一种储氧材料的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种储氧材料的制备方法，该方法包括如下步骤：复合沉淀剂中加入铈、锆、钇、镧的硝酸盐溶液；上述反应得到的沉淀物在50℃-150℃进行陈化处理16-50小时。该方法制备工艺简单，制备得到的储氧材料的比表面积高，储氧性能高。
【专利说明】一种储氧材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车尾气净化处理领域，具体的说涉及一种储氧材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]减少工业和机动车有害气体的排放是当今社会最重要的问题之一，解决这一问题的有效办法是使用能同时转化CO、HC、NOx的三效催化剂。铈锆固溶体具有较强的储氧能力，成为制备汽车尾气污染排放控制三效催化剂的重要组成部分。
[0003]虽然铈锆固溶体在高温下能保持良好的储氧性能，但织构的热稳定性较差，比表面较低，在较高温度下易游离出四方相二氧化锆，使单一的立方相转变成多相共存。随着汽车排放标准的日益严格以及汽油发动机向稀燃方向的发展，要求储氧材料具有更高的高温比表面热稳定性和更高的储放氧性能。中国专利1449863A公开了一种纳米铺错基复合氧化物，用双氧水和氨水共沉淀的方法制得，但其比表面较低，无孔性。中国专利CN1935359A和CN1962051A也公开了铈锆复合氧化物材料的制备，但所报道的这些铈锆基氧化物固溶体比表面不高，且无孔性，制备工艺复杂，用于催化剂载体时催化活性较低。
【发明内容】
[0004]本发明首先提供了一种复合沉淀剂，该复合沉淀剂含有碳酸氢铵、氨水或碳酸铵中的两种或三种；
[0005]其中氨水的质量浓度为20% ；
[0006]优选的，该复合沉淀剂包括碳酸氢铵和氨水，其中碳酸氢铵和氨水的重量比例为1:0.6-6.5 ;进一步优选的，碳酸氢铵和氨水的重量比例为1:2.2 ;
[0007]优选的，该复合沉淀剂包括碳酸铵和氨水，其中碳酸铵和氨水的重量比例为1:0.5-5 ;进一步优选的，碳酸铵和氨水的重量比例为1:1.5 ;
[0008]优选的，该复合沉淀剂包括碳酸氢铵和碳酸铵，其中碳酸氢铵和碳酸铵的重量比例为1:0.6-7 ;进一步优选的，碳酸氢铵和碳酸铵的重量比例为1:1 ；
[0009]优选的，该复合沉淀剂包括碳酸氢铵、碳酸铵和氨水，其中碳酸氢铵、碳酸铵和氨水的重量比例为0.5-1:0.6-7:0.5-5 ;进一步优选的，碳酸氢铵、碳酸铵和氨水的重量比例为 0.5:1.0:0.5。
[0010]制备上述复合沉淀剂的方法为直接将各组分混合，使用时可加入水配制成溶液。
[0011]该复合沉淀剂可用于制备新型的储氧材料，在制备过程中，可以将pH值控制稳定，利于沉淀反应，利于控制工艺条件，使得制备储氧材料的工艺更稳定。
[0012]本发明还提供了 一种稀土储氧材料，该稀土储氧材料由氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇组成。
[0013]其中氧化铺、氧化错、氧化镧和氧化钇的重量百分比含量分别为:氧化铺20-50%、氧化锆40-75%、氧化镧1-15%、氧化钇3-15% ；
[0014]进一步优选的,氧化铈、氧化锆、氧化镧和氧化钇的重量百分比含量分别为:氧化铈25-45%、氧化锆45-65%、氧化镧5_8%、氧化钇5-12% ；
[0015]进一步优选的,氧化铈、氧化锆、氧化镧和氧化钇的重量百分比含量分别为:氧化铈30-40%、氧化锆50-60%、氧化镧2-6%、氧化钇6_9%。
[0016]本发明还提供了一种储氧材料，其是由如下方法制备得到的:
[0017]前述的复合沉淀剂中加入铈、锆、钇、镧的硝酸盐溶液；
[0018]上述反应得到的沉淀物在50°C _150°C进行陈化处理16-50小时。上述稀土储氧材料是由如下方法制备得到的:
[0019]前述的复合沉淀剂中加入铈、锆、钇、镧的硝酸盐溶液；
[0020]上述反应得到的沉淀物在50°C _150°C进行陈化处理16-50小时。
[0021]得到的稀土储氧材料可再进行压滤、水洗、焙烧和粉碎；得到的稀土储氧材料在700°C下焙烧4小时和在1000°C下焙烧4小时后分别具有至少110m2/g和40m2/g的比表面积。
[0022]使用上述方法合成储氧材料，工艺简单，合成的储氧材料比表面积高，储氧性能高，用于汽车尾气处理的催化剂载体时，催化活性高。
[0023]本发明的储氧材料具有较高的比表面积和储氧性能，使用这种材料可提高汽车尾气催化剂的催化活性，同时可减少贵金属的用量，从而降低生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1实施例4储氧材料1000°C老化4小时的XRD图谱；
[0025]图2实施例4储氧材料1000°C老化4小时的氢气还原图谱。
【具体实施方式】
[0026]实施例1
