[发明专利]一种铈锆复合氧化物、其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种铈锆复合氧化物及其制备方法，属于吸附催化剂领域。该铈锆复合氧化物的制备方法包括下述步骤：1)混料：将原料制成至少包含铈离子和锆离子的金属的强酸水溶液的初混物；2)第一水热反应：向初混物中加入碱性沉淀剂制得pH值为1‑6的酸混物，将所述酸混物进行第一水热反应，制得前驱体溶液；3)第二水热反应：向前驱体溶液中加入碱性沉淀剂制得pH值为8‑11碱混物，将进行第二水热反应后过滤、洗涤和煅烧，即制得所述的铈锆复合氧化物。该方法制得的铈锆复合氧化物的抗老化性能好、粒径分布均匀、储氧量高和还原温度低。

技术领域

本申请涉及一种铈锆复合氧化物及其制备方法，属于吸附催化剂领域。

背景技术

铈锆复合氧化物主要应用于移动源尾气催化领域，起到催化剂载体及助剂的作用，由于工作环境最高可达1000℃，因此，铈锆复合氧化物需具有优异的抗老化性能从而保证贵金属的利用效率，维持催化剂较高的催化活性。

铈锆复合氧化物高温条件下的抗老化性能，即高温老化后复合物仍具有较高的比表面积、孔容以及合适的孔道结构。铈锆复合氧化物的物化指标主要包括：比表面积、孔容和孔径等；功能性指标主要包括储氧量和还原温度；应用指标主要包括污染物催化转化率、最低起燃温度和使用寿命等。关键核心指标是材料的抗老化性能、储氧量和还原温度，在三项关键核心指标中，抗老化性能尤为重要。在三元催化中起主要作用的是贵金属，其占整个催化系统成本的70％以上。贵金属负载量在2-3％左右，但其利用率只有2％左右，因此，铈锆复合氧化物作为载体，良好的抗老化性能及高温条件下较低的比表面损失率可以保证贵金属的利用效率，从而延长催化剂的使用寿命。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种铈锆复合氧化物及其制备方法和应用。该制备方法制得的铈锆复合氧化物的高温条件下的抗老化性能好、粒径分布均匀、储氧量高和还原温度低。

该铈锆复合氧化物的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：

1)混料：将原料制成至少包含铈离子和锆离子的金属的强酸水溶液的初混物；

2)第一水热反应：向初混物中加入碱性沉淀剂制得pH值为1-6的酸混物，将所述酸混物进行第一水热反应，制得前驱体溶液；

3)第二水热反应：向前驱体溶液中加入碱性沉淀剂制得pH值为8-11碱混物，将进行第二水热反应后过滤、洗涤和煅烧，即制得所述的铈锆复合氧化物。

可选地，所述原料还包括Zn、Ga、Ag、Mo、Cu、Fe、Ni、V、In、Nb、Co、Cr、Mn、La、Pr、Nd、Y或其它稀土元素中的至少一种。优选地，所述原料还包括La、Pr和Y元素中的至少一种。更优选地，所述原料为铈盐、锆盐和选自镧盐、镨盐和钇盐中的至少一种。进一步地，所述铈盐为硝酸铈铵，所述锆盐为硝酸锆或铝氧化锆，所述镨盐为硝酸镨，所述镧盐为硝酸镧，所述钇盐为硝酸钇。

在优选的实施方式中，铈锆复合氧化物还包括除铈以外的其他稀土元素的氧化物，优选，氧化镧、氧化钇、氧化镨中的一种或任意几种。氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化镨和氧化钇可以分别以CeO₂、ZrO₂、La₂O₃、Pr₆O₁₁和Y₂O₃的形式提供。

进一步地，所述铈锆复合氧化物包括重量比为30-50:40-60:3-7:3-7的CeO₂、ZrO₂、La₂O₃和Pr₆O₁₁。优选地，所述铈锆复合氧化物的重量组成包括40％CeO₂、50％ZrO₂、5％La₂O₃、5％Pr₆O₁₁。