[发明专利]具有核壳结构的稀土锆基复合氧化物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有核壳结构的稀土锆基复合氧化物，其特征在于：它由稀土氧化物和锆氧化物构成，其中稀土氧化物含量为5mol％～95mol％，锆氧化物含量为95mol％～5mol％；所述稀土锆基复合氧化物具有核壳结构，所述稀土氧化物在内层和外层中的含量相差10mol％以上。

2.根据权利要求1所述的具有核壳结构的稀土锆基复合氧化物，其特征在于：所述稀土氧化物包括镧、铈、镨、钕、钇、钪、铽、钐、钆和铕的氧化物中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的具有核壳结构的稀土锆基复合氧化物，其特征在于：所述稀土氧化物包含氧化铈，氧化铈含量为70mol％～100mol％。

4.根据权利要求2所述的具有核壳结构的稀土锆基复合氧化物，其特征在于：所述稀土氧化物包含氧化钇或氧化钪，氧化钇或氧化钪含量为80mol％～100mol％。

5.根据权利要求2所述的具有核壳结构的稀土锆基复合氧化物，其特征在于：所述稀土锆基复合氧化物中，还含有钠、钾和锂的氧化物，及钛、铪和/或铝的氧化物，钠、钾和锂的氧化物含量均小于10ppm，钛、铪和/或铝的氧化物的含量为0.1～5mol％。

6.根据权利要求2所述的具有核壳结构的稀土锆基复合氧化物，其特征在于：所述稀土锆基复合氧化物的中值粒度为200～10000nm。

7.权利要求1所述的具有核壳结构的稀土锆基复合氧化物的制备方法，包括如下步骤：

(1)配料：将稀土硝酸盐或氯化物盐、锆的硝酸盐或氯化物盐、碱金属硫酸盐分别配成溶液，并按照外层稀土锆基复合氧化物的成分比例配制稀土盐和锆盐混合溶液；

(2)复盐沉淀：以碱金属硫酸盐溶液为底水，单独加入部分稀土盐或锆盐溶液反应成核，然后加入稀土盐和锆盐混合溶液，形成核壳结构的稀土锆复合硫酸复盐沉淀；

(3)碱转化：将稀土锆复合硫酸复盐沉淀与碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐中的至少一种反应，生成核壳结构的稀土锆复合氢氧化物、碳酸盐或碱式碳酸盐中至少一种的沉淀浆液；

(4)过滤、洗涤和煅烧：对沉淀浆液进行过滤、洗涤、干燥、煅烧，得到核壳结构的稀土锆基复合氧化物。

8.根据权利要求7所述的具有核壳结构的稀土锆基复合氧化物的制备方法，其特征在于：所述的碱金属硫酸盐为硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾和/或硫酸锂，所述的碱金属碳酸盐为碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸钠、碳酸氢钠，碳酸钾和/或碳酸氢钾。

9.权利要求1所述的具有核壳结构的稀土锆基复合氧化物的制备方法，包括如下步骤：

(1)配料：将稀土硝酸盐或氯化物盐、锆的硝酸盐或氯化物盐按稀土锆基复合氧化物外层成分配成混合溶液；将铵、钠、钾的氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐中至少一种配成溶液，作为沉淀剂；

(2)共沉淀：以锆或稀土的硝酸盐或氯化物盐溶液为底水，将稀土和锆盐混合溶液、沉淀剂同时加入底水中，形成核壳结构的稀土锆复合氢氧化物、碳酸盐和/或碱式碳酸盐沉淀浆液；

(3)过滤、洗涤和煅烧：将沉淀浆液过滤、洗涤、干燥、煅烧，得到核壳结构的稀土锆基复合氧化物。

10.权利要求1～6所述的具有核壳结构的稀土锆基复合氧化物在稀土催化助剂，储氧材料、氧传导材料、陶瓷粉体材料或氧传感器中的应用。