一种铈锆复合氧化物、其制备方法及催化剂的应用

文档序号:10620340
一种铈锆复合氧化物、其制备方法及催化剂的应用
【专利摘要】本发明提供了一种铈锆复合氧化物、其制备方法及催化剂的应用。该铈锆复合氧化物具有复合相结构,包括氧化铈相和铈锆固溶体相,铈锆固溶体相的化学式为CexZr1-x-yMyO2,M为除铈外的稀土元素、过渡金属元素和碱土金属元素中的任一种或多种,x为15~85mol%,y为0~20mol%。由于氧化铈相和铈锆固溶体相具有不同的晶胞参数,使得氧化铈相和铈锆固溶体相具有不同的相晶界,从而减少了烧结颈的接触面积,在氧化铈相和铈锆固溶体相之间的协同或耦合作用下,铈锆复合氧化物具有较高的抗烧结性能,从而使得铈锆复合氧化物的高温稳定性得以提高。
【专利说明】
-种柿错复合氧化物、其制备方法及催化剂的应用
技术领域
[0001] 本发明设及姉错复合氧化物技术领域,具体而言,设及一种姉错复合氧化物、其制 备方法及催化剂的应用。
【背景技术】
[0002] 随着国内外工业废气、机动车尾气排放标准越来越严格,对工业废气和机动车尾 气净化催化剂的要求也越来越高。机动车作为流动污染源,在运行过程中尾气组分与性质 不断发生变化,使得普通催化剂难于对机动车尾气进行有效净化处理,而由此开发出了含 有销、钮、锭贵金属的汽车尾气净化催化剂和摩托车尾气净化催化剂等,运些催化剂中使用 了一种关键活性涂层材料,即姉错复合氧化物材料。姉错复合氧化物中的氧化姉具有价态 可变性,在氧化或还原气氛中会发生Ce4+和Ce 的变化,从而使得姉错复合氧化物具有储放 氧功能,可有效拓宽催化剂空燃比窗口,大幅提升汽车尾气催化剂的催化净化性能。姉错复 合氧化物应用在汽车尾气催化剂,还需要耐受尾气较高的劣化溫度,保持材料结构和性能 的稳定性。因此具有高比表面、优良性能的姉错复合氧化物目前在机动车尾气净化催化剂 中广泛应用,已成为机动车尾气净化催化剂不可替代的关键材料。
[0003] 对于采用姉错复合氧化物制备的催化剂而言,通常高比表面是十分必需的。然而 在汽车尾气的高溫作用下,姉错复合氧化物的比表面会不断下降,性能也随之劣化。为适应 更加严格的机动车尾气排放标准,开发高比表面、高稳定性、高储放氧姉错复合氧化物成为 必然趋势。然而,现有技术制备的姉错复合氧化物的高溫稳定性仍存在不足,从而影响姉错 复合氧化物的催化使用性能。专利CN101096012度)提到了氧化姉和氧化错基混合氧化物, 其目的是为了提高贵金属销的分散性,而且运种混合物种氧化姉的比例为50vol %或更高, 运种姉错氧化物的抗老化性能较差,在l〇〇〇°C老化化氧化姉比例为80. 6 vol %且比表面 积仅为14. 4m7g。专利CN101024513B报道了一种具有棒状颗粒的姉错复合氧化物,但是其 对棒状颗粒产生的机理没有进行确切的阐述,棒状颗粒的比例也不可控,运对产品生产的 稳定性和催化应用效果一致性受到了很大限制。

【发明内容】

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种姉错复合氧化物、其制备方法及催化剂的应用, W提高姉错复合氧化物的高溫稳定性和催化应用效果。
[0005] 为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种姉错复合氧化物,该姉 错复合氧化物具有复合相结构,包括氧化姉相和姉错固溶体相,姉错固溶体相的化学式为 Ce^TixyMyA,Μ为除姉外的稀±元素、过渡金属元素和碱±金属元素中的任一种或多种,X 为 15 ~85mol %,y 为 0 ~20mol %。
[0006] 进一步地,姉错复合氧化物在1000°C保溫4h后,氧化姉相在姉错复合氧化物中所 占比例为0. 5~30vol %,优选为3~20vol %。
[0007] 进一步地,姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒,在 1000°C保溫地后,氧化姉针状颗粒的直径为7~20nm,氧化姉针状颗粒的长度为50~ 300nm,姉错固溶体类球形颗粒的直径为5~30nm,氧化姉针状颗粒在姉错复合氧化物中所 占体积比为0. 5~25vol%。
[0008] 进一步地,姉错复合氧化物在1000°C保溫地后的孔径为5~45皿,优选为10~ 40皿;姉错复合氧化物在1000°C保溫地后的比表面积大于50mVg。
[0009] 进一步地,姉错复合氧化物在800°C进行还原处理后,在500°C下储氧量大于 600 μ molOz/g。
[0010] 进一步地,除姉外的稀±元素为La、Pr、Nd、Υ、Sm、Eu、化、孔中的任一种或多种; 过渡金属元素为化、Μη、化中的任一种或多种;碱±金属元素为Mg、Ca、Sr、Ba中的任一种 或多种。
[0011] 根据本发明的另一方面,还提供了一种姉错复合氧化物的制备方法,该制备方法 包括W下步骤:步骤S1、根据本发明提供的姉错复合氧化物中的姉错固溶体相的组分比例 配置包含四价姉离子、错离子及渗杂金属离子的料液A,并根据姉错复合氧化物中的氧化 姉相所占比例配置Ξ价姉离子溶液,W及向Ξ价姉离子溶液中添加配合物W得到料液B,其 中,渗杂金属离子为姉错复合氧化物中的M,配合物含有姉离子的配离子;步骤S2、将料液 A、料液B与沉淀剂同时加入反应器中混合反应,调节抑在7~13,得到沉淀浆料;步骤S3、 对沉淀浆料进行陈化;步骤S4、将陈化后的沉淀浆料进行固液分离后获得沉淀物,并对沉 淀物进行后处理后得到姉错复合氧化物。
[0012] 进一步地,配合物为有机酸、有机胺或脂肪醇中的任一种或多种,优选为乙二胺四 乙酸、巧樣酸、乙酸、水杨酸、对甲基苯甲酸或硬脂醇中的任一种或多种。
[0013] 进一步地,配合物的用量为Ξ价姉离子溶液中的Ξ价姉离子的摩尔量的1%~ 20%,优选为3%~10%。
[0014] 进一步地,沉淀剂包含碳酸氨儀溶液或锭、钢、钟中至少一种元素的氨氧化物、碳 酸盐或碳酸氨盐中的至少一种,优选为氨氧化钢、氨水或碳酸氨锭中的至少一种。
[0015] 进一步地,步骤S2中,沉淀反应溫度为25~95°C,反应时间为0. 5~lOh。
[001引 进一步地,步骤S2中,调节抑在为8~10。
[0017] 进一步地,步骤S3中,陈化溫度为50°C~300°C,陈化时间为3小时W上。
[0018] 进一步地,后处理包括干燥、赔烧、分级步骤中的至少一步;当后处理包括赔烧时, 赔烧溫度为500~800°C,赔烧时间为1~lOh。
[0019] 根据本发明的又一方面,提供了一种由上述的姉错复合氧化物制备而成的催化剂 的应用,该催化剂应用于机动车尾气净化、天然气催化燃烧、有机废气净化处理和工业废气 脱硝处理。
