Кислотный гидроксид циркония - RU2019108783A
Код документа: RU2019108783A
Формула
1. Гидроксид циркония включающий, в пересчете на оксид, до 30% вес. легирующей добавки, содержащей один или несколько из следующих: кремний, сульфат, фосфат, вольфрам, ниобий, алюминий, молибден, титан или олово, и имеющий кислотные центры.
2. Гидроксид циркония по п. 1, имеющий больше льюисовских кислотных центров, чем кислотных центров Брэнстеда.
3. Гидроксид циркония по п. 1 или 2, включающий, в пересчете на оксид, менее 0,1% вес. легирующей добавки, содержащей один или несколько из следующих: кремний, сульфат, фосфат, вольфрам, ниобий, алюминий, молибден, титан или олово, при этом, гидроксид циркония является пористым, и в отношении пор с диаметром до 155 нм, по меньшей мере, 70% объема его пор образовано порами диаметром 3,5-155 нм, измеренным методом BJH.
4. Гидроксид циркония по п. 3, в котором, в отношении пор с диаметром до 155 нм, по меньшей мере, 75% объема пор образовано порами диаметром 3,5-155 нм, измеренным методом BJH.
5. Легированный гидроксид циркония по п. 1 или 2, включающий, в пересчете на оксид, 0,1-30% вес. сульфата с удельной площадью поверхности, по меньшей мере, 375 м2/г.
6. Легированный гидроксид циркония по п. 5, имеющий общий объем пор, измеренный методом физической адсорбции N2, по меньшей мере, 0,50 см3/г.
7. Легированный гидроксид циркония по п. 5 или 6, включающий, в пересчете на оксид, 1-12% вес. сульфата.
8. Легированный гидроксид циркония по п. 1 или 2, включающий, в пересчете на оксид, 0,1-30% вес. гидроксида или оксида вольфрама с удельной площадью поверхности, по меньшей мере, 400 м2/г.
9. Легированный гидроксид циркония по п. 8, имеющий общий объем пор, измеренный методом физической адсорбции N2, по меньшей мере, 0,7 см3/г.
10. Легированный гидроксид циркония по п. 8 или 9, включающий, в пересчете на оксид, 12-20% вес. гидроксида или оксида вольфрама.
11. Легированный гидроксид циркония по п. 1 или 2, включающий одну или несколько дополнительных легирующих добавок, выбранных из гидроксида или оксида редкоземельного элемента, гидроксида или оксида иттрия или гидроксида или оксида другого переходного металла, при этом, общее содержание циркония в гидроксиде циркония или оксиде циркония составляет не менее 50% вес. в пересчете на оксид.
12. Способ получения гидроксида циркония по любому из пп. 1-11, при этом, способ включает стадии, на которых:
(а) соль циркония растворяют в водной кислоте,
(b) в полученный раствор или золь добавляют один или несколько комплексообразующих агентов, при этом, один или несколько комплексообразующих агентов представляют собой органическое соединение, включающее, по меньшей мере, одну из следующих функциональных групп: амин, органосульфат, сульфонат, гидроксил, простой эфир или группу карбоновой кислоты,
(с) нагревают раствор или золь, полученный на стадии (b),
(d) добавляют сульфатирующий агент,
(e) добавляют основание с целью получения гидроксида циркония и
(f) добавляют легирующую добавку в количестве, необходимом для обеспечения содержания указанной легирующей добавки в получаемом в результате гидроксиде циркония до 30% вес., в пересчете на оксид, при этом указанная легирующая добавка содержит один или несколько из следующих: кремний, сульфат, фосфат, вольфрам, ниобий, алюминий, молибден, титан или олово.
13. Способ по п. 12, в котором соль циркония представляет собой основный карбонат циркония или гидроксид циркония.
14. Способ по п. 12 или 13, в котором водная кислота представляет собой соляную кислоту, серную кислоту, азотную кислоту или уксусную кислоту.
15. Способ по п. 14, в котором водная кислота является азотной кислотой.
16. Способ по любому из пп. 12-15, в котором комплексообразующий агент является альфа-гидроксикарбоновой кислотой.
17. Способ по п. 16, в котором альфа-гидроксикарбоновая кислота является миндальной кислотой.
18. Способ по любому из пп. 12-17, в котором на стадии (с) раствор или золь нагревают до температуры 60-100°С.
19. Способ по любому из пп. 12-18, в котором сульфатирующим агентом является серная кислота.
20. Способ по любому из пп. 12-19, в котором на стадии (е) рН раствора или золя увеличивают до рН >8.
21. Оксид циркония включающий, в пересчете на оксид, до 30% вес. легирующей добавки, содержащей один или несколько из следующих: кремний, сульфат, фосфат, вольфрам, ниобий, алюминий, молибден, титан или олово, и имеющий кислотные центры.
22. Оксид циркония по п. 21, имеющий больше льюисовских кислотных центров, чем кислотных центров Брэнстеда.
23. Оксид циркония по п. 21 или 22, включающий, в пересчете на оксид, менее 0,1% вес. легирующей добавки, содержащей один или несколько из следующих: кремний, сульфат, фосфат, вольфрам, ниобий, алюминий, молибден, титан или олово, и включающий, по меньшей мере, 80% вес. моноклинной фазы при измерении методом XRD после обжига при 450°С на воздухе в течение 2 часов.
