CN101623639A - 一种消除碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂 - Google Patents

一种消除碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于机动车尾气催化剂技术领域的一种利用柴油车尾气中的氮氧化物来辅助催化燃烧碳烟的钡－过渡金属－铈基氧化物催化剂。采用溶胶－凝胶法制备，Ba的引入采用浸渍负载法或前驱体掺杂溶胶－凝胶法。以稀土铈和过渡金属铜、钴、镍、铁的盐或氯化物盐为原料，加入络合剂，增稠剂，制成过渡金属－铈基复合氧化物，采用前驱体掺杂或浸渍负载法引入Ba，制得Bax/(MOy)0,1(CeO2)0.9催化剂，工艺简单，容易实现工业化生产。可将碳烟的最大燃烧速率温度Tm从无催化剂时的530℃降低到390~440℃，且燃烧完全，产物中基本没有CO生成，能够满环保要求，燃烧速度大，使得颗粒物捕集器能够迅速再生。

Description

一种消除碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂
技术领域
本发明属于柴油车尾气催化剂的技术领域，特别涉及利用氮氧化物辅助催化燃烧来消除柴油车尾气碳烟颗粒物的一种消除碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂。
背景技术
柴油机是一种具有良好的动力性、经济性和耐久性能的动力装置，但其排放的有害碳烟颗粒物严重威胁到人体健康，已成为制约柴油机广泛应用的瓶颈之一。同时，柴油机尾气中也含有相当浓度的氮氧化物(NOx)。在柴油机排气管路上安装颗粒物捕集器是一种经济有效的后处理技术。它通过拦截、沉积等手段将柴油机排气中的碳烟颗粒物聚集在捕集器中，当碳烟积累到一定程度后，再用燃烧等手段将其除去，从而实现捕集器的再生，防止排气背压不断升高而影响柴油机的动力性和经济性。
近年来捕集器再生方式的开发热点是催化燃烧，即开发降低碳烟颗粒物的起燃温度使其在排气温度下即可燃烧消除的催化剂。铈基复合氧化物能够提供晶格氧作为活性氧种来氧化碳烟，并利用储放氧特性从空气中补充和活化氧，成为近年来得到重点研究的一类新型催化剂。例如有文献报道在MnOx-CeO2复合氧化物催化剂与碳烟松散接触条件下，在10％O2/N2气氛中的碳烟最大燃烧速度温度(Tm)约为550℃，在10％O2/1000ppmNO/N2气氛中的Tm约为450℃，即在有NOx存在时碳烟颗粒的氧化温度明显降低。Ba盐是一类性能优异的NOx存储材料，其在NOx储存还原(NOx storage reduction，NSR)催化剂中得到广泛研究和应用。将铈基复合氧化物与NOx储存材料相结合，是一条开发利用氮氧化物辅助催化燃烧碳烟催化剂的新途径，对于大幅度降低碳烟燃烧温度、推进颗粒物捕集器实现商业化具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供利用氮氧化物辅助催化燃烧来消除柴油车尾气碳烟颗粒物的一种消除碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂，其特征在于，所述钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂的通式为Bax/(MOy)0,1(CeO2)0.9，其中M为过渡金属Cu、Co、Fe、Ni中的一种，x、y、0.1、0.9均为摩尔比，x＝0.03～0.15，y＝1～1.5。
所述Ba的存在形式为氧化物、碳酸盐或硝酸盐。
所述钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂采用溶胶-凝胶法制备，Ba的引入采用浸渍负载法或前驱体掺杂溶胶-凝胶法，若采用浸渍负载法引入Ba，其步骤是：
1)先将可溶性铈盐和过渡金属盐以摩尔比Ce∶M＝9∶1混合溶解于水中，搅拌均匀，配置成浓度为0.5～1.5mol/L的溶液，加入柠檬酸或乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂，分子量为180～600的聚乙二醇为增稠剂，搅拌均匀。其中柠檬酸或EDTA的克当量数相当于所有金属离子的克当量数之和的1.1倍，聚乙二醇添加量为络合剂用量的5～15wt％。在80℃加热，搅拌混合溶液，直至水分蒸发产生粘稠状胶体。将胶体在空气气氛中110℃干燥12小时，研细；在300℃预烧1小时，使凝胶中的有机物燃烧分解，再于500℃煅烧3小时，炉冷，制得过渡金属-铈基复合氧化物(MOy)0,1(CeO2)0.9。
