DE60102892T2

DE60102892T2 - Kolloidale wäßrige Dispersion einer Cerverbindung und zumindest eines anderen Elements aus der Gruppe von Seltenen Erden, Übergangsmetallen, Aluminium, Gallium und Zirkonium, Verfahren zur Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE60102892T2
Application number: DE60102892T
Authority: DE
Inventors: Jean-Yves Chane-Ching
Original assignee: Rhodia Electronics and Catalysis SAS
Current assignee: Rhodia Electronics and Catalysis SAS
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2001-01-25
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2021-01-26
Also published as: EP1250285B1; ATE264810T1; CA2398785A1; NO20023533L; US7008965B2; FR2804102B1; FR2804102A1; EP1250285A1; MXPA02007251A; KR100519403B1; CN1185163C; KR20020089329A; BR0107903A; JP2003520748A; RU2002122751A; NO20023533D0; DE60102892D1; CN1400954A; US20030162843A1; WO2001055029A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine wäßrige kolloidale Dispersion einer Verbindung von Cer und mindestens eines weiteren Elements, ausgewählt aus Seltenen Erden, außer Cer, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Aluminium, Gallium und Zirkonium.
Sole von Cer, insbesondere Sole von vierwertigem Cer, sind wohlbekannt. Überdies können Sole von Cer in Verbindung mit einem weiteren Element von großem Interesse sein, zum Beispiel für kosmetische Anwendungen oder auf dem Gebiet der Leuchtstoffe, und dies gilt insbesondere für solche, die dreiwertiges Cer enthalten können. Bei diesen Anwendungen werden jedoch konzentrierte und reine Sole benötigt.
Aus der US 4 606 847 sind Sole von Cer und einem weiteren Element wie Yttrium oder einer Seltenen Erde bekannt. Diese Sole weisen jedoch einen hohen Anteil an Verunreinigungen auf.
Der Gegenstand dieser Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu lösen und so konzentrierte und reine Sole zu erhalten, welche insbesondere dreiwertiges Cer enthalten können.
Die Erfindung betrifft also eine wäßrige kolloidale Dispersion einer Verbindung von Cer und mindestens einem weiteren Element, ausgewählt aus Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Aluminium, Gallium, Zirkon und der Gruppe der Seltenen Erden, die aus Yttrium und den Elementen im Periodensystem mit den Atomzahlen zwischen jeweils einschließlich 57 und 71 besteht, mit Ausnahme von Cer, wobei die Verbindung von Cer und dem Element M ein Oxid oder Oxidhydrat (Oxyhydrat) ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion eine Leitfähigkeit von höchstens 5 mS/cm aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen kolloidalen Dispersion, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Mischung von mindestens einem Cersalz und mindestens einem Salz des vorgenannten Elements M mit einer Base in Gegenwart einer Säure in einer solchen Menge reagieren läßt, daß das Atomverhältnis H⁺/(Ce + M) größer als 0,1 ist, wobei der pH-Wert des Reaktionsmilieus zwischen 7,5 und 9,5 liegt, und man dann den aus der vorangehenden Reaktion stammenden Niederschlag wäscht und in Wasser redispergiert.
Weitere Eigenschaften, Details und Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher bei der Lektüre der folgenden Beschreibung wie auch der konkreten Beispiele, die der Erläuterung dienen, aber die Erfindung nicht einschränken.
Im weiteren Verlauf der Beschreibung bezeichnet der Ausdruck kolloidale Dispersion oder Sol einer Verbindung von Cer und einem weiteren, vorgenannten Element jedes System, das aus feinen, festen Partikel in kolloidaler Größe auf der Basis von Oxiden und/oder Oxidhydraten (Hydroxiden) von Cer und einem weiteren Element in einer Suspension in einer flüssigen wäßrigen Phase besteht, wobei die genannten Spezies außerdem, gegebenenfalls, Restmengen an gebundenen oder absorbierten Ionen, wie zum Beispiel Acetate, Citrate, Nitrate, Chloride oder Ammoniumionen, enthalten können. Der prozentuale Anteil an gebundenen Ionen X oder gegebenenfalls X+Y, berechnet als molares Verhältnis X/Ce oder (X+Y)/Ce, kann zum Beispiel zwischen 0,01 und 1,5 variieren, bevorzugt zwischen 0,01 und 1. Es muß hervorgehoben werden, daß in derartigen Dispersionen Cer und das weitere Element entweder vollständig in Form von Kolloiden oder gleichzeitig in Form von Ionen oder Polyionen und in Form von Kolloiden auftritt.
