[發明專利]表面富鈰型納米鈰鋯復合氧化物及其制備和應用

有效

• 申請號: 201910039449.1
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109772288B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 宋錫濱;劉洪升;焦英訓;艾遼東;潘光軍
• 申請（專利權）人: 山東國瓷功能材料股份有限公司
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J35/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;王文紅

本發明提出一種表面富鈰型納米鈰鋯復合氧化物及其制備和應用，所述復合氧化物是鈰鋯氧化物和稀土元素的復合，其中鈰、鋯和稀土元素的摩爾比例為(2～4):3:(0.1～0.5)。本發明提出的鈰鋯復合氧化物，實現了同一種材料中配方的多樣性。本鈰鋯復合氧化物通過兩步工藝制備得到，形成外層富鈰，內層富鋯的結構，使復合氧化物既有優異的抗老化性能、儲氧性能及還原性能，又有良好的催化性能。

技術領域

本發明屬于催化材料領域，具體涉及一種鈰鋯復合氧化物，及其制備方法和應用。

背景技術

鈰鋯復合氧化物因其優異的儲放氧性能及良好的老化性能被廣泛應用于移動源催化領域。鈰鋯復合氧化物除了參與催化反應外，還具有載體的功能，對活性金屬起到了支撐分散的作用。鈰鋯復合氧化物配方的改變對其物化性能及應用性能均有明顯的影響。鈰鋯復合氧化物摩爾比例的改變會影響其還原溫度、儲氧性能及高溫老化性能，從而影響移動源催化應用端的冷啟動催化性能及貴金屬的利用效率。鈰含量相對較高，復合氧化物表現出較優的還原性能及儲氧性能，但抗老化性能欠佳；鋯含量相對較高，復合物具有較優的抗老化性能，但還原性能及儲氧性能相對較差。

汽車尾氣60％以上的污染物排放發生在冷啟動階段，為實現冷啟動階段對污染物的有效催化，密偶催化劑必不可少，密偶催化劑不僅需要催化冷啟動階段的尾氣污染物，同時還需要處理發動機排出的上千度高溫尾氣，這就要求鈰鋯的復合氧化物既要有優異的儲放氧性能及還原性能，又要有良好的抗老化性能。

催化劑的物理、化學性能對材料本身的微觀結構有極大的依賴性，材料的外觀結構主要指一次粒子晶粒尺寸及二次粒子顆粒尺寸、比表面、孔容、孔徑。通過控制制備工藝，獲得內外層性質不同的催化劑顆粒，是對提高催化劑性能的有益嘗試。

發明內容

針對現有技術的不足之處，彌補現有鈰鋯復合氧化物抗老化性能與儲氧性能、還原性能不可兼優的短板，本發明的目的是提出一種表面富鈰型納米鈰鋯復合氧化物，通過高溫水熱合成工藝，合成出表面富鈰、內部富鋯的納微米鈰鋯復合氧化物，實現同一種固溶體中配方的復雜化，從而兼具抗老化性能好、儲氧性能及還原性能優異的優點。

本發明的另一目的是提出所述表面富鈰型納米鈰鋯復合氧化物的制備方法。

本發明的再一目的是提出所述表面富鈰型納米鈰鋯復合氧化物的應用。

實現本發明上述目的的技術方案為：

一種表面富鈰型納米鈰鋯復合氧化物，所述復合氧化物是鈰鋯氧化物和稀土元素的復合，其中鈰、鋯和稀土元素的摩爾比例為(2～4):3:(0.1～0.5)。

其中，所述復合氧化物具有二級團聚顆粒的結構，顆粒的外層富鈰，內層富鋯。

其中，所述復合氧化物的晶粒尺寸5-20nm，團聚得到的二級顆粒尺寸0.2μm至2μm，更優為0.5μm至1μm；所述復合氧化物經1100℃熱處理4h后晶粒尺寸10-30nm，優選15-25nm,團聚得到的二級顆粒尺寸0.5μm至4μm，更優為2μm至3μm。

其中，所述復合氧化物的比表面積為70～95m²/g，優選在90m²/g以上，1100℃熱處理4h后的所述復合氧化物比表面積在35m²/g至50m²/g優選在40m²/g以上，更優選在45m²/g以上；

所述復合氧化物孔容為0.40～0.60mL/g，優選在0.50ml/g以上，更優選在0.55ml/g以上；1100℃熱處理4h后的所述復合氧化物孔容在0.15ml/g至0.30ml/g之間，優選在0.20ml/g以上，更優選在0.25ml/g以上；

所述復合氧化物經1100煅燒4h，比表面損失率為43～56％，優選為43～50％；