula de soporte 510 puede afectarse por el cambio de la cantidad de material catalítico provisto al sistema productor de partículas o por el contrario el ajuste a la proporción de la mezcla de partículas catalíticas a partículas de soporte provisto por el sistema de producción de partículas. Entre mayor es la concentración de las partículas catalíticas provistas al sistema de producción de partículas, mayor es el tamaño de las partículas catalíticas 520 unidas a las partículas de soporte 510.

La Figura 5B ilustra una modalidad de una pluralidad de . partículas inhibidoras de la movilidad 530 provista en el paso 210 del método 200. Las franjas en las partículas inhibidoras de la movilidad 530 son provistas solamente con el propósito de ayudar a distinguir las partículas inhibidoras de la movilidad 530 de las partículas de soporte 510.

En el paso 220 del método 200, las partículas de soporte/catalíticas y las partículas inhibidoras de la movilidad se dispersan en un líquido. La Figura 6A ilustra una modalidad de una dispersión 625 de las partículas de soporte/catalíticas. Un acercamiento de la dispersión 625 muestra que las partículas de soporte/catalíticas se separan a través de un líquido 615a y se forman de las partículas de soporte 610 que tienen partículas catalíticas 620 unidas a ellas. La Figura 6B ilustra una modalidad de una dispersión 635 de partículas inhibidoras de la movilidad 630. Un acercamiento de la dispersión 635 muestra las partículas inhibidoras de la movilidad 630 que se separan por un líquido 615b. Aunque las Figuras 6A-6B muestran las partículas de soporte catalíticas y las partículas inhibidoras de la movilidad en dispersiones separadas 625 y 635, se . contempla que también pueden dispersarse en el mismo envase al mismo tiempo para formar una dispersión.

Los líquidos de dispersión 615a y 615b pueden ser cualquier líquido configurado para dispersar las partículas de soporte/catalíticas y las partículas inhibidoras de la movilidad, respectivamente. En una modalidad preferida, los líquidos de dispersión comprenden o consisten de agua o cualquier líquido orgánico, tal como éteres de glicol . En algunas modalidades, las dispersiones 625 y 635 ambas utilizan el mismo tipo de líquido de dispersión. En otras modalidades, las dispersiones 625 y 635 utilizan diferentes tipos de líquidos de dispersión (por ejemplo, el líquido de dispersión 615a es agua y el líquido de dispersión 615b es etilenglicol) .

En algunas modalidades, uno o más agentes tensioactivos u otros auxiliares de dispersión, tales como oligómeros y/o polímeros con base en carbonos catiónicos, aniónicos, zwiteriónicos y/o no iónicos, pueden adicionarse al líquido de dispersión. Se pueden agregar ciertos agentes tensioactivos a la dispersión con el fin de ajustar su acidez y hacerla estable. Los ácidos pueden agregarse a la dispersión con el fin de hacer ácida la superficie de las partículas de n-óxido. Los agentes tensioactivos se seleccionan cuidadosamente de tal forma que no sean dañinos para el material catalizador. En modalidades preferidas, no se adicionan sulfatos o fosfatos en la dispersión. Los ejemplos de agentes tensioactivos que pueden agregarse al líquido de dispersión son ácidos carboxílieos , poliaminas y poliésteres. Se contempla que también pueden utilizarse otros agentes tensioactivos o auxiliares de dispersión.

Se contempla que las diferentes variaciones de partícula, líquido de dispersión y concentraciones de agentes tensioactivos pueden utilizarse. En una modalidad preferida, la dispersión comprende 5-25% en peso de concentración de polvo, lo que significa que las partículas de soporte/catalíticas y las partículas inhibidoras de la movilidad cada una forma aproximadamente 5-25% en peso de sus dispersiones respectivas. En una modalidad preferida, la dispersión comprende 1-10% en peso de concentración del agente tensioactivo u otro auxiliar de dispersión. Preferiblemente, el agente tensioactivo u otro auxiliar de dispersión representan aproximadamente 5% o menos de la dispersión.