Unter einer Seltenen Erde versteht man die Elemente der Gruppe bestehend aus Yttrium und den Elementen des Periodensystems mit den Atomzahlen jeweils einschließlich 57 und 71.
Eine erste Eigenschaft der erfindungsgemäßen Dispersion ist ihre Reinheit. Diese Reinheit wird mittels der Leitfähigkeit der Dispersion gemessen. Diese Leitfähigkeit beträgt höchstens 5 mS/cm. Sie kann kleiner als dieser Wert sein und also höchstens 2 mS/cm und vorzugsweise höchstens 1 mS/cm betragen. Besonders bevorzugt ist ein Wert von kleiner als 0,3 mS/cm.
Gemäß einer anderen Eigenschaft weist die erfindungsgemäße Dispersion eine Konzentration von mindestens 50 g/l auf. Diese Konzentration wird berechnet als Oxid und umfaßt die Summe der Oxide von Cer und des oder den anderen vorgenannten Elementen. Diese Konzentration kann insbesondere mindestens 80 g/l betragen.
Eine weitere Eigenschaft der Dispersion ist, daß sie Cer in der Oxidationsstufe III enthalten kann. In diesem Fall beträgt der Gehalt an Cer III im allgemeinen höchstens 50 %. Er wird hier und in der gesamten Beschreibung berechnet als atomares Verhältnis Ce(III)/Ce(gesamt). Der Gehalt an Cer III kann insbesondere höchstens 35 % betragen. Überdies liegt er vorzugsweise bei mindestens 0,5 %.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen sind besonders rein, bezogen auf Nitratanionen. Genauer gesagt beträgt der Gehalt an Nitratanionen in den Dispersionen, gemessen mittels des Gehalts an Nitratanionen in Gewicht der kolloidalen Partikel, weniger als 80 ppm. Die erfindungsgemäßen Dispersionen sind auch rein, was ihren Gehalt an Chloridionen betrifft.
Die Menge an Element M beträgt im allgemeinen höchstens 50 %, wobei diese Menge durch das Molverhältnis von Element M/ Summe der Mole an Element M und Cer berechnet wird. Das Element M kann in verschiedenen Oxidationsstufen vorliegen. Die Erfindung bezieht sich selbstverständlich auch auf Dispersionen mit mehreren Elementen M.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen können weiterhin einen erhöhten pH-Wert aufweisen, zum Beispiel zwischen 5 und 8. Diese pH-Werte, die annähernd im neutralen Bereich liegen, ermöglichen interessante Anwendungen der erfindungsgemäßen Dispersionen.
Die kolloidalen, die erfindungsgemäßen Sole bildenden Partikel sind fein. So können sie einen mittleren Durchmesser aufweisen, der insbesondere zwischen 2 und 6 nm beträgt. Dieser Durchmesser wird mittels photometrischer Zählung ausgehend von einer Analyse mittels HRTEM (Hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie) bestimmt.
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionen wird nun beschrieben.
Das Verfahren umfaßt einen ersten Schritt, in welchem man eine Mischung aus mindestens einem Cersalz und mindestens einem Salz des Elements M mit einer Base reagieren läßt. Man geht insbesondere von einem Cer-III-Salz aus oder einer Mischung aus einem Cer-IV-Salz mit einem Cer-III-Salz.
Als Base können insbesondere Produkte vom Hydroxidtyp verwendet werden. Es können Alkalimetallhydroxide, Erdalkalimetallhydroxide und Ammoniak genannt werden. Es können auch sekundäre, tertiäre oder quartäre Amine verwendet werden. Die Amine und Ammoniak sind jedoch bevorzugt, insofern sie das Risiko einer Verunreinigung mit Alkalimetall- oder Erdalkalimetallkationen verringern. Es kann auch Harnstoff genannt werden.
