[发明专利]一种磁性铈锆复合氧化物及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种磁性铈锆复合氧化物及其制备方法与应用。该磁性铈锆复合氧化物，以重量百分比计包括：氧化铈20‑70份，氧化锆20‑60份，四氧化三铁或四氧化三锰20‑50份，任一种或几种除铈之外的稀土元素氧化物3‑20份。本发明磁性铈锆复合氧化物，富含Fe³⁺/Fe²⁺或Mn³⁺/Mn²⁺，增加了瞬时储放氧的能力和速率，增加了晶格和结构的缺陷，增加了静态储氧能力和晶格氧的移动速率；降低了还原的温度，增加了汽车冷启动阶段的尾气的净化能力。本发明磁性铈锆复合氧化物具有较高的比表面积和孔容，抗老化能力强，使用寿命较长，且有利于铈锆类复合氧化物的涂覆和分离。

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，具体涉及一种磁性铈锆复合氧化物及其制备方法与应用。

背景技术

随着汽车数量的增加，汽车尾气的污染非常严重，发展高效的尾气净化催化剂已经成为当今的研究热点。铈锆复合氧化物是汽车三效催化剂的关键材料。汽车尾气温度变化较大，低温区和高温区的尾气净化对铈锆复合氧化物的要求最高。铈锆复合氧化物必须具备较高的储放氧能力增加低温区的净化能力，同时必须具备较高的抗老化能力增加高温区的净化能力和三效催化剂的使用寿命。

发明内容

本发明目的在于提供一种磁性铈锆复合氧化物及其制备方法与应用。

研究发现，在铈锆复合氧化物中引入镧系金属、碱土金属元素等能有效增加抗老化能力和储放氧性能。在铈锆复合氧化物中引入Fe³⁺/Fe²⁺或Mn³⁺/Mn²⁺，不仅能增加晶格缺陷进一步增加储氧能力，而且同时具有磁性。磁性铈锆复合氧化物中由于含有过渡金属铁和锰，具有较低的还原温度，增加了汽车冷启动阶段汽车尾气处理的效率。磁性铈锆复合氧化物不仅具有传统铈锆复合氧化物的高的比表面积、孔容和高的储氧量，并且具有磁性，易于载体的涂覆和分离。

具体而言，本发明提供一种磁性铈锆复合氧化物，以重量百分比计包括：

氧化铈20-70份，

氧化锆20-60份，

四氧化三铁或四氧化三锰20-50份，

任一种或几种除铈之外的稀土元素氧化物3-20份。

优选地，所述磁性铈锆复合氧化物以重量百分比计包括：

氧化铈20-50份，

氧化锆20-50份，

四氧化三铁或四氧化三锰20-50份，

任一种或几种除铈之外的稀土元素氧化物3-20份。

进一步优选地，所述磁性铈锆复合氧化物以重量百分比计包括：

氧化铈20-30份，

氧化锆20-30份，

四氧化三铁或四氧化三锰25-35份，

氧化镧5-10份，

氧化镨5-10份。

本发明所述铈(Ce)之外的稀土元素是指镧(La)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)和钪(Sc)。

所述除铈之外的稀土元素氧化物优选为氧化镧、氧化镨、氧化钕、氧化钇、氧化钐中的任一种或几种。实验证明，当所述除铈之外的稀土元素氧化物为氧化镧和氧化镨时，储放氧和抗老化等性能更佳。