[0020] 应用本发明的技术方案,本发明提供的姉错复合氧化物包含氧化姉相和姉错固溶 体相,由于氧化姉相和姉错固溶体相具有不同的晶胞参数,使得氧化姉相和姉错固溶体相 具有不同的相晶界,从而减少了烧结颈的接触面积,在氧化姉相和姉错固溶体相之间的协 同或禪合作用下,姉错复合氧化物具有较高的抗烧结性能,从而使得姉错复合氧化物的高 溫稳定性得W提高。另外由于本发明具有复合相姉错复合氧化物中针状氧化姉和类球形姉 错固溶体的存在,两种形貌颗粒相互支撑、相互作用,使得本发明姉错复合氧化物具有较高 的比表面,具有良好耐溫性能的合适的孔道结构,并提高了姉错复合氧化物的储氧能力,使 得由本发明姉错复合氧化物制备的催化剂具有良好的催化应用性能和效果。
【附图说明】
[0021] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0022] 图1示出了本发明实施例4提供的姉错复合氧化物的邸D图谱;W及
[0023] 图2示出了本发明实施例4提供的姉错复合氧化物(复合相)和现有技术提供的 姉错复合氧化物(单相)的催化性能的比较图;
[0024] 图3示出了本发明实施例4提供的姉错复合氧化物的TEM图。
【具体实施方式】
[0025] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可W相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0026] 需要注意的是,运里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】,而非意图限制根 据本申请的示例性实施方式。如在运里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式 也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语"包含"和/或"包 括"时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0027] 由【背景技术】可知,现有姉错复合氧化物的高溫稳定性存在不足,从而影响姉错复 合氧化物的催化使用性能。本发明的发明人针对上述问题进行研究,提出了一种姉错复合 氧化物,该姉错复合氧化物具有复合相结构,包括氧化姉相和姉错固溶体相,姉错固溶体相 的化学式为CeyZri y yM/)2, Μ为除姉外的稀±元素、过渡金属元素和碱±金属元素中的任一 种或多种,X为15~85mol%,y为0~20mol%。
[0028] 本发明提供的姉错复合氧化物包含氧化姉相和姉错固溶体相,由于氧化姉相和姉 错固溶体相具有不同的晶胞参数,使得氧化姉相和姉错固溶体相具有不同的相晶界,且从 而减少了烧结颈的接触面积,在氧化姉相和姉错固溶体相之间的协同或禪合作用下,姉错 复合氧化物具有较高的抗烧结性能,从而使得姉错复合氧化物的高溫稳定性得W提高。另 外由于本发明具有复合相姉错复合氧化物中针状氧化姉和类球形姉错固溶体的存在,两种 形貌颗粒相互支撑、相互作用,使得本发明姉错复合氧化物具有较高的比表面,具有良好耐 溫性能的合适的孔道结构,并提高了姉错复合氧化物的储氧能力,使得由本发明姉错复合 氧化物制备的催化剂具有良好的催化应用性能和效果。
[0029] 上述除姉外的稀±元素为1^曰、?'、炯、¥、5111、611、化、孔中的任一种或多种;过渡金 属元素为化、Mn、Ni中的任一种或多种;碱±金属元素为1旨、〔曰、51"、83中的任一种或多种。
[0030] 为了进一步提高姉错复合氧化物的高溫稳定性,姉错复合氧化物在l〇〇〇°C保溫 地后,氧化姉相在姉错复合氧化物中所占比例为0. 5~30vol%,优选为3~20vol%。其 中,氧化姉相在姉错复合氧化物中所占比例可W通过XRD图谱分析获得。
[0031] 优选地,姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒,在 1000°C保溫地后,氧化姉针状颗粒的直径为7~20nm,氧化姉针状颗粒的长度为50~ 300nm,姉错固溶体类球形颗粒的直径为5~30nm,氧化姉针状颗粒在姉错复合氧化物中所 占体积比为0. 5~25vol%。此时,由于针状氧化姉和类球形姉错固溶体的存在,两种形貌 颗粒相互支撑、相互作用,使得本发明姉错复合氧化物具有较高的比表面,具有耐溫性能良 好的合适的孔道结构,并提高了姉错复合氧化物的储氧能力,使得由本发明姉错复合氧化 物制备的催化剂具有良好的催化应用性能和效果。
[0032] 为了进一步提高姉错复合氧化物的稳定性,在一种优选实施方式中,姉错复合 氧化物在l〇〇〇°C保溫4h后的孔径为5~45nm,更优选为10~40nm ;姉错复合氧化物在 1000°C保溫地后的比表面积大于50m2/g。
[0033] 优选地,上述姉错复合氧化物在800°C还原处理后在500°C下储氧量大于 600 μmol化/g。其中,姉错储氧量测试采用美国康塔化embetP化SARTPR/Tro化学吸附仪, 氧脉冲滴定测试方法。
[0034] 根据本发明的另一方面,提供了一种姉错复合氧化物的制备方法,该制备方法包 括W下步骤:步骤S1、根据本发明提供的姉错复合氧化物中的姉错固溶体相的组分比例配 置包含四价姉离子、错离子及渗杂金属离子的料液A,并根据姉错复合氧化物中的氧化姉相 所占比例配置Ξ价姉离子溶液,W及向Ξ价姉离子溶液中添加配合物W得到料液B,其中, 渗杂金属离子为姉错复合氧化物中的M,配合物含有姉离子的配离子;步骤S2、将料液A、料 液B与沉淀剂同时加入反应器中混合反应,调节抑在7~13,使金属离子完全沉淀,得到沉 淀浆料;步骤S3、对沉淀浆料进行陈化;步骤S4、将陈化后的沉淀浆料进行固液分离后获得 沉淀物,并对沉淀物进行后处理后得到姉错复合氧化物。
[0035] 上述制备方法得到的姉错复合氧化物包含氧化姉相和姉错固溶体相,氧化姉相和 姉错固溶体相具有不同的晶胞参数,使得氧化姉相和姉错固溶体相具有不同的相晶界,且 姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒,两种不同形貌颗粒在空 间形成支架结构,减少了烧结颈的接触面积,在氧化姉相和姉错固溶体相之间的协同或禪 合作用下,姉错复合氧化物具有较高的抗烧结性能,从而使得姉错复合氧化物的高溫稳定 性得W提高,姉错复合氧化物并具有较高比表面和储氧能力,从而具有优异的催化应用性 能。
[0036] 下面将更详细地描述根据本发明提供的姉错复合氧化物的制备方法的示例性实 施方式。然而,运些示例性实施方式可W由多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只 限于运里所阐述的实施方式。应当理解的是,提供运些实施方式是为了使得本申请的公开 彻底且完整,并且将运些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
[0037] 首先,执行步骤S1,即根据本发明提供的姉错复合氧化物中的姉错固溶体相的组 分比例配置包含四价姉离子、错离子及渗杂金属离子的料液A,并根据姉错复合氧化物中的 氧化姉相所占比例配置Ξ价姉离子溶液,W及向Ξ价姉离子溶液中添加配合物W得到料液 B,其中,渗杂金属离子为姉错复合氧化物中的M,配合物含有姉离子的配离子