Als Cer-III-Salze können insbesondere Acetat, Chlorid oder Nitrat von Cer III verwendet werden, wie auch Mischungen dieser Salze, wie eine Mischung aus Acetat/Chlorid. Als Cer-IV-Salz kann Cer-IV-Nitrat verwendet werden, und für die anderen Elemente insbesondere Chloride und Nitrate. Es können für das oder die anderen Elemente) M Salze vom gleichen Typ verwendet werden.
Gemäß einer besonderen Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verfahrens verläuft die Reaktion des Cersalzes mit der Base in Gegenwart einer Säure.
Als verwendbare Säuren können anorganische Säuren und insbesondere die genannt werden, die den in der Reaktion verwendeten Cersalzen entsprechen, insbesondere den Cer-III-Salzen. So können insbesondere Essigsäure, Salpetersäure und Salzsäure genannt werden.
Es ist hervorzuheben, daß die Säure auch durch das Lösen eines Salzes, in welches sie eingebaut ist, eingebracht werden kann. Zum Beispiel kann als Aus gangslösung eine Chloridlösung von Titansäure wie TiOCl₂·2HCl verwendet werden.
Die anwesende oder verwendete Säuremenge bei der Reaktion ist derart, daß das atomare Verhältnis H⁺/(Ce+M) größer ist als 0,1, vorzugsweise größer als 0,25.
Die Reaktion der Base mit den Salzen kann kontinuierlich ausgeführt werden, wobei man darunter die gleichzeitige Zugabe der Reagenzien zum Reaktionsmilieu versteht.
Der pH-Wert des Reaktionsmilieus liegt üblicherweise zwischen 7,5 und 9,5. Es kann unter derartigen Bedingungen gearbeitet werden, daß der pH-Wert des Reaktionsmilieus während der Reaktion konstantgehalten wird.
Am Ende der vorgenannten Reaktion wird ein Niederschlag erhalten. Dieser Niederschlag kann vom flüssigen Milieu mittels jedes bekannten Verfahrens, zum Beispiel Zentrifugation, abgetrennt werden. Der so erhaltene Niederschlag kann dann in Wasser resuspendiert werden, um so die erfindungsgemäße Dispersion zu ergeben. Die Konzentration an Cer in der so erhaltenen Dispersion liegt im allgemeinen zwischen 0,005 M und 2 M, vorzugsweise zwischen 0,05 M und 0,25 M.
Vorzugsweise kann der aus der Reaktion stammende Niederschlag gewaschen werden. Diese Wäsche kann so ausgeführt werden, daß der Niederschlag wieder in Wasser gegeben wird und nach dem Rühren die feste Phase von der flüssigen, zum Beispiel mittels Zentrifugation, getrennt wird. Dieser Arbeitsschritt kann, wenn nötig, mehrere Male wiederholt werden.
Gemäß einer Variante bzw. Ausführungsform der Erfindung kann die nach dem Resuspendieren in Wasser erhaltenen Dispersion mittels Ultrafiltration gereinigt und/oder konzentriert werden.
Das Waschen und die Ultrafiltration können an Luft oder in einer Atmosphäre aus Luft und Stickstoff oder auch unter Stickstoff ausgeführt werden. Die Atmo sphäre, unter der diese Arbeitsschritte ausgeführt werden, spielt eine Rolle bei der Umwandlung von Cer III in Cer IV.
Nach dem Resuspendieren in Wasser und gegebenenfalls dem Waschen und, vorzugsweise, vor dem Konzentrationsschritt, sofern eine Konzentration durchgeführt wird, kann es vorteilhaft sein, die Dispersion einer Oxidation zu unterziehen; dadurch wird die Stabilität der Dispersion verbessert. Die Oxidationsbehandlung kann zum Beispiel auf zwei Arten ausgeführt werden.