2)根据测得的(MOy)0,1(CeO2)0.9的吸水率，往可溶性Ba盐中添加能使(MOy)0,1(CeO2)0.9吸水饱和的水量，配成Ba盐溶液。将Ba盐溶液滴加到(MOy)0,1(CeO2)0.9中，搅拌均匀后，110℃烘干3小时，其中Ba的引入量为铈和过渡金属总摩尔量的3％～15％；将负载Ba盐后的(MOy)0,1(CeO2)0.9于550℃煅烧1小时，炉冷，制得钡-过渡金属-铈基氧化物Bax/(MOy)0,1(CeO2)0.9催化剂。
若采用前驱体掺杂法引入Ba，则在上述步骤1)中铈盐与过渡金属盐的混合溶液中再加入可溶性Ba盐，搅拌溶解，其中Ba占铈与过渡金属摩尔量之和的3％～15％，其他相同，制得钡-过渡金属-铈基氧化物Bax/(MOy)0,1(CeO2)0.9催化剂。省略步骤2)。
所述铈盐为硝酸亚铈Ce(NO3)3·6H2O、硝酸铈铵Ce(NH4)2(NO3)6·2H2O、硫酸铈Ce(SO4)2·4H2O或氯化亚铈CeCl3·7H2O。
所述过渡金属盐为硝酸盐Cu(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3、醋酸盐Cu(CH3OO)2·H2O、Co(CH3COO)2·4H2O、Ni(CH3COO)2·4H2O、Fe(C2H3OO)2、硫酸盐CuSO4·5H2O、CoSO4·7H2O、NiSO4·6H2O、FeSO4·7H2O、Fe2(SO4)3或氯化物CuCl2·2H2O、CoCl2·6H2O、NiCl2·6H2O、FeCl2·4H2O、FeCl3中的一种
所述钡盐为硝酸钡Ba(NO3)2或醋酸钡Ba(CH3OO)2·H2O。
本发明的有益效果是：采用廉价的稀土铈和过渡金属铜、钴、镍、铁的硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐或氯化物为原料，催化剂生产成本低；采用溶胶-凝胶法以及浸渍法制备催化剂的工艺简单，反应过程控制方便，容易实现工业化生产；制得的催化剂Bax/(MOy)0,1(CeO2)0.9能有效利用尾气气氛中的氮氧化物辅助催化燃烧碳烟，将碳烟的最大燃烧速率温度Tm由无催化剂时的约530℃降低到390~440℃，基本上满足了现代柴油车排气温度要求，而且大大加快了碳烟的燃烧速度，使得颗粒物捕集器能够迅速再生。
具体实施方式
本发明为利用氮氧化物辅助催化燃烧来消除柴油车尾气碳烟颗粒物的一种消除碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂。
所述钡-过渡金属-铈基氧化物碳烟燃烧催化剂的通式为Bax/(MOy)0,1(CeO2)0.9，式中M为过渡金属Cu、Co、Fe、Ni中的一种，x、y、0.1、0.9均为摩尔比，x＝0.03～0.15，y＝1～1.5，Ba的存在形式可为氧化物、碳酸盐、硝酸盐等。
所述过渡金属-铈基氧化物催化剂采用溶胶-凝胶法制备，Ba的引入采用浸渍负载法或前驱体掺杂溶胶-凝胶法。若采用浸渍负载引入Ba，其步骤是：
1)先将可溶性铈盐和过渡金属盐以摩尔比Ce∶M＝9∶1混合溶解于水中，搅拌均匀，配置成浓度为0.5～1.5mol/L的溶液。加入柠檬酸或乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂，分子量为180~600的聚乙二醇为增稠剂，搅拌均匀，其中柠檬酸或EDTA的克当量数相当于所有金属离子的克当量数之和的1.1倍，聚乙二醇添加量为络合剂用量的5～15wt％。在80℃加热搅拌混合溶液，直至水分蒸发产生粘稠状胶体。将胶体在空气气氛中110℃干燥12小时，研细；在300℃预烧1小时，使凝胶中的有机物燃烧分解，再于500℃煅烧3小时，炉冷，制得过渡金属-铈基复合氧化物(MOy)0,1(CeO2)0.9。
2)根据测得的(MOy)0,1(CeO2)0.9的吸水率，往可溶性Ba盐中添加能使(MOy)0,1(CeO2)0.9吸水饱和的水量，配成Ba盐溶液。将Ba盐溶液滴加到(MOy)0,1(CeO2)0.9中，搅拌均匀后，110℃烘干3小时，其中Ba的引入量为铈和过渡金属总摩尔量的3％～15％；将负载Ba盐后的(MOy)0,1(CeO2)0.9于550℃煅烧1小时，炉冷，制得钡-过渡金属-铈基氧化物Bax/(MOy)0,1(CeO2)0.9催化剂。