En el paso 230 del método 200, las partículas de soporte/catalíticas dispersadas y las partículas inhibidoras de la movilidad se mezclan para formar una mezcla. Si las partículas de soporte/catalíticas y las partículas inhibidoras de la movilidad no se dispersarán originalmente juntas, o no se colocarán posteriormente en el mismo envase para formar una sola dispersión, entonces en este momento se colocan en el mismo envase en donde pueden mezclarse juntas. En una modalidad preferida, la mezcla se llevó a cabo a través de sonicación, mezclado mecánico, y/o mezclado por esfuerzo cortante. Sin embargo, se contempla que se puede utilizar una variedad de otros métodos de agitación con el fin de llevar a cabo este mezclado.

La Figura 7 ilustra una modalidad de una mezcla 745 de las dispersiones en un envase. La mezcla 745 comprende una pluralidad de partículas de soporte 710, cada una teniendo una partícula catalítica 720 unida a la misma, y partículas inhibidoras de la movilidad 730. Las partículas se separan por el líquido 715, que puede comprender cualquier líquido de dispersión y agentes tensioactivos (u otros auxiliares de dispersión) , utilizados en los pasos anteriores .

En el paso 240, el- líquido de dispersión se remueve de la mezcla para formar una mezcla seca. Se contempla que el líquido puede removerse en una variedad de formas. En una modalidad, la dispersión de las partículas se seca en frió. La mezcla se vierte en un matraz apropiado de secado en frió. Después se congela con nitrógeno líquido o algún otro medio lo suficientemente frío para congelar la dispersión de las partículas. En una modalidad, el nitrógeno líquido u otro medio de congelamiento están a aproximadamente -60 grados Celsius. Sin embargo, se contempla que nitrógeno líquido, u otro medio de congelamiento, puede utilizarse a otras temperaturas también. La mezcla después se coloca en un sistema al vacío, en donde la dispersión de las partículas también permanece congelada como el agua, u otro líquido de dispersión, se elimina a través de presión al vacío. En una modalidad, se emplea una presión de vacío de aproximadamente 10 mieras. En otras modalidades, se utiliza una presión al vacío de -entre aproximadamente. 2 mieras y aproximadamente 5 mieras .

La presión al vacío remueve el agua y cualquier otro líquido en la mezcla que tiene una presión de vapor superior que el agua. Sin embargo, en algunas modalidades, el agente tensioactivo permanece con la dispersión congelada de partículas. La remoción del agua deja una estructura de polvo porosa de las partículas de soporte/catalíticas y las partículas de inhibición de movilidad, con el agente tensioactivo dispuesto dentro de los poros. El polvo resultante está en un estado intermedio, estando sueltamente unido, aún seco al tacto, proporcionando la habilidad de manejo mecánico. ¡ En el paso 250, la mezcla seca se calcina, por lo tanto cocinando cualquier agente tensioactivo y formando clústeres de partículas inhibidoras de la movilidad unidas entre las partículas de soporte/catalíticas. En algunas modalidades, el polvo se coloca en un crisol. Se contempla que el crisol puede hacerse de cerámica o una variedad de otros materiales . El crisol después coloca en un horno de calcinación, en donde se calienta a una temperatura dada durante un tiempo dado. En algunas modalidades, el crisol se calienta en el horno de calcinación a aproximadamente 55Ó grados Celsius durante aproximadamente 2 horas. Sin embargo, se contempla que se pueden utilizar también otras temperaturas y tiempos de calentamiento. En algunas modalidades, el crisol se coloca en un horno que ya ha sido precalentado a la temperatura de horneado deseado. Los resultados de la prueba han demostrado que al pre-calentar el horno antes de colocar el crisol dentro del mismo, en lugar de elevar la temperatura a la temperatura deseada mientras el crisol está en el horno, la dispersión de las partículas metálicas puede maximizarse. Sin embargo, se contempla que, en algunas modalidades, la temperatura del horno puede elevarse mientras el crisol está dentro del horno. En algunas modalidades, el índice de elevación es de 1-50 grados Celsius que se utiliza para elevar la temperatura del horno mientras el crisol está adentro. En una modalidad preferida, el horno proporciona un entorno de aire ambiental dentro del cual el crisol, y en consecuencia el polvo, pueden calentarse. Se contempla que el entorno dentro del horno no necesita comprender aire. Sin embargo, es preferible que contenga alguna cantidad de oxígeno.

