[發(fā)明專利]一種鈰鋯固溶體的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910049545.0
• 申請(qǐng)日: 2009-04-17
• 公開（公告）號(hào): CN101530794A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛東森;楊志強(qiáng);盧冠忠;朱慧琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J23/10
• 分類號(hào): B01J23/10;B01J21/06;B01J37/34;B01J37/03;B01D53/94
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈰鋯固溶體的制備方法。

背景技術(shù)

二氧化鈰(CeO₂)具有優(yōu)異的儲(chǔ)放氧性能，在汽車尾氣凈化催化劑中得到了廣泛的應(yīng)用。但CeO₂的儲(chǔ)放氧能力通常僅局限在其表面，在高溫下因容易燒結(jié)使其比表面積顯著降低從而導(dǎo)致其儲(chǔ)放氧能力的急劇下降，最終影響了三效催化劑的使用性能和使用壽命。在CeO₂中加入ZO₂所形成的鈰鋯固溶體具有比單純的CeO₂更強(qiáng)的儲(chǔ)放氧能力和更高的熱穩(wěn)定性，從而更適合在三效催化劑中使用。隨著汽車保有量的不斷增大，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，汽車尾氣凈化用三效催化劑的性能有待進(jìn)一步的提高。因此，高比表面積鈰鋯固溶體的制備已引起人們極大的關(guān)注。

目前，制備鈰鋯固溶體的方法主要有共沉淀法，高能球磨法，溶膠-凝膠法和微乳液法等。其中，共沉淀法具有工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品均一性好和易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等的優(yōu)點(diǎn)，是制備鈰鋯固溶體最常用的一種方法。

中國專利CN?1369460A采用共沉淀法制備鈰鋯固溶體。它的具體制法為將含有鈰和鋯的硝酸鹽水溶液和沉淀劑碳酸氫銨或碳酸銨的水溶液混合，反應(yīng)進(jìn)行5～30min后，加入氨水調(diào)節(jié)混合溶液的pH值至3～6，然后將所制得到的沉淀物干燥后在500℃下焙燒制得比表面積為40～45m²/g的鈰鋯固溶體。

中國專利CN?1785505A以尿素為沉淀劑采用共沉淀法制備鈰鋯固溶體。它的具體制法是將含鈰鋯硝酸鹽或氯化物的混合溶液與尿素溶液在室溫下反應(yīng)10～60min，然后在100℃下保持回流狀態(tài)20～50h，冷卻至室溫后，靜置陳化2～12h，再將所制得到的沉淀物經(jīng)過濾，洗滌和干燥后在500℃下焙燒制得比表面積為104～120m²/g的鈰鋯固溶體。

中國專利CN?1493519A采用共沉淀-高壓水熱聯(lián)合法制備鈰鋯固溶體。它通過將共沉淀所得到的前驅(qū)體進(jìn)行高壓水熱處理，來制備高比表面及高熱穩(wěn)定性的鈰鋯固溶體。水熱處理的溫度為100～220℃，壓力為5～30大氣壓，時(shí)間為120～360min。由該方法制得的經(jīng)500℃焙燒的鈰鋯固溶體，其比表面積為99.6～132.1m²/g。

由此可見，上述幾種用于鈰鋯固溶體的制備方法，都存在明顯的缺點(diǎn)，例如制備過程耗時(shí)較長(zhǎng)，設(shè)備要求較高和/或所制備的鈰鋯固溶體的比表面劑較小等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中鈰鋯固溶體的制備過程繁瑣、耗時(shí)較長(zhǎng)，以及所制備的鈰鋯固溶體的比表面積不高等缺點(diǎn)，提供一種制備過程簡(jiǎn)單、耗時(shí)短的鈰鋯固溶體的制備方法，且該方法所制備的鈰鋯固溶體具有較高的比表面積。

本發(fā)明技術(shù)方案

本發(fā)明采用將共沉淀法所得到的前驅(qū)體進(jìn)行微波輔助加熱回流老化處理來制備鈰鋯固溶體，包括下列步驟：

(1)、將鈰鹽和鋯鹽溶解于去離子水中，鈰：鋯：去離子水按0.3～0.95mol：0.05～0.7mol：1L配比，經(jīng)100～1000r/min攪拌5～30min后得鈰鋯混合溶液；

將一定量的堿用去離子水配成0.1～2M的稀溶液，倒入三口燒瓶中，然后在100～1000r/min下攪拌，一邊攪拌一邊向三口燒瓶中滴加上述的鈰鋯混合溶液，滴加終點(diǎn)時(shí)的pH值為8～11，即得到沉淀混合液A；

其中所述的鈰鹽可為硝酸鈰、醋酸鈰、氯化鈰或氧氯化鈰，鈰的含量以摩爾百分?jǐn)?shù)計(jì)為30～95％；

其中所述的鋯鹽選自硝酸鋯、硝酸氧鋯、醋酸鋯、氯化鋯或氧氯化鋯，鋯的含量以摩爾百分?jǐn)?shù)計(jì)為5～70％；

所述的堿選自氨水、碳酸氫銨或碳酸銨，堿金屬的氫氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽；

(2)、將步驟(1)所得到的沉淀混合液A放入微波爐內(nèi)，在轉(zhuǎn)速為100～1000r/min下電動(dòng)攪拌并經(jīng)微波照射3～60min，微波功率為100～1200W，得到經(jīng)微波照射的沉淀混合液B；

(3)、將步驟(2)所得到的沉淀混合液B經(jīng)抽濾或離心分離后、用去離子水或乙醇洗滌三次，在60～120℃下干燥1～16h，置于馬弗爐中在400～900℃下焙燒1～8h，即得本發(fā)明的鈰鋯固溶體。

在上述鈰鋯固溶體的制備方法中，優(yōu)選的方案中：制備步驟(1)中鈰的含量以摩爾百分?jǐn)?shù)計(jì)為50～90％，鋯的含量以摩爾百分?jǐn)?shù)計(jì)為10～50％；制備步驟(2)中微波照射的時(shí)間為5～30min，微波的功率為200～1000W。

發(fā)明的有益效果