若采用前驱体掺杂法引入Ba，则在上述步骤1)中铈盐与过渡金属盐的混合溶液中再加入可溶性Ba盐，搅拌溶解，其中Ba占铈与过渡金属摩尔量之和的3％～15％，其他相同，制得钡-过渡金属-铈基氧化物Bax/(MOy)0,1(CeO2)0.9催化剂。省略步骤2)。
所述铈盐为硝酸亚铈Ce(NO3)3·6H2O、硝酸铈铵Ce(NH4)2(NO3)6·2H2O、硫酸铈Ce(SO4)2·4H2O或氯化亚铈CeCl3·7H2O。
所述过渡金属盐为硝酸盐Cu(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3、醋酸盐Cu(CH3OO)2·H2O、Co(CH3COO)2·4H2O、Ni(CH3COO)2·4H2O、Fe(C2H3OO)2、硫酸盐CuSO4·5H2O、CoSO4·7H2O、NiSO4·6H2O、FeSO4·7H2O、Fe2(SO4)3或氯化盐CuCl2·2H2O、CoCl2·6H2O、NiCl2·6H2O、FeCl2·4H2O、FeCl3。
所述钡盐为硝酸钡Ba(NO3)2或醋酸钡Ba(CH3OO)2·H2O。
下面例举实施例对本发明予以说明。
实施例1
在200ml的烧杯中加入2.777g硝酸铈铵、0.241g乙酸钴和15ml的水，搅拌溶解，然后在室温搅拌条件下加入2.836g柠檬酸，溶解后再加入0.3g聚乙二醇(分子量400)，滴加完毕后，在80℃加热搅拌，直至水分蒸发产生粘稠状胶体。然后将所得胶体在空气气氛中110℃干燥12小时，取出研细，经300℃预烧1小时，500℃煅烧3小时，炉冷后制得Co-Ce复合氧化物，简写为(CoOy)0,1(CeO2)0.9。取0.241g硝酸钡，溶于0.9g去离子水中。将制得的1.5gCo-Ce复合氧化物加入该硝酸钡溶液中，搅拌均匀，在110℃加热烘干3小时，在550℃煅烧1小时，炉冷，制得负载Ba的钡-钴-铈基氧化物Ba0.1/(CoO)0,1(CeO2)0.9催化剂。该催化剂中Ba的含量为Co与Ce的总摩尔量的10％。
实施例2
在200ml的烧杯中加入2.777g硝酸铈铵、0.230g氯化镍和15ml的水，搅拌溶解，然后在室温搅拌条件下加入2.836g柠檬酸，溶解后再加入0.3g聚乙二醇(分子量200)，滴加完毕后，在80℃加热搅拌，直至水分蒸发产生粘稠状胶体。然后将所得胶体在空气气氛中110℃干燥12小时，取出研细，经300℃预烧1小时，500℃煅烧3小时，炉冷后制得Ni-Ce复合氧化物，简写为(NiO)0,1(CeO2)0.9。取0.241g硝酸钡，溶于0.9g去离子水中。将制得的1.5gNi-Ce复合氧化物加入该硝酸钡溶液中，搅拌均匀，在110℃加热烘干3小时，在550℃煅烧1小时，炉冷，制得负载Ba的钡-镍-铈基氧化物Ba0.1/(NiO)0,1(CeO2)0.9催化剂。该催化剂中Ba的含量为Ni与Ce的总摩尔量的10％。
实施例3
在200ml的烧杯中加入2.777g硝酸铈铵、0.272g硫酸铁和15ml的水，搅拌溶解，然后在室温搅拌条件下加入2.836g柠檬酸，溶解后再加入0.3g聚乙二醇(分子量600)，滴加完毕后，在80℃加热搅拌，直至水分蒸发产生粘稠状胶体。然后将所得胶体在空气气氛中110℃干燥12小时，取出研细，经300℃预烧1小时，500℃煅烧3小时，炉冷后制得Fe-Ce复合氧化物，简写为(FeO1.5)0,1(CeO2)0.9。取0.247g硝酸钡，溶于0.9g去离子水中。将制得的1.5gFe-Ce复合氧化物加入该硝酸钡溶液中，搅拌均匀，在110℃加热烘干3小时，在550℃煅烧1小时，炉冷，制得负载Ba的钡-铁-铈基氧化物Ba0.1/(FeO1.5)0,1(CeO2)0.9催化剂。该催化剂中Ba的含量为Fe与Ce的总摩尔量的10％。
实施例4
在300ml的烧杯中加入11.995g硝酸亚铈、0.742g硝酸铜和50ml的水，搅拌溶解，然后在室温搅拌条件下加入8.988g柠檬酸，溶解后再加入0.6g聚乙二醇(分子量180)，在80℃加热搅拌，直至水分蒸发产生粘稠状胶体。然后将所得胶体在空气气氛中110℃干燥12小时，取出研细，经300℃预烧1小时，500℃煅烧3小时，炉冷后制得Cu-Ce复合氧化物，简写为(CuO)0,1(CeO2)0.9。分别取0.047g、0.094g、0.157g、0.235g醋酸钡，分别溶于0.6g去离子水中，再分别取4份Cu-Ce复合氧化物(每份1g)加入醋酸钡溶液中，搅拌均匀，在110℃加热烘干3小时，在550℃煅烧1小时，炉冷，制得负载Ba的钡-铜-铈基氧化物Bax/(CuO)0,1(CeO2)0.9催化剂(其中x＝0.03、0.06、0.1、0.15)以及对比样品(CuO)0,1(CeO2)0.9。这些催化剂中Ba的含量分别为Cu和Ce的总摩尔量的3％、6％、10％、15％。
