CN101274280A - 机动车尾气催化净化的尖晶石型复合氧化物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车尾气催化净化的尖晶石型复合氧化物，其特征在于：化学式为：CuNi_2－xMn_xO₄其中X＝0－2。制备方法包括如下步骤：按化学计量比Cu²⁺∶Ni³⁺∶Mn³⁺＝1∶2－x∶x将金属硝酸盐和柠檬酸配成混合溶液，经过搅拌加热至100℃，使其沸腾、浓缩、直至灰化，得到疏松的尖晶石母体粉体；研磨后在马弗炉中450℃～550℃的高温烧制3～8小时制成粉末，形成尖晶石型结构的复合氧化物粉末。本发明的有益效果：在CuNi_2－xMn_xO₄尖晶石型催化剂中，由铜元素构成尖晶石AB₂O₄结构的A位，镍和锰元素构成B位。即，由铜、镍、锰和氧组成的尖晶石型复合氧化物。所采用的原材料来源丰富，制造工艺简单，无须高性能复杂的加工设备，催化剂结构简单，适合我国的发展条件，具有推广价值。

Description

机动车尾气催化净化的尖晶石型复合氧化物及其制备方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，尤其涉及一种机动车尾气催化净化的尖晶石型复合氧化物及其制备方法。

背景技术

长期以来，以贵金属为主要活性成分的催化剂占据汽车尾气净化催化剂市场的主体。上世纪90年代后至今，由于贵金属国际市场价格逐渐走高，资源匮乏，三元催化剂逐渐在配方上改进，以降低贵金属用量为研发目标。在催化剂中添加稀土复合氧化物，以改善催化活性，降低贵金属是一重要的发展方向。从降低催化剂成本，提高催化剂活性的方面来看，尖晶石型复合氧化物催化剂有很大的发展前景。目前，尖晶石型催化剂作为一种非常有前景的技术正在逐渐被人们开发和利用。虽然，目前由于种种原因在机动车尾气净化方面还没有得到更广泛的应用，其制备方法还不很成熟，但其较高的催化活性，结构稳定，组成明确，具有良好的氧化还原特性和耐高温性能，已引起了许多企业和科技人员的高度注意。专利名称：铬镁尖晶石的制作方法(01128142.1)公开的技术特征是其制作原料为：(按重量百分比计)化工级三氧化二铬粉和三氧化二铬精矿占75％-78％，氧化镁粉占22％-24％，玻璃水填加剂占1％；专利名称：溶液燃烧法合成纳米晶钴铝尖晶石颜料的方法(专利号03116190.1)，公开的技术特征：具体合成步骤：(1)先将可溶性铝盐、可溶性钴盐、柠檬酸溶于去离子水，制成溶液，再按Co²⁺∶Al³⁺∶柠檬酸＝1∶2-3∶1-6(摩尔比)混合；(2)混合后不断搅拌，用氨水调整PH值为4-8，然后加热，溶液浓缩形成凝胶并起火燃烧，得到泡沫状粉料；(3)将泡沫状粉料在500-1000℃空气中高温热处理，时间0.3-5h，制得CoAl₂O₄纳迷晶粉末。专利名称：生产尖晶石型锰酸锂的方法(99801152.5)公开的技术特征，包括下列步骤：粉碎电沉积的二氧化锰、将该粉末用氢氧化钠或碳酸钠中和至pH值为2或更高，将电解二氧化锰与锂的原始材料混合并将该混合物焙烧。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种机动车尾气催化净化的尖晶石型复合氧化物及其制备方法，采用柠檬酸和金属硝酸盐制备尖晶石型复合氧化物，应用于机动车尾气的催化净化处理。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种机动车尾气催化净化的尖晶石型复合氧化物，其特征在于：