[0038] 配置A混合溶液使用的姉为四价硝酸姉或硝酸姉锭,错盐为硝酸氧错或氯氧化 错、其他渗杂金属离子为硝酸盐或氯化物。配置料液B,所用的姉可为Ξ价硝酸姉、氯化姉W 及其他可溶性Ξ价姉原料,所用配合物包括有机酸、有机胺、脂肪醇中的任一种或多种,优 选为乙二胺四乙酸、巧樣酸、乙酸、水杨酸、对甲基苯甲酸、硬脂醇中的任一种或多种。配合 物用量为Ξ价姉离子摩尔量的1 %~20%,优选为3%~10%。
[0039] 在该步骤中,料液A中使用四价姉原料的目的是为了使得姉错固溶体相在反应过 程中姉和错在同一水平下沉淀结晶,由于四价姉和四价错溶度积常数相近,开始沉淀的抑 值相近,有利于姉错固溶体相的固溶。向料液B中加入配合物,是为了改变姉的配位状态, 在与沉淀剂反应的过程中有利于氧化姉相的形成,并且在配合物存在的条件下氧化姉相会 发生材料自组装行为,陈化过程中颗粒之间产生取向连生的生长模式,容易形成棒状颗粒, 通过控制料液A和料液B的比例来控制姉错复合氧化物复合相中氧化姉相和姉错固溶体相 的比例。
[0040] 完成步骤S1后,执行步骤S2,即将料液A、料液B与沉淀剂同时加入反应器中混合 反应,调节抑在7~13,使金属离子完全沉淀,得到沉淀浆料。在该步骤中,沉淀反应溫度 为25~95°C,反应时间为0. 5~lOh。
[0041] 上述沉淀剂可包含碳酸氨儀溶液或锭、钢、钟中至少一种元素的氨氧化物、碳酸盐 或碳酸氨盐中的至少一种,优选为氨氧化钢、氨水或碳酸氨锭中的至少一种。
[0042] 完成步骤S2后,执行步骤S3,即对沉淀浆料进行陈化。对沉淀浆料进行陈化处理 的步骤中,优选地,陈化处理的溫度为50°C~300°C,陈化处理的时间大于化。
[0043] 最后,执行步骤S4,即将陈化后的沉淀浆料进行固液分离后获得沉淀物,并对沉 淀物进行后处理后得到姉错复合氧化物。优选地,后处理包括干燥、赔烧、分级步骤中的至 少一步。赔烧处理的溫度和时间可W根据实际需求进行设定,优选地,赔烧溫度为500~ 800°C,赔烧时间为1~lOh。
[0044] 本发明还提供一种由上述的姉错复合氧化物制备而成的催化剂的应用,该催化剂 应用于机动车尾气净化、天然气催化燃烧、有机废气净化处理和工业废气脱硝处理。
[0045] 由于氧化姉相和姉错固溶体相具有不同的晶胞参数,使得氧化姉相和姉错固溶体 相具有不同的相晶界,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗 粒,两种不同形貌颗粒在空间形成支架结构,减少了烧结颈的接触面积,在氧化姉相和姉错 固溶体相之间的协同或禪合作用下,姉错复合氧化物具有较高的抗烧结性能,从而使得姉 错复合氧化物的高溫稳定性得W提高。另外由于本发明具有复合相姉错复合氧化物中针状 氧化姉和类球形姉错固溶体的存在,两种形貌颗粒相互支撑、相互作用,使得本发明姉错复 合氧化物具有较高的比表面,具有良好耐溫性能的合适的孔道结构,并提高了姉错复合氧 化物的储氧能力,使得由本发明姉错复合氧化物制备的催化剂具有良好的催化应用性能和 效果。
[0046] 下面将结合实施例进一步说明本发明提供的姉错复合氧化物及姉错复合氧化物 的制备方法。
[0047] 实施例1
[0048] 本实施例提供的姉错复合氧化物的制备方法包括W下步骤:
[0049] 首先,按Ce/Zr/Nd的摩尔比为35:61:4进行配料,得到浓度为1. 5M的四价硝酸 姉、硝酸钦和硝酸氧错姉错固溶体相混合溶液A (体积为3L);然后配置浓度为1. 5M的Ξ价 硝酸姉溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量10%乙二胺四乙酸W得到 料液B (体积为160ml);接下来,通过并流加料的方式将A液、B液与沉淀剂氨水进行混合沉 淀反应,调节反应体系抑值为10,反应时间3小时,反应溫度为60°C,得到姉错复合氨氧化 物沉淀浆料,将沉淀浆料在50°C水浴条件下陈化2化后对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干 W得到沉淀物;最后,将沉淀物在600°C下赔烧3小时W得到姉错复合氧化物。
[0050] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫地后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为5vol %,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒,在 1000°C保溫地后,针状颗粒直径为8~10皿,长为120~150皿,类球形颗粒直径为7~ llnm ;针状颗粒体积比占总量的4vol %。平均孔径为20. 6nm ;同时,姉错复合氧化物在 800°C还原处理后在500°C下储氧量为656 ymol〇2/g。
[0051] 姉错固溶体相为Cee.35Zre.eiNde.M〇2,姉错复合氧化物的比表面积为116. 96m7g。同 时,对所得到姉错复合氧化物在1000°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表面积,测试结 果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为56. 64m2/g),而按照现有技术制备,通 过沉淀反应,对沉淀浆料进行固液分离,赔烧工序得到单一相的姉错复合氧化物(组分为 Ce〇.35Zr〇.6iNd〇.M〇2)在 l〇〇〇°C 老化地后比表面积仅为 47. 98mVg,储氧量为 525 ymol〇2/g, 形貌为单一球形。
[00閲实施例2
[0053] 首先,按Ce/Zr/La的摩尔比为35:60:5进行配料,得到浓度为1. 5M的硝酸姉锭、 硝酸铜和硝酸氧错姉错固溶体相混合溶液A (体积为3L);然后配置浓度为1. 5M的氯化姉 溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量3 %巧樣酸W得到料液B (体积为 100ml);接下来,通过并流加料的方式将A液、B液与沉淀剂氨氧化钢进行混合沉淀反应,调 节反应体系抑值为9,反应时间3小时,反应溫度为60°C,得到姉错复合氨氧化物沉淀浆 料,将沉淀浆料装入高压反应蓋内,在200°C条件下水热陈化化,W得到姉错复合氨氧化物 沉淀浆料,并对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干W得到沉淀物;最后,将沉淀物在500°C下 赔烧10小时W得到姉错复合氧化物。