Eine erste Art besteht darin, die Dispersion unter Luft für einen Zeitraum von 3 bis 20 Stunden zum Beispiel zu rühren. Die zweite Art besteht darin, Wasserstoffperoxid zur Dispersion zu geben. Die Menge an zugegebenem Wasserstoffperoxid ist so eingestellt, daß in der endgültigen Dispersion das oben angegebenen Ce(III)/Ce(gesamt)-Verhältnis erhalten wird. Diese Oxidation durch Zugabe von Wasserstoffperoxid wird vorzugsweise unter Rühren an Luft der Dispersion für einen Zeitraum von mehr als 2 Stunden ausgeführt. Der Zeitraum für die Zugabe von Wasserstoffperoxid kann zwischen 30 Minuten und 6 Stunden betragen.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen können in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden. Es kann der Bereich der Katalyse, insbesondere bei der Nachverbrennung im Kraftfahrzeugbereich, genannt werden, wobei die Dispersionen zur Herstellung des Katalysators verwendet werden. Die Dispersionen können auch im Bereich der Schmiermittel und bei Keramiken, bei der Herstellung von Leuchtstoffverbindungen oder bei Kosmetika verwendet werden, wobei sie in diesem Fall bei der Herstellung von kosmetischen Zubereitungen, insbesondere bei der Herstellung von UV-Schutzcremes, Eingang finden. Sie können auf einem Substrat als Konosionsschutzmittel verwendet werden.
Es werden nun Beispiele folgen. In diesen Beispielen wird die Leitfähigkeit mittels eines METHROM 660 CONDUCTOMETER Leitfähigkeitsmessgerätes mit einer TACUSSEL XE100 Leitfähigkeitszelle gemessen. Die Gehalte an Cer III werden wie vorher genannt angegeben (Atomverhältnis Ce(III)/Ce(gesamt)).
Beispiel 1
Dieses Beispiel betrifft eine wäßrige kolloidale Dispersion aus Nanopartikeln von Cer und Titan bei einem pH-Wert annähernd im neutralen Bereich. Es werden unter Rühren 562,8 g Ce(CH₃COO)₃ zu 49,3 % CeO₂ (das entspricht 1,6 Mol Ce) und 125 g TiOCl₂·2HCl zu 3,19 mol/kg mit einer Dichte von 1,56 (das entspricht 0,4 Mol TiO₂) zusammengegeben. Es wird auf 3000 ml mit demineralisiertem Wasser aufgefüllt. Das molare Verhältnis H⁺/(Ce+Ti) beträgt 0,4.
Die Fällung des Feststoffes wird in einem kontinuierlichen Aufbau durchgeführt, der:

– einen Reaktor mit einem Liter Fassungsvermögen, ausgestattet mit einem Blattrührer, der auf 400 U/min eingestellt ist, einer Vorlage mit 0,5 1 Fassungsvermögen und einer Kontrollelektrode,
– zwei Zuführungskolben, welche zum einen die vorher beschriebene Lösung der Cersalze und zum anderen eine 3 N Ammoniaklösung enthalten,

Der Zufluß an Ceracetat- und TiOCl₂-Lösung wurde auf etwa 600 ml/h eingestellt und der Zufluß der Ammoniaklösung auf 340 ml/h. So wurden in 288 min 2880 ml der Mischung aus den Cer- und Titansalzen und 1630 ml 3 N Ammoniak zusammengegeben.
Der pH-Wert des Reaktionsmilieus betrug während der gesamten Dauer der Reaktion 8,5.
Es wurde eine Ausbeute an gefälltem Ce+Ti von 47 % ermittelt.
Es wurde ein Niederschlag erhalten, der mittels Zentrifugation abgetrennt wurde.
Durch Calcinierung bei 1000 °C wurde bestimmt, daß der Niederschlag 15 % Cer- und Titanoxid enthält.