化学式为：CuNi_2-xMn_xO₄其中X＝0-2。

上述的尖晶石型复合氧化物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

E.按化学计量比Cu²⁺∶Ni³⁺∶Mn³⁺＝1∶2-x∶x将金属硝酸盐和柠檬酸配成混合溶液，PH值为2；

F.经过搅拌加热至100℃，使其沸腾，浓缩，直至发生灰化，得到疏松的尖晶石母体粉体；

G.将疏松的粉体进行研磨，使颗粒达到粒度为60-120目；

H.再将研磨后的粉体在马弗炉中450℃～550℃的高温烧制3～8小时，焙烧后的物料粉碎并过200目筛制成粉末，形成尖晶石型结构的复合氧化物粉末。

E.样品的晶相分析通过X射线衍射(XRD)方法，辐射源为CuKa。

本发明的有益效果：在CuNi_2-xMn_xO₄尖晶石型催化剂中，由铜元素构成尖晶石AB₂O₄结构的A位，镍和锰元素构成B位。即，由铜、镍、锰和氧组成的尖晶石型复合氧化物。所采用的原材料来源丰富，制造工艺简单，无须高性能复杂的加工设备，催化剂结构简单，适合我国的发展条件，具有推广价值。

附图说明

图1是本发明制备的尖晶石型复合氧化物物相(XRD)；

图2是本发明小样起燃温度曲线。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

实施例1：

当x＝0时，按化学计量比Cu²⁺∶Ni³⁺＝1∶2-x加入Cu(NO₃)₂、Ni(NO₃)₃，并加入一定量的柠檬酸，放到1000ml容量的圆底烧杯内，搅拌并加水溶解。逐渐加热100℃使其沸腾浓缩，直至发生灰化，得到尖晶石母体；再将母体放入马弗炉中以500℃烧制3～8小时，得到最终产物。样品的晶相分析通过X射线衍射(XRD)方法，辐射源为CuKa。经X射线衍射分析结果鉴定，该粉体为尖晶石型结构的复合氧化物。

实施例2

当x＝0.5时，按化学计量比Cu²⁺∶Ni³⁺∶Mn³⁺＝1∶2-x∶x加入Ni(NO₃)₃、Cu(NO₃)₂、Mn(NO₃)₂，并加入一定量的柠檬酸，放到1000ml容量的圆底烧杯内，搅拌并加水溶解。逐渐加热100℃使其沸腾浓缩，直至发生灰化，得到尖晶石母体；再将母体放入马弗炉中以500℃烧制3～8小时，得到最终产物。经X射线衍射分析结果鉴定，该粉体为尖晶石型结构的复合氧化物。

实施例3

x＝2时，按化学计量比Cu²⁺∶Mn³⁺＝1∶x加入Cu(NO₃)₂、Mn(NO₃)₂，并加入一定量的柠檬酸，放到1000ml容量的圆底烧杯内，搅拌并加水溶解。逐渐加热100℃使其沸腾浓缩，直至发生灰化，得到尖晶石母体；再将母体放入马弗炉中以500℃烧制3～8小时，得到最终产物。经X射线衍射分析结果鉴定，该粉体为尖晶石型结构的复合氧化物。详见图2为本发明小样评价实验报告，起燃温度：CO：234℃；HC：260℃；NOx：278℃，催化剂组成：Pd/CuNi_1.5Mn_0.5O₄-CeO₂-ZrO/Al₂O₃。实验单位：天津化工研究设计院

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (2)

1、一种机动车尾气催化净化的尖晶石型复合氧化物，其特征在于：化学式为：CuNi_2-xMn_xO₄其中X＝0-2。

2、根据权利要求1所述的尖晶石型复合氧化物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

A.按化学计量比Cu²⁺∶Ni³⁺∶Mn³⁺＝1∶2-x∶x将金属硝酸盐和柠檬酸配成混合溶液，PH值为2；

B.经过搅拌加热至100℃，使其沸腾，浓缩，直至发生灰化，得到疏松的尖晶石母体粉体；

C.将疏松的粉体进行研磨，使颗粒达到粒度为60-120目；

D.再将研磨后的粉体在马弗炉中450℃～550℃的高温烧制3～8小时，焙烧后的物料粉碎并过200目筛制成粉末，形成尖晶石型结构的复合氧化物粉末。

E.样品的晶相分析通过X射线衍射(XRD)方法，辐射源为CuKa。

Images