[發(fā)明專(zhuān)利]一種介孔鈰鋯固溶體的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710482454.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107138146B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卓潤(rùn)生;施宗波;溫恒忠;鮮金垚
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都市潤(rùn)和盛建石化工程技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/10
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/10;B01J35/10;B01J32/00
• 代理公司: 成都華風(fēng)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 杜朗宇;茍銘

本發(fā)明涉及環(huán)境催化領(lǐng)域,尤其是一種有序介孔鈰鋯固溶體儲(chǔ)氧材料的制備方法。通過(guò)先合成介孔氧化鋯前驅(qū)體，再利用氧化鋯前驅(qū)體和稀土鹽為原料，合成介孔鈰鋯固溶體，再焙燒得到產(chǎn)品。產(chǎn)品具有很高的熱穩(wěn)定性，可以用作為三元催化劑的載體材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境催化領(lǐng)域,尤其是一種有序介孔鈰鋯固溶體儲(chǔ)氧材料的制備方法。

背景技術(shù)

近10年，我國(guó)大氣霧霾問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，人們對(duì)控制霧霾的呼聲越來(lái)越高。汽車(chē)尾氣排放是霧霾的重要成因，利用三效催化劑（TWC）將汽車(chē)尾氣中的CO，HC和NO_x同時(shí)轉(zhuǎn)化成CO₂、H₂O和N₂，是減少霧霾形成的重要手段。傳統(tǒng)的三效催化劑的活性組分主要是Pt、Pd和Rh等，但三效催化劑只有在理論空燃比下才能發(fā)揮最大的功效。因此，將儲(chǔ)氧材料作為載體或者助劑添加劑應(yīng)用于三效催化劑中，可以使催化劑在不同空燃比下依舊發(fā)揮良好的催化活性。傳統(tǒng)的儲(chǔ)氧材料主要是氧化鈰，但是氧化鈰儲(chǔ)氧材料的主要問(wèn)題是熱穩(wěn)定性差，在高溫條件下易發(fā)生燒結(jié)和團(tuán)聚，從而使其比表面積大幅下降。鈰鋯固溶體是一種新型的儲(chǔ)氧材料，它比傳統(tǒng)的氧化鈰儲(chǔ)氧材料具有更高的熱穩(wěn)定性。雖然，鈰鋯固溶體具有較好的熱穩(wěn)定性，但是合成比表面積高及熱穩(wěn)定性好的儲(chǔ)氧材料依舊具有很大的挑戰(zhàn)。Zhao等（JECE,2013, 1, 534-543）發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在鈰鋯固溶體中引入第二種稀土元素，可以提高固溶體的催化活性和熱穩(wěn)定性。Joo等(Nature Mater.，2009，8，126-131)通過(guò)在貴金屬表明包裹一層二氧化硅來(lái)避免催化劑的燒結(jié)，但這種制備方法得到的材料中，貴金屬核通常比較大。較小的貴金屬核載高溫條件下依舊會(huì)發(fā)生燒結(jié)和團(tuán)聚。還有一種方法是通過(guò)合成介孔鈰鋯固溶體來(lái)提高材料的熱穩(wěn)定性。鈰鋯固溶體中的介孔，一方面提高催化劑暴露活性位點(diǎn)數(shù)目，另一方面降低了材料的傳熱性能，避免材料內(nèi)部溫度過(guò)高，進(jìn)而引起材料的燒結(jié)。

專(zhuān)利CN 101920207A以三甲基烷基溴化銨為模板劑，制備了介孔鈰鋯固溶體。專(zhuān)利CN 104607187A利用三嵌段共聚物作為介孔模板劑，膠體晶體作為大孔模板劑，制備了三維有序大孔-介孔結(jié)構(gòu)鈰鋯固溶體。專(zhuān)利CN 105664909A以利用三嵌段共聚物作為軟模板劑，聚甲基丙烯酸甲酯微球?yàn)橛材０鍎苽淞擞行虼罂缀徒榭讖?fù)合孔道鈰鋯固溶體，該催化劑載體在400°C下焙燒后，比表面積高達(dá)70~90m²/g。專(zhuān)利CN 101112683A以十六烷基三甲基氯化銨為模板劑，制備了鈰鋯鋁復(fù)合物，該復(fù)合物在400~500°C下焙燒后，比表面積高達(dá)200~250m²/g。專(zhuān)利CN 102407164A在無(wú)模板劑的條件下，制備了介孔鈰鋯鋁復(fù)合物，該復(fù)合物在600°C下焙燒后，比表面積高達(dá)240m²/g。專(zhuān)利CN104525180A在介孔模板劑的作用下，制備了鈰鋯鋁鑭及摻雜其它稀土元素復(fù)合物。專(zhuān)利CN 101966451A利用沉積沉淀法，在十六烷基三甲基溴化銨的輔助作用下，制備了介孔鈰鋯固溶體。上述介紹的專(zhuān)利都是利用堿液調(diào)節(jié)鈰、鋯、鑭、鐠、鋁等元素的混合鹽溶液的pH，通過(guò)一步沉淀法，并適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行老化和焙燒，制備介孔鈰鋯固溶體。

除了常規(guī)的一步沉淀法，專(zhuān)利CN 103495418A利用浸漬法，并在檸檬酸、膠體晶體和介孔模板劑的作用下，制備具有規(guī)則介孔的鈰鋯復(fù)合物。專(zhuān)利CN 102807252A利用蒸發(fā)誘導(dǎo)多元組裝的方法，將鈰鋯硅等元素共同沉淀，之后將二氧化硅硬模板劑去除，最終的到介孔鈰鋯固溶體。