Der Niederschlag wurde mittels Zugabe von demineralisiertem Wasser dispergiert, um eine 0,12 M Dispersion von Ce + Ti zu erhalten. Es wurde 15 min lang gerührt. Dann wurde von neuem zentrifugiert. Genau so werden zwei nachfolgenden Arbeitsschritte ausgeführt. Der Gehalt an Cer III in der Dispersion beträgt 60 %. Die Dispersion wird anschließend über Nacht unter einer Luftatmo sphäre gerührt. Am Ende der Behandlung beträgt der Cer III-Gehalt in der Dispersion 6,5 %, der Gesamtgehalt an Cer beträgt 17,2 g/l.
100 ml der 0,1 M Dispersion von Ce + Ti werden auf 300 ml mit demineralisiertem Wasser verdünnt. Mittels Ultrafiltration über 3 KD-Membranen wird bis auf 100 ml aufkonzentriert. Es werden so drei Ultrafiltrationen ausgeführt. Bei der letzten Ultrafiltration wird so aufkonzentriert, daß eine konzentrierte Dispersion mit einer Konzentration von 5,7 % Cer- und Titanoxid erhalten wird. Der pH-Wert beträgt 5,4 und die Leitfähigkeit 1,4 mS/cm. Die Nitratkonzentration der kolloidalen Dispersion ist kleiner als 80 ppm. Durch Kryometrie MET wurde eine Größe der Nanopartikel von etwa 3 bis 4 nm ermittelt.
Die erhaltene Dispersion ist bis zu 6 Monate lang stabil.
Beispiel 2
Dieses Beispiel betrifft eine wäßrige, kolloidale Dispersion aus Nanopartikeln von Cer und Eisen bei einem neutralen pH-Wert.
In einem Becher werden unter Rühren 307 g einer Cer(III)-nitratlösung mit 3 M/l Cer(III) mit einer Dichte von 1,715 und einem H⁺-Gehalt von 0,01 (das entspricht 0,537 Mol Ce³⁺), dann 194,5 g Ce(NO₃)₄ mit 1,325 M/l Ce⁴⁺ mit einer Dichte von 1,44 und einem H⁺-Gehalt von 0,7 N (das entspricht 0,179 Mol Ce⁴⁺), dann 73,8 g 98%iges Fe(NO₃)₃·9H₂O (das entspricht 0,18 Mol), die vorher in einem Gesamtvolumen von 358 ml (Lösung mit einem pH-Wert von 1) gelöst wurden, und dann 32,2 g konzentrierte Essigsäure von Prolabo (das entspricht 0,54 Mol CH₃COOH) zusammengegeben. Es wird auf 2000 ml mit demineralisiertem Wasser aufgefüllt. Das Ganze wird gerührt, bis eine für das Auge klare Lösung erhalten wurde. Die erhaltene Mischung weist nun eine Konzentration von etwa 0,45 M Cer und Eisen auf.
Die Fällung des Feststoffes wird in einem kontinuierlichen Aufbau wie in Beispiel 1 beschrieben ausgeführt.
So werden innerhalb von 240 min 2000 ml der Cer- und Eisensalzlösung und 800 ml 3 N Ammoniak zusammengegeben.
Die nach der Redispersion des Niederschlags an Luft erhaltene kolloidale Dispersion wird mittels Ultrafiltration mit demineralisiertem, vorher auf einen pH- Wert von 7,5 eingestelltem Wasser gewaschen und anschließend mittels Ultrafiltration aufkonzentriert, bis eine konzentrierte Dispersion mit einer Konzentration von 10,5 % Cer- und Eisenoxid erhalten wird.
Es wird so eine Dispersion erhalten, die über mindestens 6 Monate gegenüber einem Absetzen stabil ist.
Beispiel 3
Dieses Beispiel betrifft eine wäßrige kolloidale Dispersion aus Nanopartikeln von Cer und Lanthan bei einem pH-Wert annähernd im neutralen Bereich.
Es werden unter Rühren in einem Becher 512 g Ceracetat mit 49,3 % CeO₂ und 208 cm³ konzentrierte Essigsäure zusammengegeben und auf 3000 ml durch Zugabe von demineralisiertem Wasser aufgefüllt.
