[發明專利]一種高儲氧能力復合鈰鋯固溶體及其制備方法

有效

• 申請號: 201010521606.1
• 申請日: 2010-10-27
• 公開（公告）號: CN101992083A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 段明華;郭昌文;孫健;賈海建;魯江達;歐娟;周波
• 申請（專利權）人: 重慶海特汽車排氣系統有限公司
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J21/06;B01J37/34;B01J37/03;B01D53/94
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李曉兵

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技術領域：????????????????????????????????????????????????????????????

本發明涉及復合鈰鋯固溶體及其制備方法領域。更具體地說，是涉及作為機動車排氣凈化催化劑用載體和助劑的復合鈰鋯固溶體及其制備方法領域。

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背景技術：

機動車排氣是當前大氣的主要污染源，其排放的HC、CO、NO_x，直接危害人類的身體健康，對環境造成危害。世界各國都制訂了越來越嚴格的排放標準，并花費了大量人力物力和財力來治理機動車尾氣的排放和污染。就我國而言，現階段已進入普及國4的排放要求。

機動車排氣污染物治理的最有效方法是采用機外凈化催化劑，如三效催化劑。氧化鈰組元作為三效催化劑中重要組成之一，其Ce⁴⁺???Ce³⁺可逆過程為催化劑提供了豐富的儲放氧能力。氧化鈰的發展從最初的單一組元發展到當今的四元或更多組元的復合鈰鋯固溶體。單一的氧化鈰因為易于燒結而迅速失去儲放氧能力，而鈰鋯固溶體的出現，產生了豐富的晶界相，從晶格上改變了儲氧材料的微晶結構，大大提升了材料的熱穩定性和儲放氧能力。因而鈰鋯固溶體，包括各類復合鈰鋯固溶體，已成為目前三效催化劑研究領域的一個熱點之一。

現有技術中，上海XX有色金屬公司在氧化鈰中加入氧化鋯，其儲放氧能力明顯高于單一氧化鈰，在600℃老化后，其儲氧量是0.440mmol/g；在900℃老化后，其儲氧量是0.335mmol/g。

中國農業大學和北京理工大學采用不同方法制備鈰鋯固溶體，測試儲氧量為0.106~0.285mmol/g。

CN1369460A中將含有鋯與鈰（III）的硝酸鹽水溶液和碳酸氫銨或碳酸銨的水溶液混合，得到沉淀物，在500℃焙燒后儲氧量是0.37mmol/g。

以上研究工作者著重探索不同制備方法對產品性能的影響，所得鈰鋯固溶體樣品的熱穩定性和儲氧能力并不高，并不十分可觀，其催化轉化能力有待大幅度提高，才能滿足作為機動車排氣凈化催化劑用載體和助劑的需要，為機動車尾氣排放達到相關要求提供技術保障，以減少機動車尾氣排放中的HC、CO、NO_x含量，有效減輕機動車尾氣對大氣的污染。

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發明內容：

本發明針對現有技術的鈰鋯固溶體的熱穩定性和儲氧能力并不高，其催化轉化能力有待大幅度提高等不足，其目的是提供一種制備高儲氧能力的復合鈰鋯固溶體。

一種高儲氧能力復合鈰鋯固溶體，其特征在于主要由氧化鈰、氧化鋯和

助劑復合而成，在制備復合過程中加入能提高儲氧能力的表面活性劑；其組份的重量百分比構成，以復合氧化物計量為，氧化鈰10~80％，氧化鋯10~70％，助劑10~20％；所述助劑為氧化鑭、氧化釹、氧化鐠、氧化釔中的至少一種，或其中任意兩種、三種、四種以任意比例混合得到的混合物；所述的表面活性劑為聚乙二醇PEG200、PEG2000、PEG20000中的任意一種，或為其中兩種、三種以任意比例混合，或為PVA，或為PVA與聚乙二醇PEG200、PEG2000、PEG20000中的任意一種或兩種、或三種以任意比例混合；用量為溶液中氧化物總量的10~30％。

進一步的特征是：所述氧化鈰重量百分比為45-60％，所述的氧化鋯重量百分比為30-45％。

所說的助劑為氧化釹和氧化鐠。

所說的助劑重量含量為8~14％。

本發明復合鈰鋯固溶體的制備方法，其特征是將計量的氧化鈰、氧化鋯

和助劑分別溶解在硝酸中，制得的可溶性硝酸鹽溶液混合后為前驅體，向前驅體中加入計量的表面活性劑；充分攪拌下將前驅體溶液加入50℃~70℃氨水溶液中，使其完全沉淀；然后將沉淀物在100~120℃中保溫回流24~48h；抽濾后，在650—780℃馬弗爐中直接焙燒2.5—5h。