[0054] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫4h后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为3vol %,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒,在 1000°C保溫地后,针状颗粒直径为9~13皿,长为140~180皿,类球形颗粒直径为10~ 14nm ;针状颗粒体积比占总量的2vol %。平均孔径为29. 7nm ;同时,姉错复合氧化物在 800°C还原处理后在500°C下储氧量为675 ymol〇2/g。
[0055] 姉错固溶体相为Cee.35Zre.wLae.e5O2,姉错复合氧化物的比表面积为120m7g。同时, 对所得到姉错复合氧化物在ΙΟΟΟΓ老化4h后测试姉错复合氧化物的比表面积,测试结果 表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为57. 48m2/g),而按照现有技术制备的姉错 复合氧化物(组分为Ce〇.35Zr〇.eLa〇.5〇2)在l〇〇〇°C老化地后比表面积仅为46. 98mVg,储氧 量540 μ mol〇2/g,形貌为单一球形。
[005引 实施例3
[0057] 首先,按Ce/Zr/La/Pr摩尔比为34:58:4:4进行配料,得到浓度为1M的的硝酸姉 锭、硝酸铜、硝酸错和硝酸氧错姉错固溶体相混合溶液A(体积为2L);然后配置浓度为1M 的氯化姉溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量14%乙二胺四乙酸W得 到料液B (体积为130mL);接下来,通过并流加料的方式将A液、B液与沉淀剂氨氧化钟进行 混合沉淀反应,调节反应体系抑值为12,反应时间2小时,反应溫度为95°C,得到姉错复合 氨氧化物沉淀浆料,将沉淀浆料装入高压反应蓋内,在30(TC条件下水热陈化12h,W得到 姉错复合氨氧化物沉淀浆料,并对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干W得到沉淀物;最后,将 沉淀物在600°C下赔烧3小时W得到姉错复合氧化物。
[0058] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫地后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为6vol %,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒,在 1000°C保溫地后,针状颗粒直径为8~12皿,长为130~160皿,类球形颗粒直径为8~ 12nm ;针状颗粒体积比占总量的5vol %。平均孔径为18. 4nm ;同时,姉错复合氧化物在 800°C还原处理后在500°C下储氧量为660 ymol〇2/g。
[0059] 姉错固溶体相为〔6。.342'。.5山曰。.。4?'。.。44〇2,姉错复合氧化物的比表面积为1321117 邑。同时,对所得到姉错复合氧化物在l〇〇〇°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表面积, 测试结果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为60. 36m2/g),而按照现有技术制 备的姉错复合氧化物(组分为Cee.34Zre.5sLae.MPre.M4〇2)在l〇〇〇°C老化地后比表面积仅为 48. 84m2/g,储氧量530 μ mol化/g,形貌为单一球形。
[0060] 实施例4
[0061] 首先,按Ce/Zr/La/Pr摩尔比为34:56:5. 5:4. 5进行配料,得到浓度为1. 5M的的 硝酸姉锭、硝酸铜、硝酸错和硝酸氧错姉错固溶体相混合溶液A(体积为2L);然后配置浓度 为1. 5M的氯化姉溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量20%水杨酸W得 到料液B (体积为250mL);接下来,将A液、B液与沉淀剂3M氨氧化钢进行混合沉淀反应, 调节反应体系抑值为10,反应时间0. 5小时,反应溫度为80°C,得到姉错复合氨氧化物沉 淀浆料,将沉淀浆料装入高压反应蓋内,在20(TC条件下水热陈化36h,W得到姉错复合氨 氧化物沉淀浆料,并对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干W得到沉淀物;最后,将沉淀物在 300°C下保溫1化后在800°C下赔烧1小时W得到姉错复合氧化物。
[0062] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫地后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为1 Ivol %,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒,在 1000°C保溫地后,针状颗粒直径为10~14nm,长为150~200nm,类球形颗粒直径为12~ 16nm ;针状颗粒体积比占总量的lOvol %。平均孔径为15. 6nm ;同时,姉错复合氧化物在 800°C还原处理后在500°C下储氧量为680 ymol〇2/g。
[0063] 姉错固溶体相为Cen.34Zrn.56Lan.n55Prn.M5O2,姉错复合氧化物的比表面积为132m7 邑。同时,对所得到姉错复合氧化物在1000°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表面积, 测试结果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为62. 64m2/g),而按照现有技术制 备的姉错复合氧化物(组分为Cen.34Zr。.日山日。.。日日Prn.M日〇2)在l〇〇〇°C老化4h后比表面积仅为 50. 91mVg,储氧量为545 μ mol〇2/g,形貌为单一球形。
[0064] 实施例5
[0065] 首先,按Ce/Zr/La/Pr/Y摩尔比为34:52:4:5:4进行配料,得到浓度为1M的的硝 酸姉锭、硝酸铜、硝酸错、硝酸锭和硝酸氧错姉错固溶体相混合溶液A(体积为2L);然后配 置浓度为1M的氯化姉溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量10 %的对甲 基苯甲酸W得到料液B (体积为220mL);接下来,通过并流加料的方式将A液、B液与沉淀剂 8g/L (按MgO计)碳酸氨儀溶液进行混合沉淀反应,调节反应体系抑值为7,反应时间5小 时,反应溫度为25°C,得到姉错前驱体沉淀浆料,在室溫25°C下放置陈化36h,并对沉淀浆 料进行经过滤、洗涂、烘干W得到沉淀物;最后,将沉淀物650°C下赔烧3小时W得到姉错复 合氧化物。