制备Ba0.1/CeO2对比样：在200ml的烧杯中加入3.598g硝酸亚铈和20ml的水，搅拌溶解，然后在室温搅拌条件下加入2.696g柠檬酸，溶解后再加入0.2g聚乙二醇(分子量180)，在80℃加热搅拌，直至水分蒸发产生粘稠状胶体。然后将所得胶体在空气气氛中110℃干燥12小时，取出研细，经300℃预烧1小时，500℃煅烧3小时，炉冷后制得CeO2。取0.148g醋酸钡，溶于0.6g去离子水中，取1gCeO2加入该醋酸钡溶液中，搅拌均匀，在110℃加热烘干3小时。将浸渍负载了醋酸钡的CeO2粉末于550℃煅烧1小时，炉冷，制得负载Ba的钡-铈基催化剂Ba0.1/CeO2。Ba的含量为Ce摩尔量的10％。
实施例5
在200ml的烧杯中加入7.197g硝酸亚铈、0.445g硝酸铜、0.470g醋酸钡和50ml的水，搅拌溶解，然后在室温搅拌条件下加入4.176gEDTA，溶解后再加入0.4g聚乙二醇(分子量300)，在80℃加热搅拌，直至水分蒸发产生粘稠状胶体。然后将所得胶体在空气气氛中110℃干燥12小时，取出研细，经300℃预烧1小时，500℃煅烧3小时，炉冷，制得掺杂Ba的钡-铜-铈基氧化物催化剂，简写为Ba0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9-S。该催化剂中Ba的含量为Cu和Ce的总摩尔量的10％。
测试例1
以实施例1的Ba0.1/(CoO)0,1(CeO2)0.9催化剂为例，在模拟柴油车尾气的气氛中进行碳烟催化燃烧活性测试。
取100mg Ba0.1/(CoO)0,1(CeO2)0.9(实施例1)催化剂，与10mg碳烟(Printex-U，Degussa)在玛瑙研钵中用药匙轻刮混合3min，以模拟催化剂与碳烟的松散接触条件。将混合物装在石英管反应器中进行TPO实验。在10％O2+1000ppm NO+N2的气氛中，空速为40000h-1时，Ba0.1/(CoO)0,1(CeO2)0.9的Tm约为390℃，生成CO2的选择性为98％。其中CO2选择性的计算方法为：将碳烟燃烧过程中CO2的生成总量除以CO2和CO的生成总量之和，下同。
作为空白结果，取10mg碳烟(Printex-U，Degussa)装在石英管反应器中进行程序升温氧化(TPO)实验，气氛为10％O2+1000ppm NO+N2平衡，空速为40000h-1时，纯碳烟TPO实验的Tm约为529℃，生成CO2的选择性为24％。
测试例2
以实施例2的Ba0.1/(NiO)0,1(CeO2)0.9催化剂为例，在模拟柴油车尾气的气氛中进行碳烟催化燃烧活性测试。
取100mg Ba0.1/(NiO)0,1(CeO2)0.9(实施例2)催化剂，与10mg碳烟(Printex-U，Degussa)在玛瑙研钵中用药匙轻刮混合3min，以模拟催化剂与碳烟的松散接触条件。将混合物装在石英管反应器中进行TPO实验。在10％O2+1000ppm NO+N2的气氛中，空速为40000h-1时，Ba0.1/(NiO)0,1(CeO2)0.9的Tm约为413℃，生成CO2的选择性为96％。
测试例3
以实施例3的Ba0.1/(FeO1.5)0,1(CeO2)0.9催化剂为例，在模拟柴油车尾气的气氛中进行碳烟催化燃烧活性测试。
取100mg Ba0.1/(FeO1.5)0,1(CeO2)0.9(实施例3)催化剂，与10mg碳烟(Printex-U，Degussa)在玛瑙研钵中用药匙轻刮混合3min，以模拟催化剂与碳烟的松散接触条件。将混合物装在石英管反应器中进行TPO实验。在10％O2+1000ppm NO+N2的气氛中，空速为40000h-1时，Ba0.1/(FeO1.5)0,1(CeO2)0.9的Tm约为438℃，生成CO2的选择性为98％。
测试例4
以实施例4的Ba0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9催化剂为例，在模拟柴油车尾气的气氛中进行碳烟催化燃烧活性测试。
