CN105642269A - 一种复合铈锆固溶体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合铈锆固溶体及其制备方法，所述复合铈锆固溶体，由氧化铈、氧化锆和稀土助剂复合而成，其重量百分比如下：氧化铈15-80%，氧化锆15-60%，稀土助剂5-25%，所述稀土助剂为氧化镧、氧化镨、氧化铷、氧化钇、氧化钐、氧化铽、氧化镝、氧化铒中的一种或多种。本发明的复合铈锆固溶体的制备方法步骤简单，所用原材料廉价易得，采用本发明制备的复合铈锆固溶体具有高的储氧能力和热稳定性等性能，由于经过复合表面活性剂修饰以及碳化焙烧处理，同时也使得复合铈锆固溶体获得了较大的孔径和孔容。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合铈锆固溶体及其制备方法。
背景技术
随着汽车工业的高速发展，汽车尾气污染已经引起了社会的普遍关注，采用三效催化剂（TWC）催化净化汽车尾气是目前解决尾气污染的主要途径之一。自从上世纪80年代初开始，氧化铈基高性能稀土储氧材料在汽车尾气净化三效催化剂中得到了广泛的应用，成为三效催化剂的关键材料，其决定了催化剂的性能和寿命，是各个企业在汽车尾气净化催化剂领域竞争的焦点。由于纯氧化铈的抗老化性能较差，当焙烧温度高于850℃时基本失去储氧能力。研究结果表明在氧化铈中添加适量的锆可以显著提高氧化铈的热稳定性和储氧性能，使铈锆固溶体成为汽车尾气净化催化剂的第二代储氧材料。虽然铈锆固溶体的储氧性能及抗老化性能明显优于纯氧化铈，即使在高温下出现明显烧结时也能保持高的储氧量，但是随着汽车保有量的不断增大以及环境污染的日益严重，汽车尾气净化用三效催化剂的性能尤其是储氧材料的热稳定性和储氧性能仍有待进一步提高。研究发现在铈锆固溶体复合氧化物中添加La、Pr、Nd、Y、Al等一种或多种元素时能够进一步改善储氧材料的储氧性能和热稳定性能，已经成为三效催化剂中储氧材料的主流。汽车尾气净化催化剂是在高空速和高温条件下使用的，作为载体之一的铈锆固溶体除要求具有合适的储氧性能和抗老化性能之外，还要求其抗老化性能能够适应汽车尾气净化催化剂的工作条件，即高的比表面积、大的孔容及合适的孔径，并具有良好的抗高温老化性能。如何使掺杂有其它元素的铈锆固溶体储氧材料达到最佳性能，其关键仍然在材料的制备方法或工艺。
目前制备铈锆固溶体的方法主要有共沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、水热法、高能球磨法等。其中，共沉淀法因工艺简单、条件易于控制、产品均一性好、生产成本较低、便于工业化生产等优点得到了广泛的应用，但是现有的共沉淀法工艺多样，制备的铈锆固溶体性能在某些方面不能满足汽车尾气净化催化剂的需求，如储氧量与热稳定性、表面积或孔性质无法同时完美匹配等。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种复合铈锆固溶体及其制备方法，所制备的复合铈锆固溶体具有高储氧能力、高热稳定性和多孔结构等特点，适用于汽车尾气净化、有机废气消除等废气净化或催化燃烧。
本发明的复合铈锆固溶体，由氧化铈、氧化锆和稀土助剂复合而成，其重量百分比如下：氧化铈15-80%，氧化锆15-60%，稀土助剂5-25%，所述稀土助剂为氧化镧、氧化镨、氧化铷、氧化钇、氧化钐、氧化铽、氧化镝、氧化铒中的一种或多种。
本发明的复合铈锆固溶体的制备方法，包括以下步骤：
1）将计量的碳酸铈、碳酸锆和稀土助剂溶解在硝酸和双氧水的溶液中，在25-50℃温度下充分搅拌，制得可溶性的硝酸盐混合溶液A；所述稀土助剂为氧化镧、氧化镨、氧化铷、氧化钇、氧化钐、氧化铽、氧化镝、氧化铒中的一种或多种；
2）将计量的氨水加入去离子水中，并加入计量的表面活性剂，在25-50℃温度下充分搅拌，制得溶液B；