[0066] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫4h后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为lOvol%,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒, 在1000°C保溫4h后,针状颗粒直径为15~20皿,长为220~300皿,类球形颗粒直径为 22~30nm ;针状颗粒体积比占总量的8vol %。平均孔径为44. 2nm ;同时,姉错复合氧化物 在800°C还原处理后在500°C下储氧量为705 ymolA/g。
[0067] 姉错固溶体相为Cen.34Zrn.52Lan.n4Prn.n5Yo.MO2,姉错复合氧化物的比表面积为128m7 邑。同时,对所得到姉错复合氧化物在1000°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表面积,测 试结果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为58. 29m2/g)。
[006引实施例6
[0069] 首先,按Ce/Zr/La/Mn摩尔比为60:30:7:3进行配料,得到浓度为1M的四价硝酸 姉、硝酸铜、硝酸儘和硝酸氧错姉错固溶体相混合溶液A(体积为化);然后配置浓度为1M 的Ξ价硝酸姉溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量8%的硬脂醇W得到 料液B (体积为750mL);接下来,通过并流加料的方式将将A液、B液与沉淀剂氨水溶液进 行混合沉淀反应,调节反应体系抑值为9,反应时间2小时,反应溫度为80°C,得到姉错前 驱体沉淀浆料,在80°C下陈化4她,并对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干W得到沉淀物;最 后,将沉淀物700°C下赔烧3小时W得到姉错复合氧化物。
[0070] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫地后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为20vol %,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒,在 1000°C保溫地后,针状颗粒直径为10~15皿,长为40~220皿,类球形颗粒直径为12~ 16nm ;针状颗粒体积比占总量的16vol %。平均孔径为34. 8nm ;同时,姉错复合氧化物在 800°C还原处理后在500°C下储氧量为880 ymol〇2/g。
[0071] 姉错固溶体相为Cen.6〇Zrn.3〇Lan.wMnn.n3〇2,姉错复合氧化物的比表面积为119m7g。 同时,对所得到姉错复合氧化物在1000°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表面积,测试 结果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为57. 64m2/g)。
[00刮实施例7
[0073] 首先,按Ce/Zr/La/Pr/Y摩尔比为58:31:4:2:5进行配料,得到浓度为1M的硝酸 姉锭、硝酸铜、硝酸错、硝酸锭和硝酸氧错的混合溶液A(体积为10L);然后配置浓度为1M 的Ξ价硝酸姉溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量7 %的巧樣酸W得到 料液B (体积为1765mL);接下来,通过并流加料的方式将将A液、B液与质量分数15 %的氨 水和碳酸氨锭(摩尔比为1:1)混合沉淀剂进行混合沉淀反应,调节控制反应体系抑值为 9,反应时间10小时,反应溫度为80°C,得到姉错前驱体沉淀浆料在80°C下陈化36h,并对沉 淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干W得到沉淀物;最后,将沉淀物600°C下赔烧3小时W得到姉 错复合氧化物。
[0074] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫4h后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为15vol %,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒,在 1000°C保溫地后,针状颗粒直径为8~12皿,长为130~160皿,类球形颗粒直径为10~ 16nm ;针状颗粒体积比占总量的llvol%。平均孔径为25. 5nm ;同时,姉错复合氧化物在 800°C还原处理后在500°C下储氧量为840 ymol〇2/g。
[0075] 姉错固溶体相为Cee.5sZre.31Lae.MPre.e2Ye.eeO2,姉错复合氧化物的比表面积为126m7 邑。同时,对所得到姉错复合氧化物在l〇〇〇°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表面积,测 试结果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为65. 58m2/g)。
[007引实施例8
[0077] 首先,按Ce/Zr/La/Sr比为55:38:5:2进行配料,得到浓度为1. 5M的硝酸姉锭、 硝酸铜、硝酸锁和硝酸氧错的混合溶液A(体积为2L);然后配置浓度为1. 5M的氯化姉溶 液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量13 %的水杨酸W得到料液B (体积为 300mL);接下来,通过并流加料的方式将将A液、B液与2. 5M的氨氧化钢沉淀剂进行混合沉 淀反应,调节反应体系抑值为10,反应时间3小时,反应溫度为50°C,得到姉错前驱体沉淀 浆料在50°C下陈化72h,并对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干W得到沉淀物;最后,将沉淀 物600°C下赔烧3小时W得到姉错复合氧化物。
[0078] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫地后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为13vol%,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒, 在1000°C保溫4h后,针状颗粒直径为7~10皿,长为80~130皿,类球形颗粒直径为6~ 13nm ;针状颗粒体积比占总量的9vol %。平均孔径为10. 4nm ;同时,姉错复合氧化物在 800°C还原处理后在500°C下储氧量为810 ymol〇2/g。