取100mg Ba0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9(实施例4)催化剂，与10mg碳烟(Printex-U，Degussa)在玛瑙研钵中用药匙轻刮混合3min，以模拟催化剂与碳烟的松散接触条件。将混合物装在石英管反应器中进行TPO实验。在10％O2+1000ppm NO+N2的气氛中，空速为40000h-1时，Ba0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9的Tm约为400℃，生成CO2的选择性为97％。
以同样条件对实施例2中的Ba0.03/(CuO)0,1(CeO2)0.9、Ba0.06/(CuO)0,1(CeO2)0.9、Ba0.15/(CuO)0,1(CeO2)0.9及对比例样品(CuO)0,1(CeO2)0.9和Ba0.1/CeO2进行TPO实验，结果如表2所示。结果表明，Ba0.1/CeO2催化碳烟燃烧的Tm值为506℃，CO2生成选择性接近97％；(CuO)0,1(CeO2)0.9催化碳烟燃烧的Tm值为433℃，CO2生成选择性接近100％；Ba、Cu同时引入CeO2的催化剂体系显著提高了催化剂催化燃烧碳烟的活性，其中以Ba0.06/(CuO)0,1(CeO2)0.9的活性最高，Tm值为395℃，生成CO2的选择性为99％。
测试例5
以实施例5的Ba0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9-D催化剂为例，在模拟柴油车尾气的气氛中进行碳烟催化燃烧活性测试。
取100mgBa0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9-S(实施例5)催化剂，与10mg碳烟(Printex-U，Degussa)在玛瑙研钵中用药匙轻刮混合3min，以模拟催化剂与碳烟的松散接触条件。将混合物装在石英管反应器中进行TPO实验。在10％O2+1000ppm NO+N2的气氛中，空速为40000h-1时，Ba0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9-D的Tm约为394℃，生成CO2的选择性为97％。活性评价结果表明，采用前驱体掺杂溶胶-凝胶法制备的钡-铜-铈基氧化物Ba0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9-D催化剂对碳烟燃烧的催化活性略高于先采用溶胶-凝胶法制备铜-铈基氧化物再采用浸渍负载法制备的钡-铜-铈基氧化物Ba0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9催化剂(实施例4)的活性，但影响不大。
上述测试实验结果如表1、表2所示。
表1为掺杂不同过渡金属(Cu、Co、Ni、Fe)的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂的碳烟最大燃烧速率温度，反应条件为催化剂与碳烟的质量比10∶1，将催化剂与碳烟在玛瑙研钵中用药匙轻刮混合3min来模拟催化剂与碳烟的松散接触条件，反应气氛为10％O2+1000ppmNO，平衡气为N2，空速为40000h-1。
表2为不同Ba引入量的的钡-铜-铈基氧化物催化剂的碳烟最大燃烧速率温度，反应条件为催化剂与碳烟的质量比10∶1，将催化剂与碳烟在玛瑙研钵中用药匙轻刮混合3min来模拟催化剂与碳烟的松散接触条件，反应气氛为10％O2+1000ppmNO，平衡气为N2，空速为40000h-1。
表1
  催化剂   Tm值(℃)   CO2生成选择性(％)
  无催化剂   530   24
  Ba0.1/(CoO)0,1(CeO2)0.9   390   98
  Ba0.1/(NiO)0,1(CeO2)0.9   413   96
  Ba0.1/(FeO1.5)0,1(CeO2)0.9   438   98
  Ba0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9   400   98
  Ba0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9-S   394   97
表2
  催化剂   Tm值(℃)   CO2生成选择性(％)
  (CuO)0,1(CeO2)0.9   433   100
  Ba0.03/(CuO)0,1(CeO2)0.9   416   99
