[發明專利]一種高儲氧能力鈰鋯固溶體的制備方法

在審

• 申請號: 201910238830.0
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109985617A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 黃貽展;王忠;徐清輝;馬寶華
• 申請（專利權）人: 淄博加華新材料資源有限公司
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J23/34;B01J35/10;B01J37/08
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發明涉及鈰鋯固溶體技術領域，具體涉及一種高儲氧能力鈰鋯固溶體的制備方法。所述的制備方法包括以下步驟：(a)制備包含鈰的化合物的酸性溶液；(b)制備包含鈰和鋯的化合物的酸性溶液；(c)調整步驟(b)制得的酸性溶液的濃度和溫度；(d)制備堿性溶液；(e)向堿性溶液中加入添加劑，得混合液；(f)采用步驟(e)混合液調整步驟(c)溶液的pH；(g)采用步驟(f)溶液調整步驟(a)溶液的pH；(h)分離、洗滌、過濾、煅燒，得固溶體產品。本發明制得的鈰鋯固溶體穩定性好、比表面積大、儲氧能力高。

技術領域

本發明涉及鈰鋯固溶體技術領域，具體涉及一種高儲氧能力鈰鋯固溶體的制備方法。

背景技術

機動車尾氣是當前大氣的主要污染，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。世界各國都制定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。

機動車尾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。儲氧材料 是汽車尾氣凈化三效催化劑的關鍵材料之一，決定了催化劑的性能及使用壽命。早期關于儲 氧材料的研究主要為鈰基儲氧材料，如CeO₂、CeO₂-ZrO₂固溶體。研究表明，稀土、堿土和 過渡金屬等離子的添加可以提高CeO₂的熱穩定性和氧化還原能力。其中，有文獻報道了除 Zr⁴⁺以外，La³⁺、Pr⁴⁺、Hf⁴⁺、Tb⁴⁺、Fe³⁺、Ti⁴⁺和Sn⁴⁺等非貴金屬摻雜對CeO₂進行改性。

除了采用摻雜金屬離子的方式改性之外，儲氧材料的組分也經歷了由單一組分到多組分 協調發展的過程，以進一步提升儲氧能力、熱穩定性以及抗高溫氧化能力。除二元CeO₂-ZrO₂、 CeO₂-TiO₂、CeO₂-SiO₂等儲氧材料之外，出現了CeO₂-ZrO₂-Y₂O₃、CeO₂-ZrO₂-La₂O₃、CeO₂-ZrO₂-LnOx(Ln＝Tb，Nd，Sr，Sc)等三元儲氧材料，以及Ce0.55Zr0.35Y0.05La0.05O2 等四元儲氧材料的研究報道。

鈰鋯固溶體中的氧化鈰具有價態可變性，在氧化或還原氣氛中會發生Ce⁴⁺和Ce³⁺的變化， 從而使得鈰鋯固溶體具有儲放氧功能，可有效拓寬催化劑空燃比窗口，大幅提升汽車尾氣催 化劑的催化凈化性能。鈰鋯固溶體應用在汽車尾氣催化劑，還需要耐受尾氣較高的劣化溫度， 保持材料結構和性能的穩定性。因此，具有高比表面、優良性能的鈰鋯固溶體目前在機動車 尾氣凈化催化劑中廣泛應用，已成為機動車尾氣凈化催化劑不可替代的關鍵材料。對于采用 鈰鋯固溶體制備的催化劑而言，高比表面是十分必需的。然而在汽車尾氣的高溫作用下，鈰 鋯固溶體的比表面會不斷下降，性能也隨之劣化。為適應更加嚴格的機動車尾氣排放標準， 開發高比表面、高穩定性、高儲氧能力的鈰鋯固溶體成為必然趨勢。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種高儲氧能力鈰鋯固溶體的制備方法，制得的 鈰鋯固溶體穩定性好、比表面積大、儲氧能力高。

本發明所述的高儲氧能力鈰鋯固溶體的制備方法，包括以下步驟：

(a)制備包含鈰的化合物的酸性溶液，其中，鈰含量不低于60wt％，其他組分不高于40wt％，其他組分是Sc、Ti、V、Cr或Mn中的一種或幾種；