陶瓷制品及其制备方法与流程

本公开整体涉及一种陶瓷制品，该陶瓷制品包括形成连续基质的多个第一氧化铝颗粒和分散在基质内的多个第二氧化铝颗粒，并且第一多个氧化铝颗粒和第二多个氧化铝颗粒具有不同的染料渗透测试值。本公开还涉及在陶瓷制品的表面上结合有催化活性材料的催化剂。
背景技术：
催化剂通常通过用催化活性材料(例如金属)浸渍载体(通常是由陶瓷材料制成的陶瓷制品)来制备。催化活性材料与载体的重量比太高的催化剂在某些方面可能是不期望的。例如，即使催化剂由于催化活性材料的高负载而具有长寿命，但如果用于期望反应器中每单位体积催化剂负载较低的反应器中，则该催化剂可能过于昂贵并且在经济上不可行。因此，在本领域中需要用于催化剂的陶瓷载体，其中陶瓷载体的结构允许调节催化剂主体中活性催化剂材料的负载。

背景技术

技术实现思路

1、本公开涉及包含氧化铝颗粒的刚性形成物的陶瓷制品。刚性形成物包含多个第一氧化铝颗粒和多个第二氧化铝颗粒。这两种多个颗粒随机分布在整个刚性形成物中。第二氧化铝颗粒具有不大于5原子％的zni2染料渗透测试值，并且第一氧化铝颗粒的zni2染料渗透测试值是第二氧化铝颗粒的zni2染料渗透测试值的至少两倍。刚性形成物具有总横截面积。每种多个颗粒占据总横截面积的一部分，并且第二氧化铝颗粒的横截面积在总横截面积的5％与50％之间。

2、在一些方面，陶瓷制品的实施方案的分散相(即，第二氧化铝粉末)的zni2染料渗透测试值低于连续基质(即，第一氧化铝粉末)的zni2染料渗透测试值。一个实施方案涉及一种陶瓷制品，其中第一氧化铝颗粒的染料渗透测试值与第二氧化铝颗粒的染料渗透测试值的比率为至少2:1。一个实施方案涉及一种陶瓷制品，其中通过包括扫描电子显微镜(sem)和能量色散x射线光谱(eds)中的一者或多者的方法获得染料渗透测试值。一个实施方案涉及一种陶瓷制品，其中通过zni2染料渗透测试确定渗透测试值。一个实施方案涉及一种陶瓷制品，其中形成连续基质的多个第一氧化铝颗粒具有等于或高于10原子％的zni2染料渗透测试值。一个实施方案涉及一种陶瓷制品，其中形成分散相的多个第二氧化铝颗粒具有等于或小于5原子％的zni2染料渗透测试值。

3、在一些方面，陶瓷制品的实施方案具有在约0.2cm3/g与约0.7cm3/g之间的总孔体积。一个实施方案涉及一种陶瓷制品，其中总孔体积在约0.3cm3/g与约0.6cm3/g之间。一个实施方案涉及一种陶瓷制品，其中陶瓷制品的总孔体积在约0.35cm3/g与约0.5cm3/g之间。一个实施方案涉及一种陶瓷制品，其中总表面积在约0.4m2/g与约3m2/g之间。一个实施方案涉及一种陶瓷制品，其中总表面积在约0.4m2/g与约1.5m2/g之间。一个实施方案涉及一种陶瓷制品，其中总表面积在约0.5m2/g与约0.85m2/g之间。

4、本公开还涉及基于金属的催化剂主体，该基于金属的催化剂主体包括沉积在本文所述的陶瓷制品上的金属。一个实施方案涉及其中金属是银的催化剂主体。一个实施方案涉及包括沉积在陶瓷制品上的银的催化剂主体，陶瓷制品包括连续氧化铝基质和作为多个离散区域分布在连续氧化铝基质内的分散氧化铝相，其中：该制品具有在0.3cm3/g与0.6cm3/g之间的总孔体积和在0.5m2/g与0.85m2/g之间的总表面积；连续氧化铝基质具有等于或高于10％的zni2染料渗透测试值，并且分散氧化铝相具有等于或小于5原子％的zni2染料渗透测试值，分散氧化铝相覆盖陶瓷制品的横截面积的5％至50％。

