[发明专利]一种氧化铈基复合氧化物材料的制备方法

说明书

本发明属于催化剂材料技术领域，涉及一种氧化铈基复合氧化物材料的制备方法。所述的制备方法包括如下步骤：(1)沉淀；(2)预处理；(3)刻蚀；(4)后处理。利用本发明的氧化铈基复合氧化物材料的制备方法，能够工艺流程简单、成本低廉、无需有机模板剂、适用于大规模工业生产的制备大比表面积的氧化铈基复合氧化物材料。

技术领域

本发明属于催化剂材料技术领域，涉及一种氧化铈基复合氧化物材料的制备方法。

背景技术

铈(Ce)是一种储量较为丰富的稀土元素，其具有+3/+4两种可变价态。氧化铈基复合氧化物材料一般具有优异的储放氧能力和催化能力，作为催化剂或催化剂载体广泛应用于工业催化、污染物吸附、工业废气处理、机动车尾气净化等领域。

氧化铈基复合氧化物材料作为催化剂或催化剂载体要求其具有足够大的比表面积，然而常规方法得到的氧化铈基复合氧化物材料比表面积较小，不能满足使用要求，需要通过特定的制备工艺得到具有特殊形貌或多孔结构的氧化物颗粒，以获得更大的比表面积。

如专利文献CN112275274A公开了一种用于亚胺合成的微介孔氧化铈催化剂的制备方法，其以P123为模板剂，将硝酸铈等原料于正丁醇中混合得到溶胶，经多步处理后得到大比表面积的氧化铈催化剂。

又如专利文献CN111939894A公开了一种核壳结构铈锆基复合氧化物及其制备方法，其通过分步沉淀和改性剂表面处理等工艺，制备了具有核壳结构的大比表面积铈锆固溶体复合氧化物储氧材料。

但目前各种制备大比表面积氧化铈基复合氧化物材料的工艺均需使用大量的有机表面活性剂、改性剂、高分子聚合物等，并通过高温灼烧的方法将其去除。此类方法主要有两方面缺陷：一是模板剂在高温灼烧的过程中往往会发生碳化，残留在氧化物内部阻塞孔道，降低氧化物的比表面积；二是有机模板剂高温灼烧后转化为二氧化碳等气体逸散，无法回收利用，既提高了生产成本也不利于践行国家倡导的“碳中和”。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化铈基复合氧化物材料的制备方法，以能够工艺流程简单、成本低廉、无需有机模板剂、适用于大规模工业生产的制备大比表面积的氧化铈基复合氧化物材料。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种氧化铈基复合氧化物材料的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：

(1)沉淀：对含铈盐、可选锆盐、无机模板剂的溶液加入沉淀剂进行沉淀，所得沉淀为第一中间体；

(2)预处理：对步骤(1)得到的第一中间体进行灼烧、冷却、粉碎后得到第二中间体；

(3)刻蚀：将步骤(2)得到的第二中间体分散于溶剂中，加入刻蚀剂进行刻蚀，刻蚀后混合液经过滤、洗涤，所得滤饼即为第三中间体；

(4)后处理：将步骤(3)得到的第三中间体经灼烧、冷却、粉碎后，得到所述的氧化铈基复合氧化物材料。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种氧化铈基复合氧化物材料的制备方法，其中步骤(1)中，

所述的铈盐中的阳离子选自+3价或+4价铈离子或二者的混合物，阴离子选自硝酸根、硫酸根、氯离子、乙酸根中的一种或多种的组合(优选的，所述铈盐选自氯化铈(Ⅲ)和/或硝酸铈(Ⅲ))；

所述的锆盐选自硝酸氧锆、硫酸氧锆、氧氯化锆、乙酸锆盐中的一种或多种的组合(优选的，所述锆盐选自硝酸氧锆和/或氧氯化锆)；

所述的无机模板剂的阳离子选自除铈以外的稀土离子或非稀土金属离子中的一种或多种的组合，阴离子选自硝酸根、硫酸根、氯离子、乙酸根中的一种或多种的组合；

所述的除铈以外的稀土离子选自镧、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇离子中的一种或多种的组合(优选的，所述除铈以外的稀土离子为镧或钇离子)；