3）在25-100℃温度下，将硝酸盐混合溶液A和溶液B以1-5ml/min的速度并流滴加于烧杯中，并充分搅拌；完全沉淀后再加入计量的双氧水，继续搅拌30分钟；
4）将步骤3）得到的固液混合物在一定温度下静止陈化一定时间；经过抽滤、洗涤、干燥和焙烧后得到复合铈锆固溶体。
本发明的复合铈锆固溶体的制备方法，在步骤2）中：所述表面活性剂为脂肪酸或羧酸酯与醇类聚合物的混合物，脂肪酸为月桂酸、软脂酸、硬脂酸、油酸中的一种或多种；羧酸酯为吐温20、吐温60、吐温80中的一种或多种；醇类聚合物为聚乙烯醇或聚乙二醇。
本发明的复合铈锆固溶体的制备方法，在步骤4）中：所述陈化温度为25-100℃，陈化时间为12-72小时。
本发明的复合铈锆固溶体的制备方法，在步骤4）中，所述焙烧包括以下步骤：首先将干燥后的沉淀物在惰性气体中或在真空条件下进行一次碳化焙烧，焙烧温度为450-550℃，时间为4小时；然后再在空气气氛中进行二次焙烧，焙烧温度为550-650℃，时间为4小时。
与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明的复合铈锆固溶体的制备方法步骤简单，所用原材料廉价易得，采用本发明制备的复合铈锆固溶体具有高的储氧能力和热稳定性等性能，由于经过复合表面活性剂修饰以及碳化焙烧处理，同时也使得复合铈锆固溶体获得了较大的孔径和孔容。
附图说明
图1是本发明实施例3制备复合铈锆固溶体的XRD图谱；
图2是本发明实施例3制备复合铈锆固溶体在100℃至750℃之间的H2-TPR图谱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种复合铈锆固溶体，由氧化铈、氧化锆和稀土助剂复合而成，其制备方法包括以下步骤：首先将4ml的硝酸和3ml的双氧水加入150ml的去离子水中配置得到溶解酸液；然后加入2.44克的碳酸铈（CeO2含量41%）、4.76克的碳酸锆（ZrO2含量42%）、0.245克的氧化镨和0.245克的氧化铷，在25℃温度下搅拌溶解，得到硝酸盐混合溶液A；将7.5ml的氨水和1克的硬脂酸加入到150ml的去离子水中，在40℃下充分搅拌制得溶液B；将硝酸盐混合溶液A和溶液B以2.5ml/min的速度并流滴加于烧杯中，并充分搅拌；沉淀反应温度维持在30℃；滴加完毕后加入3ml的双氧水继续搅拌0.5小时，然后沉淀物在25℃下静止陈化24小时，然后过滤、洗涤、110℃下干燥，干燥后首先将沉淀物在真空条件下进行一次碳化焙烧，焙烧温度为450℃，时间为4小时；然后再在空气气氛中进行二次焙烧，焙烧温度为650℃，时间为4小时，得到复合铈锆固溶体，测试其储氧量为852.7μmolCO/g（通过100℃至750℃之间的H2-TPR图谱获得），1000℃下焙烧12小时老化后的储氧量为660.5μmolCO/g。
实施例2
一种复合铈锆固溶体，由氧化铈、氧化锆和稀土助剂复合而成，其制备方法包括以下步骤：首先将4ml的硝酸和3ml的双氧水加入150ml的去离子水中配置得到溶解酸液；然后加入2.44克的碳酸铈（CeO2含量41%）、4.76克的碳酸锆（ZrO2含量42%）、0.245克的氧化镨和0.245克的氧化铷，在40℃温度下搅拌溶解，得到硝酸盐混合溶液A；将7.5ml的氨水、1.5克硬脂酸和0.5克聚乙二醇加入到150ml的去离子水中，在40℃下充分搅拌制得溶液B；将硝酸盐混合溶液A和溶液B以2.5ml/min的速度并流滴加于烧杯中，并充分搅拌；沉淀反应温度维持在30℃；滴加完毕后加入5ml的双氧水继续搅拌0.5小时，然后沉淀物在30℃下静止陈化24小时，然后过滤、洗涤、110℃下干燥，干燥后首先将沉淀物在真空条件下进行一次碳化焙烧，焙烧温度为500℃，时间为4小时；然后再在空气气氛中进行二次焙烧，焙烧温度为650℃，时间为4小时，得到复合铈锆固溶体，测试其储氧量为1009.8μmolCO/g（通过100℃至750℃之间的H2-TPR图谱获得），1000℃下焙烧12小时老化后的储氧量为935.6μmolCO/g。