[0079] 姉错固溶体相为〔6。.552'。.3山曰。.。55'。.。2〇2,姉错复合氧化物的比表面积为1321117邑。 同时,对所得到姉错复合氧化物在l〇〇〇°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表面积,测试 结果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为59. 23m2/g)。
[0080] 实施例9
[0081] 首先,按Ce/Zr/La/Tb/Cu摩尔比为34:58:4:1:3进行配料,得到浓度为1M的硝 酸姉锭、硝酸铜、硝酸铺、硝酸铜和硝酸氧错的混合溶液A (体积为化);然后配置浓度为1M 的硝酸姉溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量8 %的硬脂醇W得到料液 B (体积为860mL);接下来,通过并流加料的方式将将A液、B液与沉淀剂氨水进行混合沉淀 反应,控制调节反应体系抑值为13,反应时间3小时,反应溫度为80°C,得到姉错前驱体沉 淀浆料在80°C下陈化40h,并对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干W得到沉淀物;最后,将沉 淀物500°C下赔烧6小时W得到姉错复合氧化物。
[0082] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫地后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为30vol%,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒, 在1000°C保溫4h后,针状颗粒直径为7~11皿,长为70~120皿,类球形颗粒直径为7~ 12nm ;针状颗粒体积比占总量的25vol%。平均孔径为7. 8nm ;同时,姉错复合氧化物在 800°C还原处理后在500°C下储氧量为750 ymol〇2/g。
[008引姉错固溶体相为Ce。. 34Zr。. 5山a。.。4化。.。仰。.。302,姉错复合氧化物的比表面积为 122mVg。同时,对所得到姉错复合氧化物在1000°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表 面积,测试结果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为63. 62m2/g)。
[0084] 实施例10
[0085] 首先,按Ce/Zr/La/Pr/Ca摩尔比为34:46:10:7:3进行配料,得到浓度为1M的硝 酸姉锭、硝酸铜、硝酸错、硝酸巧和硝酸氧错的混合溶液A(体积为10L);然后配置浓度为1M 的氯化姉溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量1%的乙酸W得到料液 B (体积为50mL);接下来,通过并流加料的方式将将A液、B液与6M的氨氧化钢沉淀剂进行 混合沉淀反应,调节反应体系抑值为13,反应时间4小时,反应溫度为25°C,得到姉错前驱 体沉淀浆料在80°C下陈化4她,并对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干W得到沉淀物;最后, 将沉淀物750°C下赔烧2小时W得到姉错复合氧化物。
[0086] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫4h后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为0. 5vol %,在1000°C保溫地后,针状颗粒比例很小,为1 %左右,类球形颗粒直径 为5~lOnm ;平均孔径为5. Onm ;同时,姉错复合氧化物在800°C还原处理后在500°C下储氧 量为 640 μ molOz/g。
[0087] 姉错固溶体相为Ce〇. 34Zr〇. 4sLa。. i〇Pr〇. wCa。.。3〇2,姉错复合氧化物的比表面积为 105m2/g。同时,对所得到姉错复合氧化物在1000°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表 面积,测试结果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为53. 74m2/g),而按照现有技 术制备的姉错复合氧化物(组分为Cen.34Zrn.4eLan.1nPrn.wCan.n3O2)在l〇〇〇°C老化地后比表 面积仅为45. 67m7g,由于本实施例中复合相的成分含量不高,所W对材料的老化比表面积 的提升不是很大,储氧量为550 ymol〇2/g。
[008引 实施例11
[0089] 首先,按Ce/Zr/La/Eu/Ni摩尔比为15:69:8:4:4进行配料,得到浓度为1M的硝酸 姉锭、硝酸铜、硝酸館、硝酸儀和硝酸氧错的混合溶液A (体积为3L);然后配置浓度为1M的 氯化姉溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量8%的对甲基苯甲酸W得到 料液B (体积为125mL);接下来,通过并流加料的方式将将A液、B液与6M的氨氧化钢沉淀 剂进行混合沉淀反应,调节反应体系抑值为11,反应时间6小时,反应溫度为80°C,得到姉 错前驱体沉淀浆料在高压反应蓋内150°C下陈化30h,并对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘 干W得到沉淀物;最后,将沉淀物600°C下赔烧3小时W得到姉错复合氧化物。
[0090] 通过对得到姉错复合氧化物在l〇〇〇°C保溫4h后,通过XRD图谱分析,氧化姉相 所占比例为4vol %,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒, 在1000°C保溫4h后,针状颗粒直径为9~14皿,长为50~100皿,类球形颗粒直径为8~ 13nm ;针状颗粒体积比占总量的3vol %。平均孔径为14. 8nm ;同时,姉错复合氧化物在 800°C还原处理后在500°C下储氧量为650 ymol〇2/g。
[0091] 姉错固溶体相为〔6。.152'。.6山曰。.。瓜1。.。4化。.。化,姉错复合氧化物的比表面积为 109m2/g。同时,对所得到姉错复合氧化物在1000°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表 面积,测试结果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为56. 97m2/g),而按照现有技 术制备的姉错复合氧化物(组分为〔6。.152'。.6山曰。.。瓜1。.。4化。.。化)在1000°(:老化地后比表 面积仅为47. 24m7g,储氧量为490 μ mol〇2/g,形貌为单一球形。
