[发明专利]复合氧化物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合氧化物及其制备方法，配制复合氧化物的前驱体溶液，将前驱体溶液与碱溶液于室温用共沉淀法在高速搅拌下pH＝8.5～9.5环境中进行滴定反应，滴定反应所得复合氢氧化物浆液迅速升温至50～80℃使晶粒长大，并于该温度下搅拌1～3h，补充碱液以保持复合氢氧化物浆液pH值，然后冷却至室温静置1～6天使晶粒缓慢长大，再将复合氢氧化物浆液于90～95℃陈化6～8h使颗粒长大，最终于600～1000℃焙烧得到复合氧化物。本发明制备的复合氧化物织构性质较传统恒温滴定反应制备的样品具有比表面高、孔容大及孔径分布宽的特点，在移动源如机动车尾气净化、固定源如催化燃烧或易挥发废气处理中可以作为载体材料，也可以直接作为催化剂，因此具有广泛的应用领域。

技术领域

本发明属于复合氧化物领域，特别涉及具有优异织构性质复合氧化物及其制备方法。

背景技术

在储氧材料、耐高温高比表面积Al₂O₃材料、ZrO₂材料及各种复合氧化物载体材料或催化剂中，复合氧化物织构性质(包括比表面积以及氧化物中的孔容大小和孔径分布)尤其是高温焙烧后的织构性质是评价载体材料或催化剂热稳定性的重要性能指标。高比表面积的载体材料有利于活性组分的分散，使活性组分充分发挥其作用，还可以增加反应物分子的吸附量，从而降低活性组分的用量节约生产成本；大孔容载体材料或催化剂在处理高空速气体污染物时尤其显示出其优越性；宽孔径分布的载体材料或催化剂有利于各种反应物和产物分子的扩散及催化反应过程中热量的传递。

复合氧化物常用的制备方法为共沉淀法(几种金属离子与碱作用同时形成沉淀)，它具有组成均匀、成本低、易于大批量工业化生产等优点。专利申请公布号为CN103861577A公开了一种储氧材料的制备方法，通过在复合沉淀剂中加入铈、锆、钇、镧的硝酸盐溶液得到反应的前驱体溶液，然后在90℃陈化40小时，经过滤、洗涤，1000℃焙烧4小时得到该储氧材料的老化产物，其比表面积为36～45m²/g。这种制备方法耗能，老化产物的比表面积偏低，进一步应用受到限制。

发明内容

本发明的目的在于针对传统共沉淀法的缺陷，提供一种复合氧化物的制备方法，使制备的复合氧化物与传统共沉淀法制备的复合氧化物相比具有比表面积高、孔容大及孔径分布宽的优异织构特性。

为了达到上述目的，本发明提供的复合氧化物的制备方法为改进的共沉淀法，步骤如下：

(1)按照复合氧化物中各氧化物的质量百分数计量各氧化物的前驱体，将各氧化物的前驱体于室温用水配制成总质量浓度为5～10％的前驱体溶液；

(2)将所得前驱体溶液与碱液于室温在搅拌速度为300～400转/分进行并流滴定反应得到复合氢氧化物浆液，反应过程中保持反应体系的pH值为8.5～9.5；

(3)滴定结束后，迅速将生成的复合氢氧化物浆液升温至50～80℃，并于该温度下以300～400转/分的速度继续搅拌1～3h，在搅拌过程中保持复合氢氧化物浆液pH值在8.5～9.0，然后冷却至室温静置1～6天；

(4)将步骤(3)所得复合氢氧化物浆液升温至90～95℃陈化6～8h；

(5)将步骤(4)陈化后的复合氢氧化物浆液经过滤、洗涤至中性得到滤饼，然后向滤饼中添加聚乙二醇的水溶液或聚乙二醇的乙醇溶液并搅拌至复合氢氧化物和聚乙二醇的水溶液或聚乙二醇的乙醇溶液混合均匀得到混合液，干燥所得混合液去除所含水分或乙醇，再将干燥后的产物于600～1000℃焙烧3～5h即得到复合氧化物；所述聚乙二醇的水溶液或聚乙二醇的乙醇溶液中聚乙二醇的质量为复合氧化物总质量的30～50％；