[發明專利]一種鈰鋯基復合氧化物的制備方法

無效

• 申請號: 02104435.X
• 申請日: 2002-03-18
• 公開（公告）號: CN1369460A
• 公開（公告）日: 2002-09-18
• 發明（設計）人: 劉源;張磊;白雪;郝東升
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/488;C01G25/02;C01F17/00;B01D53/34;B01J23/10
• 代理公司: 呼和浩特北方科力專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域：

本發明涉及一種具有高比表面積和高儲氧能力的氧化鈰和氧化鋯的一種鈰鋯基復合氧化物的制備方法。其制備方法以硝酸鹽為原料，經沉淀、干燥、焙燒等過程制成。

背景技術：

在汽車尾氣處理中，目前應用的三效催化劑是一個多元復合型催化劑。三效催化劑可將汽車尾氣中的一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化合物。同時凈化，其中一氧化碳和碳氫化合物的凈化是通過氧化反應來實現而氮氧化合物是通過還原反應來實現，這要求催化劑具有較好的儲存氧、釋放氧能力。催化劑中的鈰、鋯復合氧化物(可含少量其它組分)可起到此儲存氧、釋放氧的作用。

鈰鋯復合氧化物的制備要求經歷一個高溫固相反應階段。高溫導致比表面積下降，而汽車尾氣的催化凈化反應是在催化劑表面上進行的，這便要求催化劑具有大的比表面積。所以大比表面積鈰鋯復合氧化物的制備是頗具實用價值的技術。

特開平6-279027和特公平8-16015中將鋯溶液和鈰溶膠混合，添加堿得到沉淀物。該文獻記載，在1000℃煅燒后比表面積是15m²/g。

特開平5-116945中將平均粒徑0.05-0.3um和微晶直徑4nm以下的水合氧化鋯溶膠與鈰的化合物的混合物燒成，制成混合氧化物。該文獻記載，在850℃煅燒后比表面積是15m²/g。

CN1193948A中將硝酸氧鋯(結晶體或通過向碳酸鋯中加入硝酸獲得)溶液與鈰(IV)化合物混合，混合物在高于100℃的溫度下加熱，通過加熱，將所得到的反應混合物調至堿性PH值，回收此獲得的沉淀物.據該文獻記載，在900℃煅燒后比表面積是30m²/g。

CN12222127A中將硝酸氧鋯(結晶體或通過向碳酸鋯中加入硝酸獲得)溶液與鈰(IV)化合物混合，該混合物在150℃的溫度下加熱，調至混合物PH值呈堿性后再加熱處理得到沉淀物。據該文獻記載，在900℃煅燒后比表面積是39m²/g，儲氧量是2.0mmol/g。

Joul.catal.1997，169：490-502中報道了用高能球磨法制得的鈰鋯復合氧化物，其比表面積在16-20m²/g之間。

上述前兩種制備方法，所得產品比表面積較小。后幾種制備方法的成本較高且操作時間長。例如：在使用氧化鋯溶膠的方法中，鋯鹽水溶液的水解時間超過100小時；在硝酸氧鋯與鈰(IV)溶液濃度調整完畢后需保持時間為6小時。

有機試劑絡合—熱分解法(特開平9-40425)和有機酸沉淀—惰性或非氧化性氣氛中分解法(特開平11-165067)可以制得鈰鋯復合氧化物。但此法生產成本高且產生廢氣，造成污染。

溶膠-凝膠法(分子催化，2000，14：81)制得的鈰鋯復合氧化物，雖然簡單，但鈰鋯復合氧化物的比表面積小。據該文獻記載，在600℃煅燒后比表面積是40.6m²/g。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種可制成比表面積大、儲氧能力高的鈰鋯復合氧化物固溶體的鈰鋯復合氧化物的制備方法。本發明的目的由如下技術方案實現：鈰鋯基復合氧化物的制備方法，以硝酸鹽為原料，經沉淀、干燥、焙燒等過程制成，按組成表示式Ce_1-x-yZr_xB_yO_2-δ，取化學計量比的含Ce(III)、Zr和金屬元素B的硝酸鹽溶于水，制成溶液(I)，取碳酸氫氨或碳酸氨溶于水制成溶液(II)，將溶液(I)與溶液(II)混合，進行化學反應.；該反應進行5-30分鐘后，加入氨水，控制加入氨水后混合溶液的PH值在3-6之間，此過程形成絮狀沉淀；再經攪拌2--10小時后室溫下靜止沉化2--12小時，將靜止沉化后的溶液在靜態空氣中30℃--70℃溫度下干燥，在400℃--1000℃的溫度范圍內焙燒2--4小時，可得鈰鋯復合氧化物。

所述Ce_1-x-yZr_xB_yO_2-δ，其中B為Ca或Sr或Ba或Mn或Al或Si或除Ce外的任一稀土元素，x在0.10-0.75、y在0.00-0.10、δ在0.00-0.30之間。

所述稀土是指由元素周期表中原子序數為57至71的元素和釔組成的組中元素。