  Ba0.06/(CuO)0,1(CeO2)0.9   395   99
  Ba0.1/(CuO)0,1(CeO2)0.9   400   98
  Ba0.15/(CuO)0,1(CeO2)0.9   428   98
  Ba0.1/CeO2   506   97

Claims (6)

1.一种辅助催化燃烧碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂，其特征在于，所述钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂的通式为Bax/(MOy)0,1(CeO2)0.9，其中M为过渡金属Cu、Co、Fe、Ni中的一种，x、y、0.1、0.9均为摩尔比，x＝0.03～0.15，y＝1～1.5。
2.根据权利要求1所述辅助催化燃烧碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂。其特征在于，所述Ba的存在形式为氧化物、碳酸盐或硝酸盐。
3.一种辅助催化燃烧碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属-铈基氧化物催化剂采用溶胶-凝胶法制备，Ba的引入采用浸渍负载法或前驱体掺杂溶胶-凝胶法，若采用浸渍负载法引入Ba，其步骤是：
1)先将可溶性铈盐和过渡金属盐以摩尔比Ce∶M＝9∶1混合溶解于水中，搅拌均匀，配置成浓度为0.5～1.5mol/L的铈盐和过渡金属盐的混合水溶液，加入络合剂柠檬酸或乙二胺四乙酸EDTA；分子量为180～600的聚乙二醇作增稠剂，搅拌均匀；其中柠檬酸或EDTA的克当量数相当于所有金属离子的克当量数之和的1.1倍，聚乙二醇添加量为络合剂用量的5～15wt％，在80℃加热条件下，搅拌混合溶液，直至水分蒸发产生粘稠状胶体；将胶体在空气气氛中110℃干燥12小时，研细；在300℃预烧1小时，使凝胶中有机物燃烧分解，再于500℃煅烧3小时，炉冷，制得过渡金属-铈基复合氧化物(MOy)0,1(CeO2)0.9；
2)根据测得的(MOy)0,1(CeO2)0.9的吸水率，往可溶性Ba盐中添加能使(MOy)0,1(CeO2)0.9吸水饱和的水量，配成Ba盐溶液，将Ba盐溶液滴加到(MOy)0,1(CeO2)0.9中，搅拌均匀后，110℃烘干3小时，其中Ba的引入量为铈和过渡金属总摩尔量的3％～15％；将负载Ba盐后的(MOy)0,1(CeO2)0.9于550℃煅烧1小时，炉冷，制得钡-过渡金属-铈基氧化物Bax/(MOy)0,1(CeO2)0.9催化剂；
若采用前驱体掺杂法引入Ba，则在上述步骤1)中铈盐与过渡金属盐的混合水溶液中再加入可溶性Ba盐，搅拌溶解，其中Ba占铈与过渡金属摩尔量之和的3％～15％，其他相同，制得钡-过渡金属-铈基氧化物Bax/(MOy)0,1(CeO2)0.9催化剂；省略步骤2)。
4.根据权利要求3所述辅助催化燃烧碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述铈盐为硝酸亚铈Ce(NO3)3·6H2O、硝酸铈铵Ce(NH4)2(NO3)6·2H2O、硫酸铈Ce(SO4)2·4H2O或氯化亚铈CeCl3·7H2O。
5.根据权利要求3所述辅助催化燃烧碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐为硝酸盐Cu(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Fe(NO2)2·6H2O、Fe(NO3)3、醋酸盐Cu(CH3OO)2·H2O、Co(CH3COO)2·4H2O、Ni(CH3COO)2·4H2O、Fe(C2H3OO)2、硫酸盐CuSO4·5H2O、CoSO4·7H2O、NiSO4·6H2O、FeSO4·7H2O、Fe2(SO4)3或氯化物CuCl2·2H2O、CoCl2·6H2O、NiCl2·6H2O、FeCl2·4H2O、FeCl3中的一种.
6.根据权利要求3所述辅助催化燃烧碳烟的钡-过渡金属-铈基氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述钡盐为硝酸钡Ba(NO3)2或醋酸钡Ba(CH3OO)2·H2O。
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