[0027]制备复合沉淀剂:取碳酸氢铵51.1kg、氨水50kg，4kg双氧水和1.0kg正辛醇，混合。其中碳酸氢铵为白色结晶粉末状固体，氨水浓度为20% (质量浓度)。加入155kg去离子水配制成混合沉淀剂溶液。
[0028]配制硝酸锆溶液，取碳酸锆11.71kg，硝酸10.84kg。将碳酸锆倒入硝酸溶液中，反应约30min后得到产物硝酸锆；
[0029]配制混合硝酸盐溶液:取9.84kg硝酸铈、2.27kg硝酸镧和1.89kg硝酸钇，加入450kg的40摄氏度去离子水和表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)2.6kg搅拌至完全溶解。然后将上述配制好的硝酸锆溶液加入到该混合溶液中搅拌30min。
[0030]在恒定转速的的搅拌下，将上述混合硝酸盐溶液缓慢滴加至混合沉淀剂溶液中得到反应的前驱体溶液。
[0031]将溶液静止放置在反应釜内，将釜内温度升至90°C保温40小时进行陈化处理。
[0032]陈化处理结束后，得到悬浮液。用板框压滤机过滤此悬浮液，得到滤饼，再用去离子热水清洗滤饼2次，清洗后过滤，并在第二次清洗搅拌时加入比表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)1.0kg，保持搅拌30分钟。
[0033]洗涤和过滤后得到的滤饼在空气中180°C干燥24小时后在空气中700°C下焙烧4小时，得到储氧材料产物。然后取少量该产物在空气中1000°c下焙烧4小时，得到该储氧材料的老化产物。
[0034]实施例2
[0035]本实施例同实施例1，区别在于使用的复合沉淀剂包含碳酸氢铵50kg、氨水75kg和少量助剂(4kg双氧水和1.0kg正辛醇)。
[0036]实施例3
[0037]本实施例同实施例1，区别在于使用的复合沉淀剂包含碳酸氢铵50kg、碳酸铵50kg和少量助剂4kg双氧水和1.0kg正辛醇。
[0038]实施例4
[0039]本实施例同实施例1，区别在于使用的复合沉淀剂包含碳酸氢铵25kg、碳酸铵75kg和少量助剂(4kg双氧水和1.0kg正辛醇)。
[0040]实施例5
[0041]本实施例同实施例1，区别在于使用的复合沉淀剂包含碳酸铵50kg、氨水50kg和少量助剂(4kg双氧水和1.0kg正辛醇)。
[0042]实施例6
[0043]本实施例同实施例1，区别在于使用的复合沉淀剂包含碳酸铵50kg、氨水25kg、和少量助剂(4kg双氧水和1.0kg正辛醇)。
[0044]实施例7
[0045]本实施例同实施例1，区别在于使用的复合沉淀剂包含碳酸氢铵25kg、碳酸铵25kg、氨水25kg和少量助剂(4kg双氧水和1.0kg正辛醇)。
[0046]实施例8
[0047]本实施例同实施例1，区别在于使用的复合沉淀剂包含碳酸氢铵25kg、碳酸铵25kg、氨水50kg和少量助剂(4kg双氧水和1.0kg正辛醇)。
[0048]实施例9
[0049]将实施例1-8制备得到的储氧材料在空气中不同温度下焙烧，热处理之后的比表面积见表1，单位为m2/g。
[0050]表I焙烧后储氧材料的比表面积
【权利要求】
1.一种储氧材料的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤: 复合沉淀剂中加入铈、锆、钇、镧的硝酸盐溶液； 上述反应得到的沉淀物在50°c -150°c进行陈化处理16-50小时。
2.根据权利要求1所述的储氧材料的制备方法，其特征在于所述的复合沉淀剂含有碳酸氢铵、氨水或碳酸铵中的两种或三种。
3.根据权利要求1或2所述的储氧材料的制备方法，其特征在于所述的复合沉淀剂包括碳酸氢铵和氨水，其中碳酸氢铵和氨水的重量比例为1:0.6-6.5 ;进一步优选的，碳酸氢铵和氨水的重量比例为1:2.2。
4.根据权利要求1或2所述的储氧材料的制备方法，其特征在于所述的复合沉淀剂包括碳酸铵和氨水，其中碳酸铵和氨水的重量比例为1:0.5-5 ;进一步优选的,碳酸铵和氨水的重量比例为1: 1.5。
5.根据权利要求1或2所述的储氧材料的制备方法，其特征在于所述的复合沉淀剂包括碳酸铵和氨水，其中碳酸铵和氨水的重量比例为1:0.5-5 ;进一步优选的,碳酸铵和氨水的重量比例为1: 1.5。
6.根据权利要求1或2所述的储氧材料的制备方法，其特征在于所述的复合沉淀剂包括碳酸铵和氨水，其中碳酸铵和氨水的重量比例为1:0.5-5 ;进一步优选的,碳酸铵和氨水的重量比例为1: 1.5。
7.根据权利要求1或2所述的储氧材料的制备方法，其特征在于所述的复合沉淀剂包括碳酸氢铵、碳酸铵和氨水，其中碳酸氢铵、碳酸铵和氨水的重量比例为·0.5-1:0.6-7:0.5-5 ;进一步优选的，碳酸氢铵、碳酸铵和氨水的重量比例为0.5:1.0:0.5。
【文档编号】B01J23/10GK103861577SQ201210545774
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月14日 优先权日:2012年12月14日
【发明者】张记, 姜瑞霞, 张蓓, 周坚刚 申请人:上海郎特汽车净化器有限公司