[009引 实施例12
[0093] 首先,按Ce/Zr/La摩尔比为85:11:4进行配料,得到浓度为1M的硝酸姉锭、硝酸 铜和硝酸氧错的混合溶液A (体积为化);然后配置浓度为1M的氯化姉溶液作为氧化姉相 原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量7 %的乙二胺四乙酸W得到料液B (体积为230mL);接 下来,通过并流加料的方式将将A液、B液与6M的氨氧化钢沉淀剂进行混合沉淀反应,调节 反应体系抑值为10,反应时间6小时,反应溫度为80°C,得到姉错前驱体沉淀浆料在高压 反应蓋内150°C下陈化30h,并对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干W得到沉淀物;最后,将 沉淀物600°C下赔烧3小时W得到姉错复合氧化物。
[0094] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫4h后,通过XRD图谱分析,氧化姉相 所占比例为7vol %,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒, 在1000°C保溫4h后,针状颗粒直径为10~15皿,长为160~230皿,类球形颗粒直径为 10~15nm ;针状颗粒体积比占总量的5vol %。平均孔径为22. 4nm ;同时,姉错复合氧化物 在800°C还原处理后在500°C下储氧量为945 ymolA/g。
[0095] 姉错固溶体相为Cee.s5Zre.uLae.M〇2,姉错复合氧化物的比表面积为127m7g。同时, 对所得到姉错复合氧化物在l〇〇〇°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表面积,测试结果 表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为68. 36m7g)。
[009引实施例13
[0097] 首先,按Ce/Zr/La/Pr摩尔比为34:56:5. 5:4. 5进行配料,得到浓度为1. 5M的的 硝酸姉锭、硝酸铜、硝酸错和硝酸氧错姉错固溶体相混合溶液A (体积为2L);然后配置浓度 为1. 5M的氯化姉溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量20%水杨酸W得 到料液B (体积为500mL);接下来,将A液、B液与沉淀剂3M氨氧化钢溶液进行混合沉淀反 应,调节反应体系抑值为10左右,反应时间0. 5小时,反应溫度为80°C,得到姉错复合氨氧 化物沉淀浆料,将沉淀浆料装入高压反应蓋内,在200°C条件下水热陈化36h,W得到姉错 复合氨氧化物沉淀浆料,并对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干W得到沉淀物;最后,将沉淀 物在300°C下保溫1化后在800°C下赔烧1小时W得到姉错复合氧化物。
[0098] 通过对得到姉错复合氧化物在1000°C保溫4h后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为22vol%,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒, 在1000°C保溫4h后,针状颗粒直径为10~14皿,长为150~200皿,类球形颗粒直径为 12~16nm ;针状颗粒体积比占总量的20vol%,平均孔径为16. 4nm ;同时,姉错复合氧化物 在800°C还原处理后在500°C下储氧量为720 ymolA/g。
[0099] 姉错固溶体相为CeD.34ZrD.5eLaaD55PrD.D45〇2,姉错复合氧化物的比表面积为156m7g。 同时,对所得到姉错复合氧化物在l〇〇〇°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表面积,测试 结果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为64. 59m7g)。
[0100] 实施例14
[0101] 首先,按Ce/Zr/La/Pr摩尔比为34:56:5. 5:4. 5进行配料,得到浓度为1. 5M的的 硝酸姉锭、硝酸铜、硝酸错和硝酸氧错姉错固溶体相混合溶液A(体积为2L);然后配置浓 度为1. 5M的氯化姉溶液作为氧化姉相原料溶液并添加占 Ξ价姉离子摩尔量10%水杨酸和 10 %乙二胺四乙酸W得到料液B (体积为640mL);接下来,将A液、B液与沉淀剂3M氨氧化 钢溶液进行混合沉淀反应,调节反应体系抑值为10左右,反应时间0. 5小时,反应溫度为 80°C,得到姉错复合氨氧化物沉淀浆料,将沉淀浆料装入高压反应蓋内,在200°C条件下水 热陈化36h,W得到姉错复合氨氧化物沉淀浆料,并对沉淀浆料进行经过滤、洗涂、烘干W得 到沉淀物;最后,将沉淀物在300°C下保溫1化后在800°C下赔烧1小时W得到姉错复合氧 化物。
[0102] 通过对得到姉错复合氧化物在l〇〇〇°C保溫地后,通过XRD图谱分析,氧化姉相所 占比例为28vol%,且姉错复合氧化物包含有氧化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒, 在1000°C保溫4h后,针状颗粒直径为10~14皿,长为150~200皿,类球形颗粒直径为 12~16nm ;针状颗粒体积比占总量的25vol%,平均孔径为15. 2nm ;同时,姉错复合氧化物 在800°C还原处理后在500°C下储氧量为750 ymolA/g。
[0103] 姉错固溶体相为Cee.34Zre.5eLaae55Pre.M5O2,姉错复合氧化物的比表面积为158m7g。 同时,对所得到姉错复合氧化物在1000°C老化4h后测试姉错复合氧化物的比表面积,测试 结果表明复合氧化物的比表面积保持较高的水平(为66. 25m2/g)。
[0104] 同时,W实施例4为例,本发明还对实施例4提供的姉错复合氧化物进行了 XRD分 析,
[0105] 其XRD图谱如图1所示。并通过XRD分析获得了姉错复合氧化物的晶胞参数,结果 请见表1。从表1可^看出,对于〔6。.3421'。.561曰。.。55?1'。.。45〇2相的结构和〔6〇湘的结构相同, [010引 Ce。. 34Zr。. seLa。. ossPr。.。4502相的晶格常数和CeO湘的晶格常数不同。
[0107]表 1 [010 引
