[發明專利]一種氧化銦改性氧化鈰儲氧材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810833469.1
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109012651B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 程芹;曹晏;徐玉婷;陶中金;曹玉柱;于昌永;黃婧
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01D53/94;B01D53/62;B01D53/72;B01D53/56;C01B13/02
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 傅磊

本發明公開了一種氧化銦改性氧化鈰儲氧材料，所述儲氧材料為氧化銦和氧化鈰組成的復合氧化物，銦和鈰元素的摩爾比為0.05?0.45:0.55?0.95。本發明還公開了一種氧化銦改性氧化鈰儲氧材料的制備方法。本發明所述儲氧材料通過以氧化銦和氧化鈰組成的復合金屬氧化物為基體，氧化銦和氧化鈰之間產生了協同作用，能夠明顯提高氧化鈰的儲氧性能，并且本發明制備方法工藝簡單，有利于產業化生產。

技術領域

本發明涉及儲氧材料的技術領域，尤其涉及一種氧化銦改性氧化鈰儲氧材料及其制備方法。

背景技術

CeO₂是常用的稀土儲氧材料，其中Ce³⁺/Ce⁴⁺特有的氧化還原循環能力，能夠有效提高汽車尾氣處理三效催化劑的總催化效率，使其成為三效催化劑的重要組成部分。為了提高CeO₂的熱穩定性和低溫儲氧能力，研究者一般會引入過渡金屬或者稀土金屬等對其進行改性。

公開號為CN101992083A的發明專利“一種高儲氧能力復合鈰鋯固溶體及其制備方法”，復合鈰鋯固溶體由氧化鈰、氧化鋯和助劑復合而成，在制備過程中加入了聚乙二醇表面活性劑，表面活性劑的加入能夠顯著增強材料的儲氧能力。公開號為CN102513085A的發明專利“氧化鈰-氧化鋯基復合氧化物及其制備方法”，借助Ce³⁺和Ce⁴⁺形成氫氧化物沉淀pH值的不同，首先將混合溶液中的Ce⁴⁺和Zr⁴⁺共沉淀混合，再沉淀Ce³⁺，經高溫焙燒之后氧化鈰在鈰鋯固溶體表面復合形成CeO₂和ZrO₂組成的混合物，該方法制備的氧化鈰-氧化鋯基復合氧化物對貴金屬鉑有優異的分散作用，同時具有高的儲氧性能。

目前，氧化鈰類儲氧材料基本上都是以氧化鋯抑或稀土金屬氧化物作為氧化鈰復合物摻雜劑，這類儲氧材料通常制備工藝復雜，儲氧能力有限，因此需要進一步開發新的氧化鈰類復合氧化物。張世政等提出的一種In³⁺摻雜CeO₂的固溶度及其儲氧能力中(金屬學報，2016，52(5)，607-613)，以乙二醇和水的混合溶液作為溶劑，Ce(NO₃)₃·6H₂O和In(NO₃)₃·4.5H₂O作為前驅體，采用溶劑熱法制備了In³⁺摻雜的CeO₂儲氧材料，研究了In³⁺摻雜CeO₂的固溶度以及In³⁺摻雜量對CeO₂儲氧性能的影響，結果表明In³⁺摻雜的CeO₂中In³⁺的固溶度為1％，當In³⁺摻雜量為飽和濃度1％時，CeO₂儲氧性能達到最優。雖然張世政等實質上提出了一種利用銦摻雜氧化鈰的全新儲氧材料，但是該儲氧材料一方面通過水熱處理，需要高壓設備，不利于產業化生產，另一方面，其儲氧性能相對未摻雜的CeO₂儲氧材料提高程度有限。

發明內容

基于背景技術中存在的問題，本發明提出了一種氧化銦改性氧化鈰儲氧材料及其制備方法，通過以氧化銦和氧化鈰組成的復合金屬氧化物為基體，氧化銦和氧化鈰之間產生了協同作用，能夠明顯提高氧化鈰的儲氧性能，并且制備方法工藝簡單，有利于產業化生產。

本發明提出的一種氧化銦改性氧化鈰儲氧材料，所述儲氧材料為氧化銦和氧化鈰組成的復合氧化物，銦和鈰元素的摩爾比為0.05-0.45:0.55-0.95。

優選地，銦和鈰元素的摩爾比為0.35:0.65。

研究發現，上述氧化銦和氧化鈰組成的復合氧化物中，銦和鈰元素的摩爾比對儲氧材料的性能有明顯的影響，當In:Ce摩爾比為0.35:0.65時復合金屬氧化物的儲氧性能達到最優。