实施例3
如图1-2所示，一种复合铈锆固溶体，由氧化铈、氧化锆和稀土助剂复合而成，其制备方法包括以下步骤：首先将4ml的硝酸和3ml的双氧水加入150ml的去离子水中配置得到溶解酸液；然后加入2.44克的碳酸铈（CeO2含量41%）、4.76克的碳酸锆（ZrO2含量42%）、0.245克的氧化镨和0.245克的氧化铷，在25℃温度下搅拌溶解，得到硝酸盐混合溶液A；将7.5ml的氨水、1.5克硬脂酸和0.5克聚乙二醇加入到150ml的去离子水中，在40℃下充分搅拌制得溶液B；将硝酸盐混合溶液A和溶液B以2.5ml/min的速度并流滴加于烧杯中，并充分搅拌；沉淀反应温度维持在30℃；滴加完毕后加入3ml的双氧水继续搅拌0.5小时，然后沉淀物在30℃下静止陈化24小时，然后过滤、洗涤、110℃下干燥，干燥后首先将沉淀物分为两份，其中一份在650℃下空气气氛中焙烧4小时得到复合铈锆固溶体（记为CZ-A），测试其储氧量为993.6μmolO/g（通过100℃至750℃之间的H2-TPR图谱获得），1000℃下焙烧12小时老化后的铈锆固溶体（记为CZ-B）储氧量为758.0μmolO/g。另一份在氩气气氛下进行一次碳化焙烧，焙烧温度为550℃，时间为4小时；然后再在空气气氛中进行二次焙烧，焙烧温度为650℃，时间为4小时，得到复合铈锆固溶体（记为CZ-C），测试其储氧量为1048.3μmolCO/g（通过100℃至750℃之间的H2-TPR图谱获得），1000℃下焙烧12小时老化后的复合铈锆固溶体（记为CZ-D）储氧量为961.7μmolCO/g，XRD图谱参见图1，H2-TPR图谱参见图2。
实施例4
一种复合铈锆固溶体，由氧化铈、氧化锆和稀土助剂复合而成，其制备方法包括以下步骤：首先将4ml的硝酸和3ml的双氧水加入150ml的去离子水中配置得到溶解酸液；然后加入2.44克的碳酸铈（CeO2含量41%）、4.76克的碳酸锆（ZrO2含量42%）、0.245克的氧化镨和0.245克的氧化铷，在25℃温度下搅拌溶解，得到硝酸盐混合溶液A；将7.5ml的氨水、1克月桂酸和0.5克聚乙二醇加入到150ml的去离子水中，在40℃下充分搅拌制得溶液B；将硝酸盐混合溶液A和溶液B以2.5ml/min的速度并流滴加于烧杯中，并充分搅拌；沉淀反应温度维持在30℃；滴加完毕后加入3ml的双氧水继续搅拌0.5小时，然后沉淀物在30℃下静止陈化24小时，然后过滤、洗涤、110℃下干燥，干燥后首先将沉淀物在氩气气氛下进行一次碳化焙烧，焙烧温度为550℃，时间为4小时；然后再在空气气氛中进行二次焙烧，焙烧温度为650℃，时间为4小时，得到复合铈锆固溶体，测试其储氧量为991.3μmolCO/g（通过100℃至750℃之间的H2-TPR图谱获得），1000℃下焙烧12小时老化后的复合铈锆固溶体储氧量为920.1μmolCO/g。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种复合铈锆固溶体，其特征在于：由氧化铈、氧化锆和稀土助剂复合而成，其重量百分比如下：氧化铈15-80%，氧化锆15-60%，稀土助剂5-25%，所述稀土助剂为氧化镧、氧化镨、氧化铷、氧化钇、氧化钐、氧化铽、氧化镝、氧化铒中的一种或多种。
2.一种复合铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将计量的碳酸铈、碳酸锆和稀土助剂溶解在硝酸和双氧水的溶液中，在25-50℃温度下充分搅拌，制得可溶性的硝酸盐混合溶液A；所述稀土助剂为氧化镧、氧化镨、氧化铷、氧化钇、氧化钐、氧化铽、氧化镝、氧化铒中的一种或多种；