La calcinación de la mezcla seca toma la forma de una atracción de Can der Waals o proximidad entre las partículas a un enlace covalente actual entre las partículas, dando como resultado una aglomeración sin agente tensioactivo de las partículas de soporte/catalíticas y las partículas inhibidoras de la movilidad. La Figura 8 ilustra la modalidad de un clúster de partículas inhibidoras de la movilidad 830 medido entre las partículas de soporte 810 que tienen partículas catalíticas 820 unidas a ellas. En algunas modalidades, la presente invención produce clústeres en el intervalo de 0.5-50 mieras. En algunas modalidades, la presente invención- produce clústeres en el intervalo de 5-10 mieras. Sin embargo, se contempla que se pueden producir también otros tamaños de clúster.

En algunas modalidades, los porcentajes de carga de los polvos (de soporte, catalizador y de inhibición de movilidad) se ajustan con el fin de lograr una concentración deseada del polvo para cada tipo particular de polvo en los clústeres resultantes. En algunas modalidades, se utiliza una carga de 0.1-15% de polvo de catalizador. En una modalidad preferida, se utiliza una carga de 0.5-3% del polvo catalizador. Sin embargo, se contempla que se pueden utilizar también otros porcentajes de carga.

En una modalidad preferida, las partículas de soporte, las partículas del catalizador, y las partículas inhibidoras de la movilidad en los clústeres resultantes son nanopartículas . Preferiblemente, las partículas de soporte y las partículas inhibidoras de la movilidad tienen un diámetro máximo de 500 nanómetros y un diámetro mínimo de entre 1-5 nanómetros, a pesar de que las partículas del catalizador tienen un diámetro en el intervalo de 0.5-5 nanómetros. En algunas modalidades, el diámetro de las partículas de soporte y de las partículas que dividen la movilidad está en el intervalo de 5-20 nanómetros. En algunas modalidades, el diámetro de las partículas de soporte y de las partículas inhiben la movilidad está en el intervalo de 10-15 nanómetros, y el diámetro de las partículas del catalizador está en el intervalo de 2-5 nanómetros. Sin embargo, se contempla que se pueden utilizar otros tamaños de partícula.

La introducción y el enlace de las partícula que inhiben la movilidad a y entre las partículas de soporte/catalíticas evita que las partículas catalíticas se muevan de una partícula de soporte a otra, por lo tanto evitando la combinación de las partículas catalíticas. Como resultado, el tamaño de las partículas de catalíticas individuales puede minimizarse y el área de superficie catalítica total del clúster puede maximizarse.

La presente descripción ha sido descrita en términos de modalidades especificas incorporando detalles para facilitar el entendimiento de los principios de construcción y de operación de la invención. Tal referencia en la presente a modalidades especificas y detalles de la misma no pretenden limitar el alcance de las reivindicaciones anexas a la misma. Será fácilmente evidente para un experto en la técnica que se pueden hacer varias modificaciones a las modalidades seleccionadas para ilustración sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (42)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un método para formar un catalizador, caracterizado porque comprende: proporcionar una pluralidad de partículas de soporte y una pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad, en donde cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte se une a su propia partícula catalítica; y unir la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad a la pluralidad de partículas de soporte, en donde cada partícula de soporte se separa de cada otra partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte en al menos una de las partículas inhibidoras de la movilidad, y en donde las partículas inhibidoras de la movilidad se configuran para evitar que las partículas catalíticas se muevan de una partícula de soporte a otra partícula de soporte .

