发明名称 氧化铈粉末及氧化铈分散液
摘要
申请公布号 TWI331598 申请公布日期 2010.10.11
申请号 TW095129226 申请日期 2006.08.09
申请人 赢创德固赛有限责任公司 发明人 史蒂芬 卡图席;麦克 克罗;麦克 克拉玛;史蒂芬 哈伯;爱德文 史塔伯;刚瑟 麦可
分类号 C01F17/00 主分类号 C01F17/00
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 一种氧化铈粉末,其具有碳酸根且包含晶状原粒子,该原粒子在其表面上及靠近表面的一层内含有氧化铈和碳酸根,其中-该粉末具有从25至150平方米/克的BET表面积,-该等原粒子具有从5至50奈米的平均直径,-靠近原粒子表面的该层具有约5奈米之深度,-在靠近表面的该层内之碳酸根浓度系从碳酸根浓度为最高的表面朝内递减,-在表面上的因碳酸根所致碳含量为从5至50面积%,且在靠近表面的该层内于约5奈米深度处之该含量为从0至30面积%,-氧化铈的含量,以CeO2计算且以该粉末为基准计,为至少99.5重量%,且-碳含量,包括有机和无机碳,以粉末为基准计,为从0.01至0.3重量%。根据申请专利范围第1项之具有碳酸根的氧化铈粉末,其中该原粒子系聚集者。根据申请专利范围第1或2项之具有碳酸根的氧化铈粉末,其中钠的比例为<5ppm且氯的比例为<20ppm。根据申请专利范围第1或2项之具有碳酸根的氧化铈粉末,其中该BET表面积为从30至100平方米/克。一种制备具有碳酸根的氧化铈粉末之方法,其中-令一气溶胶与含氧之气体在一反应室内,于从600℃至1500℃的反应温度下反应,将反应混合物冷却且随后利用过滤器从气态物质分离出该粉末,其中-该气溶胶系经由将至少一含有一有机溶剂或溶剂混合物与一溶解在其内的可氧化有机铈(III)化合物之溶液利用至少一种雾化气体予以雾化而得,且-该气溶胶的以体积为基准之平均液滴直径D30为从30至100微米且在该反应室内的平均滞留时间为从0.1秒至5秒,该方法的特征在于-该反应混合物系在离开该反应室之后经由喷布水滴于其内予以冷却,-该水滴具有小于100微米的以体积为基准之平均液滴直径,且-为产生该水滴,系根据方程式I的量来添加水mH2O= [cpliq*(Tb-T0)+dhv+cpg*(Te-Tb)]/3600*Q (I)其中-Q=所有起始物质的总燃烧焓,单位KW-mH2O=达到终端温度Te所需的H2O量,单位仟克/时-T0=水的入口温度-Tb=水在1巴(bar)下的沸点-Te=终端温度-dhv=水的汽化焓-cpliq=水在50℃的热容量-cpg=水蒸气在150℃的热容量,其中-T0=5-50℃,Tb=100℃,Te=200-400℃,dhv=2256.7 kJ/kg,cpliq=4.181 kJ/kg*K,且cpg=1.98 kJ/kg*K。根据申请专利范围第5项之方法,其中另外将燃料气体添加到反应混合物中。根据申请专利范围第5或6项之方法,其中λ为≧1.5,λ系从(空气+适当的雾化气体)中的氧气总和/(铈(III)化合物+燃料气体)总和计算出来,每一者的单位为莫耳/时。一种含有根据申请专利范围第1-4项中任一项之具有碳酸根的氧化铈粉末或藉由申请专利范围第5-7项中任一项之方法所制备之具有碳酸根的氧化铈粉末之分散液。根据申请专利范围第8项之分散液,其中其组成份为具有碳酸根的氧化铈粉末、水和随意的pH调节剂。根据申请专利范围第8或9项之分散液,其中该氧化铈粉末的含量为从0.5至60重量%。根据申请专利范围第8或9项之分散液,其中该pH为从3至8。根据申请专利范围第8或9项之分散液,其中利用动态光散射法测定的平均粒子尺寸d50为小于120奈米。根据申请专利范围第8或9项之分散液,其中利用动态光散射法测定的平均粒子尺寸d90为小于200奈米。根据申请专利范围第8或9项之分散液,其仄他电位(zeta potential)为至少20 mV。一种申请专利范围第1-4项中任一项之具有碳酸根的氧化铈粉末或藉由申请专利范围第5-7项中任一项之方法所制备之具有碳酸根的氧化铈粉末或申请专利范围第8-14项中任一项之分散液的用途,其系用于化学机械抛光。一种申请专利范围第1-4项中任一项之具有碳酸根的氧化铈粉末或藉由申请专利范围第5-7项中任一项之方法所制备之具有碳酸根的氧化铈粉末之用途,其系作为触媒,作为UV吸收剂,作为调色剂组成分或作为燃料电池的组成分。
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