[发明专利]一种负载型尖晶石类化合物及其制备和应用

权利要求书

1.一种负载型尖晶石类化合物,其特征在于：

以惰性耐高温氧化物SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂或YSZ为载体，负载的尖晶石类化合物作为活性材料，所述活性材料的化学式为A_1-γB_2-δO₄（0≤γ＜1，0≤δ≤1），其中A为+2价碱土金属离子、+4价稀土金属离子、+2或+4价过渡金属离子中的一种或者两种以上；B为+3价稀土金属离子或+6价过渡金属离子中的一种或者两种以上，活性材料于负载型尖晶石类化合物中的负载量为20-50wt%。

2.按照权利要求1所述负载型尖晶石类化合物,其特征在于：为提高反应速率，可以选择Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、NiO、MoO₃、Co₂O₃中一种或者两种以上作为助催化剂负载于活性材料上，助催化剂的负载量为活性材料的0-20.0wt%。

3.按照权利要求1或2所述负载型尖晶石类化合物,其特征在于：

其中A为Mg、Sr、Ba、Ni、Co、Mn、Cu、Zn、Ce、Zr离子中一种或者两种以上；B为La、Bi、Fe、Y、Cr、Mo离子中一种或者两种以上。

4.一种权利要求1-3任一所述负载型尖晶石类化合物的制备方法，其特征在于：所述负载型尖晶石类化合物负载的方法可以选择为：直接机械混合研磨法、共沉淀法、表面活性剂模板法或溶胶-凝胶自蔓延燃烧法；

选择机械混合法：按照所需比例称取活性材料和氧化物载体，用研钵或球磨机充分研磨，在马弗炉中500-900℃下焙烧3-10h；

选择化学沉淀法：按照所需比例称取氧化物载体，悬浮于除氧的去离子水中，通1-4h的氮气之后，按比例将A(NO₃)_x、B(NO₃)_y溶解于该悬浮液中，X=2或4，Y=3或6，加入浓度为1-3mol/L的NaOH溶液或浓氨水，调节溶液的pH值至8-10；然后将溶液加热到60-80℃，同时通入空气，离心干燥，500-900°C下焙烧3-10h；

选择表面活性剂模板法：按照所需比例称取氧化物载体的金属盐、A(NO₃)_x、B(NO₃)_y，加入NaOH、氨水、尿素等沉淀剂，再加入表面活性剂，表面活性剂一般选择：十六烷基三甲基溴化铵，或AOT；其中表面活性剂与金属离子的摩尔比为0∶1-5∶1，将溶液离心，干燥，500-900℃焙烧3-10h；

选择溶胶-凝胶自蔓延燃烧法：按照所需比例称取惰性氧化物载体的金属盐或溶胶、A(NO₃)_x、B(NO₃)_y，根据金属离子的摩尔数计算出燃料的用量，燃料通常选择为：柠檬酸、甘氨酸或尿素，燃料与金属离子的摩尔比例为1∶1-4∶1，加入去离子水中溶解，将溶液在70-100℃的温度下蒸发制成凝胶，然后在100-200℃的范围内干燥成干凝胶，将干凝胶置于预先加热到500-850℃的马弗炉内引燃并使其充分燃烧，之后在500-900℃焙烧3-10h。

5.按照权利要求4所述的制备方法,其特征在于：可选择Pt、Pd、Rh、Ir、Ru中一种或者两种以上作为助催化剂负载于尖晶石活性材料上，负载方法有浸渍法和溶胶-凝胶自蔓延燃烧法，具体为：

a):浸渍法称取负载型尖晶石类活性材料，加入去离子水中，强烈搅拌，形成悬浮液，按照所需比例称取助催化剂的硝酸盐或者氯酸盐，溶解于悬浮液中；将该悬浮液于70-100℃水浴中蒸干，干燥，500-900℃焙烧3-10h；

b):溶胶-凝胶自蔓延燃烧法按照所需比例称取载体的金属盐、制备尖晶石类化合物所需的金属盐、助催化剂的金属盐，根据金属盐的含量计算并称取燃烧剂，燃烧剂为柠檬酸、尿素或者甘氨酸，加入去离子水中溶解，将该溶液置于预先加热到500-850℃的马弗炉内引燃并使其充分燃烧，之后在500-900℃焙烧3-10h。