Zu 2500 ml dieser Acetatlösung von Ce(III) mit 1,225 Mol Ce werden 500 cm³ einer Acetatlösung von La(III) mit 0,57 M La, also 0,285 Mol La, zugefügt. Das molare Verhältnis H⁺/(Ce + La) beträgt 2,0.
Die Fällung des Feststoffes wird in einem kontinuierlichen Aufbau wie in Beispiel 1 beschrieben ausgeführt.
So wurden innerhalb von 267 min 2670 ml der Cer- und Lanthanacetatlösung und 1971 ml 3 N Ammoniak zusammengegeben.
Der pH-Wert im Reaktionsmilieu betrug während der gesamten Dauer der Reaktion 8,5.
Es wurde eine Ausbeute an Ce + La-Niederschlag von 85 % ermittelt.
Es wird ein Niederschlag erhalten, welcher mittels Zentrifugation abgetrennt wird.
Durch Calcinierung bei 1000 °C wird ein Gehalt an 21 % Cer- und Lanthanoxid im Niederschlag bestimmt.
Der Niederschlag wird mittels Zugabe von demineralisiertem Wasser dispergiert, um eine Dispersion von 0,15 M Ce + La zu erhalten. Es wird 15 min gerührt. Dann wird erneut zentrifugiert. Genau so werden nacheinander zwei Arbeitsschritte ausgeführt. Der Gehalt an Cer III in der Dispersion beträgt 60 %. Die Dispersion wird anschließend eine Nacht lang unter einer Luftatmosphäre ge rührt. Am Ende dieser Behandlung beträgt der Cer III-Gehalt in der Dispersion 5 %.
100 ml der Dispersion mit 0,15 M Ce + La werden mittels demineralisiertem Wasser auf 300 ml verdünnt. Mittels Ultrafiltration über 3 KD-Membranen wird bis auf 100 ml aufkonzentriert. Es werden so drei Ultrafiltrationen ausgeführt. Bei der letzten Ultrafiltration wird so aufkonzentriert, daß eine konzentrierte Dispersion mit einer Konzentration von 15,5 % Cer- und Lanthanoxid erhalten wird. Der pH-Wert beträgt 5,5 und die Leitfähigkeit 0,24 mS/cm. Die Nitratkonzentration der kolloidalen Dispersion ist kleiner als 80 ppm. Durch Kryometrie MET, wurde eine Größe der Nanopartikel von etwa 3 bis 4 nm ermittelt.
Die so erhaltene Dispersion ist mindestens 6 Monate lang gegenüber einem Absetzen stabil.
Beispiel 4
Dieses Beispiel betrifft eine wäßrige kolloidale Dispersion aus Nanopartikeln von Cer und Aluminium bei einem pH-Wert annähernd im neutralen Bereich.
Es werden unter Rühren in einem Becher 585 g Ceracetat mit 49,3 % CeO₂ (1,67 Mol Ce), 101 g AlCl₃·9H₂O (M_w = 241 g/Mol, 0,42 Mol Al) und 103 g 10 M HCl zusammengegeben und auf 3000 ml durch Zugabe von demineralisiertem Wasser aufgefüllt. Das molare Verhältnis H⁺/(Ce + Al) beträgt 0,5.
Die Fällung des Feststoffes wird in einem kontinuierlichen Aufbau wie in Beispiel 1 beschrieben ausgeführt.
So wurden innerhalb von 244 min 2440 ml der Cer- und Aluminiumacetatlösung und 1580 ml 3 N Ammoniak zusammengegeben.
Der pH-Wert im Reaktionsmilieu betrug während der gesamten Dauer der Reaktion 8,5.
Es wurde eine Ausbeute an Niederschlag von 64 % ermittelt.
Es wird ein Niederschlag erhalten, welcher mittels Zentrifugation abgetrennt wird.
Durch Calcinierung bei 1000 °C wird ein Gehalt von 8,1 % an Cer- und Aluminiumoxid im Niederschlag bestimmt.