5、一个实施方案涉及一种制备陶瓷制品的方法，其中第一多个氧化铝颗粒和第二多个氧化铝颗粒包括α-氧化铝。一个实施方案涉及一种制备陶瓷制品的方法，其中第二多个氧化铝颗粒包括熔融氧化铝。一个实施方案涉及一种制备陶瓷制品的方法，其中第二多个氧化铝颗粒包括板状氧化铝。一个实施方案涉及一种制备陶瓷制品的方法，陶瓷制品包括粘结材料并且其中粘结材料是硅酸镁。

技术特征：

1.一种陶瓷制品，包括：

2.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一氧化铝的zni2染料渗透测试值为所述第二氧化铝的zni2染料渗透测试值的至少三倍。

3.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一氧化铝的zni2染料渗透测试值为所述第二氧化铝的zni2染料渗透测试值的至少四倍。

4.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一氧化铝的zni2染料渗透测试值大于10原子％。

5.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一氧化铝的zni2染料渗透测试值大于15原子％。

6.根据权利要求1所述的制品，其中所述第二氧化铝的染料渗透测试值不大于3原子％。

7.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一氧化铝的染料渗透测试值与所述第二氧化铝的染料渗透测试值的比率为至少2:1。

8.根据权利要求1所述的制品，其中所述第二氧化铝颗粒的横截面积在所述总横截面积的8％与40％之间。

9.根据权利要求1所述的制品，其中所述第二氧化铝颗粒的横截面积在所述总横截面积的10％与30％之间。

10.根据权利要求1所述的制品，还包含在约0.2cm3/g与约0.6cm3/g之间的总孔体积。

11.根据权利要求10所述的制品，其中所述总孔体积在约0.3cm3/g与0.5cm3/g之间。

12.根据权利要求10所述的制品，其中所述总孔体积在约0.35cm3/g与0.5cm3/g之间。

13.根据权利要求1所述的制品，其中所述催化活性金属选自银、铂、钯、镍和铜。

14.一种用于制造陶瓷制品的方法，所述陶瓷制品包括氧化铝颗粒的刚性形成物和与所述颗粒接触的催化活性金属，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一氧化铝的重量与所述第二氧化铝的重量的比率在1:1与10:1之间。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一氧化铝的重量与所述第二氧化铝的重量的比率在1:1与5:1之间。

17.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一氧化铝颗粒的d50粒度与所述第二氧化铝颗粒的d50粒度的比率在1:5与1:20之间。

18.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一氧化铝颗粒的d50粒度与所述第二氧化铝颗粒的d50粒度的比率在1:8与1:15之间。

19.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二氧化铝颗粒具有在约10微米与200微米之间的d50粒度。

20.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二氧化铝颗粒具有在约40微米与150微米之间的d50粒度。

21.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个第一氧化铝颗粒具有在1.0m2/g与20.0m2/g之间的表面积。

22.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个第一氧化铝颗粒具有在1.0m2/g与5.0m2/g之间的表面积。

23.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个第一氧化铝颗粒具有在1.0m2/g与2.0m2/g之间的表面积。

24.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个第二氧化铝颗粒具有在0.01m2/g与2.00m2/g之间的表面积。

25.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个第二氧化铝颗粒具有在0.10m2/g与0.50m2/g之间的表面积。

26.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个第二氧化铝颗粒具有在0.14m2/g与0.30m2/g之间的表面积。

27.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二氧化铝颗粒基本上由熔融氧化铝组成。

28.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二氧化铝颗粒由熔融氧化铝组成。

29.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二氧化铝颗粒基本上由板状氧化铝组成。

30.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二氧化铝颗粒由板状氧化铝组成。

31.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二氧化铝颗粒基本上由板状氧化铝和熔融氧化铝组成。

32.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二氧化铝颗粒由板状氧化铝和熔融氧化铝组成。

技术总结
本发明公开了陶瓷制品诸如催化剂载体，其包括连续基质和作为多个离散区域分布在该基质内的分散相。该基质和离散区域具有不同的染料渗透测试值。本发明还涉及制造和表征陶瓷制品的方法，以及包括这些陶瓷制品的催化剂主体。

技术研发人员：M·J·汤普森,T·希曼斯基,R·C·耶茨,J·M·拉尔夫
受保护的技术使用者：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14