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la provisión de la pluralidad de partículas comprende: nano-dimensionar un polvo de soporte precursor que tiene un tamaño de grano promedio igual o mayor de 1 miera; nano-dimensionar un polvo catalítico precursor que tiene un tamaño de grano promedio igual o mayor de 1 miera; y unir el polvo catalítico nano-dimensionado al polvo de soporte nano-dimensionado, por lo tanto formando una pluralidad de partículas de soporte con cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte unidas con su propia partícula catalítica.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque: el nano-dimensionamiento del polvo de soporte precursor y el polvo catalítico precursor comprende aplicar una corriente de plasma al polvo de soporte precursor y al polvo catalítico precursor, por lo tanto evaporando el polvo de soporte precursor y el polvo catalítico precursor; y unir el polvo catalítico nano-dimensionado al polvo de soporte nano-dimensionado que comprende condensar el polvo de soporte evaporado y el polvo catalítico evaporado, por lo tanto formando una pluralidad de partículas de soporte, cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte unidas a su propia partícula catalítica.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la provisión de la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprende el nano-dimensionamiento de un polvo que inhibe la movilidad precursor que tiene un tamaño de nano-promedio igual o menor que 1 miera.

5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el nano-dimensionamiento del polvo que inhibe la movilidad del precursor comprende: aplicar una corriente de plasma al polvo que inhibe la movilidad precursor, por lo tanto evaporando el polvo que inhibe la movilidad precursor y condensar el polvo que inhibe la movilidad evaporada .

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la provisión . de pluralidad de partículas de soporte y la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprende: dispersar la pluralidad de partículas de soporte en un líquido de dispersión, en donde cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte se une a su propia partícula catalítica; dispersar la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad en un líquido de dispersión; y mezclar las partículas de soporte dispersadas con las partículas inhibidoras de la movilidad dispersadas, por lo tanto formando una mezcla de partículas de soporte dispersadas y las partículas inhibidoras de la movilidad dispersadas.

7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el líquido de dispersión para por lo menos una de las partículas de soporte y las partículas inhibidoras de la movilidad comprende agua.

8. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el líquido de dispersión para al menos una de las partículas de soporte y las partículas inhibidoras de la movilidad comprenden líquido orgánico.

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el líquido orgánico es un éter de glicol.

10. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque al menos una dispersión de la pluralidad de partículas de soporte y la dispersión de la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprende adicionar un agente tensioactivo líquido al líquido de dispersión.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el agente tensioactivo se selecciona del grupo que consiste de ácido carboxílico, una poliamina, y un poliéter.

12. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque las partículas de soporte dispersadas y las partículas inhibidoras de la movilidad dispersadas se mezclan utilizando un proceso de sonicación.

13. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el paso de unir por lo menos una partícula que inhibe la movilidad a y entre cada, partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte, comprende el paso de secar en frió la mezcla de partículas de soporte dispersadas y las partículas inhibidoras de la movilidad dispersadas, por lo tanto formando una mezcla seca de partículas de soporte dispersadas y partículas inhibidoras de la movilidad dispersadas .

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el paso de unir por .lo menos una partícula que inhibe la movilidad a, y entre cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte comprende el paso de calcinar la mezcla seca de las partículas de soporte dispersadas y las partículas inhibidoras de la movilidad dispersadas.

15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de partículas de soporte comprende una pluralidad de partículas de alúmina.

16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas catalíticas comprenden platino .

17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprende una composición química diferente de la de las modalidades de partículas de soporte.

18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la pluralidad de partículas que inhibe la movilidad comprende una pluralidad de partículas de cerámica .

19. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la pluralidad de partículas que inhiben la movilidad comprende una pluralidad de partículas de óxido metálico.

20. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende: cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte tiene un diámetro entre 1 nanómetro y 500 nanómetros; cada partícula catalítica tienen un diámetro entre 0.5 nanómetros y 5 nanómetros ; y cada partícula que inhibe la movilidad de la pluralidad de partículas que inhibe la movilidad tienen un diámetro entre 1 nanómetro y 500 nanómetros.

21. Un método para formar un catalizador, caracterizado porque comprende: proveer una. pluralidad de partículas de soporte en una pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad, en donde cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte se une a la su partícula catalítica; dispersar la pluralidad de partículas de soporte en un líquido de dispersión, por lo tanto formando una dispersión de partículas de soporte; dispersar la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad en un líquido de dispersión, por lo tanto formando una dispersión de partículas inhibidoras de la movilidad; mezclar la dispersión de las partículas de soporte con la dispersión de partículas inhibidoras de la movilidad, por lo tanto formando una mezcla húmeda; secar en frió una mezcla húmeda, por lo tanto formando una mezcla seca; y calcinar la mezcla seca, por lo tanto formando un clúster de la pluralidad de partículas de soporte en la pluralidad de partículas de soporte, en donde cada partícula de soporte se separa de cada otra partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte en por lo menos una de las partículas inhibidoras de la movilidad, y en donde las partículas inhibidoras de la movilidad, se configuran para evitar que las partículas catalíticas se muevan de una partícula de soporte a otra partícula de soporte.