Der Niederschlag wird mittels Zugabe von demineralisiertem Wasser dispergiert, um eine Dispersion von 0,25 M Ce + Al zu erhalten. Es wird 15 min gerührt. Dann wird erneut zentrifugiert. Genau so werden nacheinander zwei Arbeitsschritte ausgeführt. Der Gehalt an Cer III in der Dispersion beträgt 60 %. Die Dispersion wird anschließend eine Nacht lang unter einer Luftatmosphäre gerührt. Am Ende dieser Behandlung, beträgt der Cer III-Gehalt in der Dispersion 31 %.
100 ml der Dispersion mit 0,25 M Ce + Al werden mittels demineralisiertem Wasser auf 300 ml verdünnt. Mittels Ultrafiltration über 3 KD-Membranen wird bis auf 100 ml aufkonzentriert. Es werden so drei Ultrafiltrationen ausgeführt. Bei der letzten Ultrafiltration wird so aufkonzentriert, daß eine konzentrierte Dispersion mit einer Konzentration von 10,6 % Oxid erhalten wird. Der pH-Wert der Dispersion beträgt 6.
Es wird so eine Dispersion erhalten, die über mindestens 6 Monate gegenüber einem Absetzen stabil ist.

Claims

Wäßrige kolloidale Dispersion einer Verbindung von Cer und mindestens einem weiteren Element M, ausgewählt aus Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Aluminium, Gallium, Zirkonium und der Gruppe der Seltenen Erden, bestehend aus Yttrium und den Elementen im Periodensystem mit den Atomzahlen zwischen 57 und 71 jeweils einschließlich mit Ausnahme von Cer, wobei die Verbindung aus Cer und dem Element M ein Oxid oder ein Oxidhydrat ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion eine Leitfähigkeit von höchstens 5 mS/cm aufweist.
Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion eine Konzentration von mindestens 50 g/l, insbesondere mindestens 80 g/l, aufweist, wobei diese Konzentration als Oxid berechnet ist und die Summe der Oxide von Cer und des oder der Elemente M umfaßt.
Dispersion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion Cer III enthält.
Dispersion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion einen Gehalt an Cer III, bezogen auf die Gesamtmenge an Cer, von höchstens 50 %, insbesondere von höchstens 35 %, aufweist.
Dispersion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion eine Menge an Element M von höchstens 50 % aufweist, berechnet als das Verhältnis der Mol von Element M zur Summe der Mol von Element M und Cer.
Dispersion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kolloidalen Teilchen einen Nitratgehalt von weniger als 80 ppm aufweisen.
Dispersion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion einen pH-Wert zwischen 5 und 8 aufweist.
Dispersion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion eine Leitfähigkeit von höchstens 2 mS/cm, insbesondere höchstens 1 mS/cm, aufweist.
Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion eine Leitfähigkeit von weniger als 0,3 mS/cm aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer kolloidalen Dispersion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung mindestens eines Cersalzes und mindestens eines Salzes eines vorgenannten Elementes M mit einer Base in Gegenwart einer Säure in einer solchen Menge, daß das H⁺/(Ce + M)-Atomverhältnis größer als 0,1, vorzugsweise größer als 0,25, ist, reagieren läßt, wobei der pH-Wert des Reaktionsmilieus zwischen 7,5 und 9,5 liegt, und man dann den aus der vorangehenden Reaktion stammenden Niederschlag (Präzipitat) wäscht und in Wasser redispergiert.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Redispergieren des Niederschlags in Wasser die erhaltene Dispersion mittels Ultrafiltration reinigt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Cersalz ein Cer(III)-Salz, insbesondere ein Acetat oder ein Chlorid, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion kontinuierlich durchführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Redispergieren des Niederschlags in Wasser die Dispersion einer Oxidationsbehandlung unterzieht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxidationsbehandlung unter Rühren der Dispersion unter Luft oder aber durch Zugabe von Wasserstoffperoxid durchführt.
Verwendung einer Dispersion gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 oder erhältlich durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15 auf einem Substrat bzw. Träger als Korrosionsschutzmittel, in einer kosmetischen Zusammensetzung, in der Katalyse insbesondere zur Nachverbrennung im Kraftfahrzeugbereich, im Bereich der Schmiermittel oder in Keramiken.