[0110]同样地,W实施例4为例,本发明还对实施例4提供的姉错复合氧化物(即图2中 的系列1~复合相老化样)和实施例4中按照现有技术制备的姉错复合氧化物(即图2中 的系列2~单相老化样)进行了催化性能测试,测试结果如图2所示。其测试过程为:利用 相同等体积负载的方法负载相同质量分数0. 5%贵金属钮,并在500°C赔烧化进行活化,并 在催化活性评价系统上进行催化性能测试。从图2可W看出,与按照现有技术制备的姉错 复合氧化物(系列2)相比,具有复合相姉错复合氧化物(系列1)对HC (碳氨化合物)的 50%起燃溫度下降了 45°C,表现出更高的催化活性。
[01U] 本发明还通过投射电镜获得了还对实施例4提供的姉错复合氧化物的TEM图,如 图3所示。从图3中可W看出,实施例4提供的姉错复合氧化物中存在针状氧化姉和类球 形姉错固溶体,且两种形貌颗粒相互支撑、相互作用。
[0112] 从W上实施例可W看出,本发明上述的实例实现了如下技术效果:本发明提供的 姉错复合氧化物包含氧化姉相和姉错固溶体相,由于氧化姉相和姉错固溶体相具有不同的 晶胞参数,使得氧化姉相和姉错固溶体相具有不同的相晶界,且姉错复合氧化物包含有氧 化姉针状颗粒和姉错固溶体类球形颗粒,两种不同形貌颗粒在空间形成支架结构,减少了 烧结颈的接触面积,在氧化姉相和姉错固溶体相之间的协同或禪合作用下,姉错复合氧化 物具有较高的抗烧结性能,从而使得姉错复合氧化物的高溫稳定性得W提高。另外由于本 发明具有复合相姉错复合氧化物中针状氧化姉和类球形姉错固溶体的存在,两种形貌颗粒 相互支撑、相互作用,使得本发明姉错复合氧化物具有较高的比表面,具有良好耐溫性能的 合适的孔道结构,并提高了姉错复合氧化物的储氧能力,使得由本发明姉错复合氧化物制 备的催化剂具有良好的催化应用性能和效果。
[0113] W上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人 员来说,本发明可W有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、 等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种铈锆复合氧化物,其特征在于,所述铈锆复合氧化物具有复合相结构,包括氧化 铈相和铈锆固溶体相,所述铈锆固溶体相的化学式为Ce xZrlxyMy02,M为除铈外的稀土元素、 过渡金属元素和碱土金属元素中的任一种或多种,X为15~85mol %,y为0~20mol % 〇2. 根据权利要求1所述的铈锆复合氧化物,其特征在于,所述铈锆复合氧化物在 1000°C保温4h后,所述氧化铈相在所述铈锆复合氧化物中所占比例为0. 5~30vol %,优选 为 3 ~20vol %。3. 根据权利要求1所述的铈锆复合氧化物,其特征在于,所述铈锆复合氧化物包含有 氧化铈针状颗粒和铈锆固溶体类球形颗粒,在1000°C保温4h后,所述氧化铈针状颗粒的 直径为7~20nm,所述氧化铺针状颗粒的长度为50~300nm,所述铺错固溶体类球形颗粒 的直径为5~30nm,所述氧化铺针状颗粒在所述铺错复合氧化物中所占体积比为0. 5~ 25vol%〇4. 根据权利要求1所述的铈锆复合氧化物,其特征在于,所述铈锆复合氧化物在 1000°C保温4h后的孔径为5~45nm,优选为10~40nm ;所述铺错复合氧化物在1000°C保 温4h后的比表面积大于50m2/g。5. 根据权利要求1所述的铈锆复合氧化物,其特征在于,所述铈锆复合氧化物在800°C 进行还原处理后,在500°C下储氧量大于600 ymol02/g。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的铈锆复合氧化物,其特征在于,所述除铈外的稀 土元素为La、Pr、Nd、Y、Sm、Eu、Tb、Yb中的任一种或多种;所述过渡金属元素为Cu、Mn、Ni 中的任一种或多种;所述碱土金属元素为Mg、Ca、Sr、Ba中的任一种或多种。7. -种铈锆复合氧化物的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤: 步骤S1、根据权利要求1至6中任一项所述的铈锆复合氧化物中的铈锆固溶体相的组 分比例配置包含四价铈离子、锆离子及掺杂金属离子的料液A,并根据所述铈锆复合氧化物 中的氧化铈相所占比例配置三价铈离子溶液,以及向所述三价铈离子溶液中添加配合物以 得到料液B,其中,所述掺杂金属离子为所述铈锆复合氧化物中的M,所述配合物含有铈离 子的配离子; 步骤S2、将所述料液A、所述料液B与沉淀剂同时加入反应器中混合反应,调节pH在 7~13,得到沉淀浆料; 步骤S3、对所述沉淀浆料进行陈化; 步骤S4、将所述陈化后的所述沉淀浆料进行固液分离后获得沉淀物,并对所述沉淀物 进行后处理后得到所述铈锆复合氧化物。8. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述配合物为有机酸、有机胺或脂肪 醇中的任一种或多种,优选为乙二胺四乙酸、柠檬酸、乙酸、水杨酸、对甲基苯甲酸或硬脂醇 中的任一种或多种。9. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述配合物的用量为所述三价铈离 子溶液中的三价铈离子的摩尔量的1 %~20%,优选为3%~10%。10. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述沉淀剂包含碳酸氢镁溶液或 铵、钠、钾中至少一种元素的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐中的至少一种,优选为氢氧化钠、 氨水或碳酸氢铵中的至少一种。11. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,沉淀反应温度为 25~95°C,反应时间为0· 5~10h。12. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,调节pH在为8~ 10。13. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,陈化温度为50°C~ 300°C,陈化时间为3小时以上。14. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述后处理包括干燥、焙烧、分级 步骤中的至少一步;当所述后处理包括焙烧时,焙烧温度为500~800°C,焙烧时间为1~ 10h〇15. -种由权利要求1至6中任一项所述的铈锆复合氧化物制备而成的催化剂的应用, 其特征在于,所述催化剂应用于机动车尾气净化、天然气催化燃烧、有机废气净化处理和工 业废气脱硝处理。
【文档编号】B01D53/86GK105983403SQ201510067084
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月9日
【发明人】黄小卫, 王 琦, 岳梅, 钟强, 王磊, 侯永可, 崔梅生
【申请人】有研稀土新材料股份有限公司
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