Nanoporous ceramics with catalytic functionality

Details Nanoporous ceramics with catalytic functionality Nanoporous ceramics with catalytic functionality

C - Chemistry, Metallurgy

04

B

C04B 38/00 (2006.01) B01J 35/10 (2006.01)

Patent

CA 2239082

The present invention provides for amorphous, nanoporous, catalytic metal- containing ceramic material having a surface area in excess of 70 m2/gm and characterized by a high content of open microporous cell structure wherein the micropores have a mean width of less than 20 Angstroms and wherein said microporous structure comprises a volume of greater than about 0.03 cm3/gm of the ceramic. The invention also provides for a preceramic composite intermediate composition comprising a mixture of a ceramic precursor and from about 0.5 up to about 65 wt.% of an organometallic compound containing a metal of Group IB, II, III, IV, V, VIB, VIIA or VIII of the Periodic Table, including rare earth metals, whose pyrolysis product in ammonia or an inert atmosphere at temperatures of up to less than about 1100 ~C gives rise to the nanoporous catalytic ceramics of the invention. Also provided is a process for the preparation of the nanoporous ceramics of the invention involving pyrolysis of the ceramic intermediate under controlled conditions of heating up to temperatures of less than about 1100 ~C to form a nanoporous ceramic product useful in catalytic and membrane separation processes.

L'invention concerne un matériau céramique amorphe, nanoporeux, catalytique et contenant un métal. Ce matériau a une surface spécifique dépassant 70 m?2¿/g et il a une structure caractérisée par de nombreuses cellules microporeuses ouvertes, avec des micropores ayant une largeur moyenne inférieure à 20 .ANG. et un volume total supérieur à environ 0,03 cm?3¿ par gramme de céramique. L'invention concerne également une compostion composite intermédiaire de type précéramique comprenant un mélange de précurseurs céramiques et de 0,5 à 65 % en poids environ d'un composé organométallique, contenant un métal de groupe IB, II, III, IV, V, VIB, VIIA ou VIII du tableau périodique, et en particulier un métal des terres rares. La pyrolyse de cette précéramique se fait dans une atmosphère inerte ou de gaz ammoniac à une température jusqu'à 1100 ·C environ au maximum, ce qui aboutit aux céramiques catalytiques nanoporeuses de l'invention. L'invention concerne également un procédé pour la préparation des céramiques nanoporeuses en question, faisant appel à une pyrolyse de l'intermédiaire par un chauffage contrôlé à une température jusqu'à 1100 ·C environ au maximum pour former une céramique nanoporeuse utile pour des réactions catalytiques et des séparations par membrane.

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