[發明專利]一種稀土基高熵固溶體催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201711269149.X
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107961794A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 龔志軍;李保衛;武文斐;張凱;焦坤靈;羅惠娟
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01D53/86;B01D53/54;F23G7/07
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙)11574
• 代理人: 王冠宇

1.一種稀土基高熵固溶體催化劑，其特征在于，所述固溶體催化劑包含以下重量百分比的組分：

重量百分比為50％～65％的稀土氧化物、重量百分比為10％～20％的過渡金屬氧化物、重量百分比為20％～30％的堿土金屬氧化物。

2.如權利要求1所述固溶體催化劑，其特征在于，所述稀土氧化物包括重量百分比為10％～15％的La₂O₃、重量百分比為25％～30％的CeO₂、重量百分比為2％～5％的Pr₆O₁₁、重量百分比為5％～10％的Nd₂O₃。

3.如權利要求1所述固溶體催化劑，其特征在于，所述過渡金屬氧化物包括重量百分比為10％～15％的Fe₂O₃。

4.如權利要求1所述固溶體催化劑，其特征在于，所述堿土金屬氧化物包括重量百分比為20％～25％的CaO；重量百分比為1％～2％的BaO。

5.如權利要求1所述固溶體催化劑，其特征在于，所述固溶體催化劑還包括其他微量金屬氧化物、非金屬氧化物或載體；所述微量金屬氧化物和非金屬氧化物包括MnO₂、TiO₂、ZnO、SrO、Y₂O₃、Nb₂O₅。

6.一種稀土基高熵固溶體催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、采用稀土精礦為原料通過酸法或堿法制備前驅體復合鹽液；

步驟2、將步驟1制得的前驅體復合鹽液加入負載劑，進行微波水熱合成，得到負載的稀土復鹽結晶；

步驟3、稀土復鹽結晶焙燒分解成為氧化物，形成復合氧化物催化劑，得到高熵固溶體催化劑產品；

其中，所述步驟2中，負載劑為γ-A1₂O₃顆粒；

所述步驟3中，稀土復鹽結晶焙燒溫度為500℃～700℃；焙燒時間為3～4h。

7.如權利要求6所述制備方法，其特征在于，

所述步驟1中，酸法制備前驅體復合鹽液具體步驟包括：將稀土精礦溶于10mol/L的硝酸水溶液中，通過磁力攪拌3～4h使稀土礦充分溶解，濾除固體得到前驅體復合鹽液；其中，所述稀土精礦與硝酸水溶液的重量體積比為1:50～1:150。

8.如權利要求6所述制備方法，其特征在于，

所述步驟1中，堿法制備前驅體復合鹽液具體步驟包括：將稀土精礦溶于8mol/L的氫氧化鈉水溶液中，通過磁力攪拌3～4h使稀土精礦充分溶解，過濾，固體水洗滌后得到稀土氫氧化物，將稀土氫氧化物溶于10mol/L的硝酸水溶液中得到前驅體復合鹽液；

其中，所述稀土精礦與氫氧化鈉水溶液的重量體積比為1:50～1:150；所述稀土氫氧化物與硝酸水溶液的重量體積比為1:50～1:150。

9.一種權利要求6～8任一項所述制備方法得到的稀土基高熵固溶體催化劑，其特征在于，所述固溶體催化劑包含以下重量百分比的組分：

重量百分比為50％～65％的稀土氧化物、重量百分比為10％～20％的過渡金屬氧化物、重量百分比為20％～30％的堿土金屬氧化物；

其中，所述稀土氧化物包括重量百分比為10％～15％的La₂O₃、重量百分比為25％～30％的CeO₂、重量百分比為2％～5％的Pr₆O₁₁、重量百分比為5％～10％的Nd₂O₃；

所述過渡金屬氧化物包括重量百分比為10％～15％的Fe₂O₃；

所述堿土金屬氧化物包括重量百分比為20％～25％的CaO；重量百分比為1％～2％的BaO；

所述固溶體催化劑還包括其他微量金屬氧化物、非金屬氧化物或載體；所述微量金屬氧化物和非金屬氧化物包括MnO₂、TiO₂、ZnO、SrO、Y₂O₃、Nb₂O₅。

10.權利要求1～5任一項所述稀土基高熵固溶體催化劑、或權利要求6～8任一項所述制備方法得到的稀土基高熵固溶體催化劑在制備用于環境催化的用途；

其中，所述環境催化包括工業廢氣的凈化催化和燃燒催化。