[发明专利]一种稀土基高熵固溶体催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土基高熵固溶体催化剂，其特征在于，所述固溶体催化剂包含以下重量百分比的组分：

重量百分比为50％～65％的稀土氧化物、重量百分比为10％～20％的过渡金属氧化物、重量百分比为20％～30％的碱土金属氧化物。

2.如权利要求1所述固溶体催化剂，其特征在于，所述稀土氧化物包括重量百分比为10％～15％的La₂O₃、重量百分比为25％～30％的CeO₂、重量百分比为2％～5％的Pr₆O₁₁、重量百分比为5％～10％的Nd₂O₃。

3.如权利要求1所述固溶体催化剂，其特征在于，所述过渡金属氧化物包括重量百分比为10％～15％的Fe₂O₃。

4.如权利要求1所述固溶体催化剂，其特征在于，所述碱土金属氧化物包括重量百分比为20％～25％的CaO；重量百分比为1％～2％的BaO。

5.如权利要求1所述固溶体催化剂，其特征在于，所述固溶体催化剂还包括其他微量金属氧化物、非金属氧化物或载体；所述微量金属氧化物和非金属氧化物包括MnO₂、TiO₂、ZnO、SrO、Y₂O₃、Nb₂O₅。

6.一种稀土基高熵固溶体催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、采用稀土精矿为原料通过酸法或碱法制备前驱体复合盐液；

步骤2、将步骤1制得的前驱体复合盐液加入负载剂，进行微波水热合成，得到负载的稀土复盐结晶；

步骤3、稀土复盐结晶焙烧分解成为氧化物，形成复合氧化物催化剂，得到高熵固溶体催化剂产品；

其中，所述步骤2中，负载剂为γ-A1₂O₃颗粒；

所述步骤3中，稀土复盐结晶焙烧温度为500℃～700℃；焙烧时间为3～4h。

7.如权利要求6所述制备方法，其特征在于，

所述步骤1中，酸法制备前驱体复合盐液具体步骤包括：将稀土精矿溶于10mol/L的硝酸水溶液中，通过磁力搅拌3～4h使稀土矿充分溶解，滤除固体得到前驱体复合盐液；其中，所述稀土精矿与硝酸水溶液的重量体积比为1:50～1:150。

8.如权利要求6所述制备方法，其特征在于，

所述步骤1中，碱法制备前驱体复合盐液具体步骤包括：将稀土精矿溶于8mol/L的氢氧化钠水溶液中，通过磁力搅拌3～4h使稀土精矿充分溶解，过滤，固体水洗涤后得到稀土氢氧化物，将稀土氢氧化物溶于10mol/L的硝酸水溶液中得到前驱体复合盐液；

其中，所述稀土精矿与氢氧化钠水溶液的重量体积比为1:50～1:150；所述稀土氢氧化物与硝酸水溶液的重量体积比为1:50～1:150。

9.一种权利要求6～8任一项所述制备方法得到的稀土基高熵固溶体催化剂，其特征在于，所述固溶体催化剂包含以下重量百分比的组分：

重量百分比为50％～65％的稀土氧化物、重量百分比为10％～20％的过渡金属氧化物、重量百分比为20％～30％的碱土金属氧化物；

其中，所述稀土氧化物包括重量百分比为10％～15％的La₂O₃、重量百分比为25％～30％的CeO₂、重量百分比为2％～5％的Pr₆O₁₁、重量百分比为5％～10％的Nd₂O₃；

所述过渡金属氧化物包括重量百分比为10％～15％的Fe₂O₃；

所述碱土金属氧化物包括重量百分比为20％～25％的CaO；重量百分比为1％～2％的BaO；

所述固溶体催化剂还包括其他微量金属氧化物、非金属氧化物或载体；所述微量金属氧化物和非金属氧化物包括MnO₂、TiO₂、ZnO、SrO、Y₂O₃、Nb₂O₅。

10.权利要求1～5任一项所述稀土基高熵固溶体催化剂、或权利要求6～8任一项所述制备方法得到的稀土基高熵固溶体催化剂在制备用于环境催化的用途；

其中，所述环境催化包括工业废气的净化催化和燃烧催化。