22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la posición de la pluralidad de partículas de soporte y la . pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprenden: nano-dimensionar un polvo de soporte precursor que tiene un tamaño de grano promedio igual o mayor de 1 miera; nano-dimensionar un polvo catalítico precursor que tiene un tamaño de grano promedio igual o mayor de una miera; unir el polvo catalítico nano-dimensionado al polvo de soporte nano-dimensionado, por lo tanto formando la pluralidad de partículas de soporte con cada partícula de soporte de en la pluralidad de partículas de soporte unida a su propia partículá catalítica; y nano-dimensionar un polvo que inhibe la movilidad precursor que tiene un tamaño de grano promedio igual a o mayor de una miera.

23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el paso de nano-dimensionamiento de los polvos precursores comprende : aplicar una corriente de plasma a · los polvos precursores, por lo tanto evaporando los polvos precursores; y condensar los polvos evaporados.

24. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el líquido de dispersión para por lo menos una partícula de soporte y las partículas inhibidoras de la movilidad comprende agua.

25. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el líquido de dispersión para por lo menos una de las partículas de soporte y las partículas inhibidoras de la. movilidad comprende un líquido orgánico.

26. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el líquido orgánico es éter de glicol. '

27. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque al menos una de la dispersión de la pluralidad de partículas de soporte y la dispersión de la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprende agregar un agente tensioactivo al líquido de dispersión.

28. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el agente tensioactivo se selecciona del grupo que consiste de un ácido carboxílico, una poliamina, y un poliéter.

29. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el paso de mezclar la dispersión de las partículas de soporte con la dispersión de las partículas inhibidoras de la movilidad comprende utilizar un proceso de sonicación .

30. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la pluralidad de partículas de soporte comprende una pluralidad de partículas de alúmina.

31. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque las partículas catalíticas comprenden platino.

32. El método de conformidad con la. reivindicación 21, caracterizado porque la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprende una composición química diferente de la pluralidad de partículas de soporte.

33. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprende una pluralidad de partículas de cerámica.

34. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprende una pluralidad de partículas de óxido metálico.

35. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque: cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte tiene un diámetro entre 1 nanómetro y 500 nanómetros; cada partícula catalítica tienen un diámetro entre 0.5 nanómetros y 5 nanómetros; y cada partícula que inhibe la movilidad en la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad tiene un diámetro entre 1 nanómetro y 500 nanómetros.

36. Un catalizador caracterizado porque comprende: una pluralidad de partículas de soporte en donde cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte se une a su propia partícula catalítica; y una pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad unidas a la pluralidad de partículas de soporte, en donde cada partícula de soporte se separa de cada otra partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte en al menos una de las partículas inhibidoras de la movilidad, y en donde las partículas inhibidoras de la movilidad se configuran para evitar que las partículas catalíticas se muevan de una partícula de soporte a otra partícula de soporte .

37. El catalizador de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque la pluralidad de partículas de soporte comprende una pluralidad de partículas de alúmina.

38. El catalizador de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque las partículas catalíticas comprenden platino.

39. El catalizador de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprende una composición química diferente que la de la pluralidad de partículas de soporte.

40. El catalizador de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprende una pluralidad de partículas de cerámica.

41. El catalizador de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque la pluralidad de partículas inhibidoras de la movilidad comprende una pluralidad de partículas de óxido metálico.

42. El catalizador de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque comprende: cada partícula de soporte en la pluralidad de partículas de soporte tiene un diámetro entre 1 nanómetro y 500 nanómetros; cada partícula catalítica tiene un diámetro entre 0.5 nanómetros y 5 nanómetros; y cada partícula que inhibe la movilidad en. la pluralidad de partículas de inhibición de movilidad tienen un diámetro entre 1 nanómetro y 500 nanómet os.