24. Оксид циркония по п. 21 или 22, включающий, в пересчете на оксид, менее 0,1% вес. легирующей добавки, содержащей один или несколько из следующих: кремний, сульфат, фосфат, вольфрам, ниобий, алюминий, молибден, титан или олово, и имеющий удельную площадь поверхности, по меньшей мере, 15 м2/г после обжига при 900°С на воздухе в течение 2 часов.
25. Оксид циркония по п. 24, имеющий общий объем пор, измеренный методом физической адсорбции N2, по меньшей мере, 0,10 см3/г после обжига при 900°С на воздухе в течение 2 часов.
26. Оксид циркония по п. 21 или 22, включающий, в пересчете на оксид, менее 0,1% вес. легирующей добавки, содержащей один или несколько из следующих: кремний, сульфат, фосфат, вольфрам, ниобий, алюминий, молибден, титан или олово, характеризующийся поглощением СО2, по меньшей мере, 14 мкмоль/г при 400-600°С, при измерении методом TPD после обжига при 600°С в течение 2 часов.
27. Легированный оксид циркония по п. 21 или 22, включающий, в пересчете на оксид, 0,1-30% вес. сульфата, характеризующийся поглощением NH3, по меньшей мере, 800 мкмоль/г, измеренным методом TPD, после обжига при 600°С на воздухе в течение 2 часов.
28. Легированный оксид циркония по п. 27, включающий, в пересчете на оксид, 1-12% вес. сульфата.
29. Легированный оксид циркония по п. 21 или 22, включающий, в пересчете на оксид, 0,1-30% вес. гидроксида или оксида вольфрама, характеризующийся поглощением NH3, по меньшей мере, 420 мкмоль/г, измеренным методом TPD, после обжига при 700°С на воздухе в течение 2 часов.
30. Легированный оксид циркония по п. 21 или 22, включающий, в пересчете на оксид, 0,1-30% вес. гидроксида или оксида кремния, при этом, оксид циркония характеризуется поглощением NH3, по меньшей мере, 330 мкмоль/г, измеренным методом TPD, после обжига при 850°С в течение 2 часов.
31. Легированный оксид циркония по п. 30, включающий, в пересчете на оксид, 1-10% вес. гидроксида или оксида кремния.
32. Легированный оксид циркония по п. 21 или 22, включающий одну или несколько дополнительных легирующих добавок, выбранных из гидроксида или оксида редкоземельного элемента, гидроксида или оксида иттрия или гидроксида или оксида другого переходного металла, при этом, общее содержание циркония в гидроксиде циркония или оксиде циркония составляет не менее 50% вес. в пересчете на оксид.
33. Способ получения оксида циркония по любому из пп. 21-32, при этом, способ включает стадии, на которых:
(а) соль циркония растворяют в водной кислоте,
(b) в полученный раствор или золь добавляют один или несколько комплексообразующих агентов, при этом, один или несколько комплексообразующих агентов представляют собой органическое соединение, включающее, по меньшей мере, одну из следующих функциональных групп: амин, органосульфат, сульфонат, гидроксил, простой эфир или группу карбоновой кислоты,
(с) нагревают раствор или золь, полученный на стадии (b),
(d) добавляют сульфатирующий агент,
(e) добавляют основание с целью получения гидроксида циркония и
(f) добавляют легирующую добавку в количестве, необходимом для обеспечения содержания указанной легирующей добавки в получаемом в результате гидроксиде циркония до 30% вес., в пересчете на оксид, при этом указанная легирующая добавка содержит один или несколько из следующих: кремний, сульфат, фосфат, вольфрам, ниобий, алюминий, молибден, титан или олово,
(h) обжигают гидроксид циркония с получением оксида циркония.
34. Способ по п. 33, в котором соль циркония представляет собой основный карбонат циркония или гидроксид циркония.
35. Способ по п. 33 или 34, в котором водная кислота представляет собой соляную кислоту, серную кислоту, азотную кислоту или уксусную кислоту.
36. Способ по п. 35, в котором водная кислота является азотной кислотой.
37. Способ по любому из пп. 33-36, в котором комплексообразующий агент является альфа-гидроксикарбоновой кислотой.
38. Способ по п. 37, в котором альфа-гидроксикарбоновая кислота является миндальной кислотой.
39. Способ по любому из пп. 33-38, в котором на стадии (с) раствор или золь нагревают до температуры 60-100°С.
40. Способ по любому из пп. 33-39, в котором сульфатирующим агентом является серная кислота.
41. Способ по любому из пп. 33-40, в котором на стадии (е) рН раствора или золя увеличивают до рН >8.
42. Продукт, предназначенный для использования в катализе, включающий гидроксид циркония по любому из пп. 1-11 или оксид циркония по любому из пп. 21-32, при этом указанный продукт выбирают из группы, состоящей из катализатора, подложки катализатора и предшественника катализатора.
43. Связующее, включающее гидроксид циркония по любому из пп. 1-11 или оксид циркония по любому из пп. 21-32.
44. Связующее по п.43, отличающееся тем, что представляет собой функциональное связующее.
45. Покрытие, включающее гидроксид циркония по любому из пп. 1-11 или оксид циркония по любому из пп. 21-32.
46. Сорбент, включающий гидроксид циркония по любому из пп. 1-11 или оксид циркония по любому из пп. 21-32.