2）将计量的氨水加入去离子水中，并加入计量的表面活性剂，在25-50℃温度下充分搅拌，制得溶液B；
3）在25-100℃温度下，将硝酸盐混合溶液A和溶液B以1-5ml/min的速度并流滴加于烧杯中，并充分搅拌；完全沉淀后再加入计量的双氧水，继续搅拌30分钟；
4）将步骤3）得到的固液混合物在一定温度下静止陈化一定时间；经过抽滤、洗涤、干燥和焙烧后得到复合铈锆固溶体。
3.根据权利要求2所述的复合铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，在步骤2）中：所述表面活性剂为脂肪酸或羧酸酯与醇类聚合物的混合物，脂肪酸为月桂酸、软脂酸、硬脂酸、油酸中的一种或多种；羧酸酯为吐温20、吐温60、吐温80中的一种或多种；醇类聚合物为聚乙烯醇或聚乙二醇。
4.根据权利要求2所述的复合铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，在步骤4）中：所述陈化温度为25-100℃，陈化时间为12-72小时。
5.根据权利要求2所述的复合铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，在步骤4）中，所述焙烧包括以下步骤：首先将干燥后的沉淀物在惰性气体中或在真空条件下进行一次碳化焙烧，焙烧温度为450-550℃，时间为4小时；然后再在空气气氛中进行二次焙烧，焙烧温度为550-650℃，时间为4小时。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110026178A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-19 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种铈锆复合氧化物及其制备方法和应用 |
| CN110026179A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-19 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种高储氧量的铈锆复合氧化物及其制备方法 |
| CN110026174A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-07-19 | 四川大学 | 高热稳定性CeO2-ZrO2基储氧材料及其制备方法 |
| CN114551910A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-27 | 内蒙古科技大学 | 一种复合稀土氧化物及其制备方法和应用 |
| CN114713218A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-07-08 | 西华师范大学 | 一种含镨铈锆固溶体催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1288935A (zh) * | 1999-09-17 | 2001-03-28 | 中国石油化工集团公司 | 一种加氢催化剂的制备方法 |
| CN1403377A (zh) * | 2002-10-15 | 2003-03-19 | 清华大学 | 一种以铈为基的三元纳米级稀土复合氧化物及其制备方法 |
| CN1449863A (zh) * | 2003-04-28 | 2003-10-22 | 华东理工大学 | 一种纳米铈锆基复合氧化物及其制备方法 |
| EP1647524A2 (en) * | 2002-08-14 | 2006-04-19 | Altair Nanomaterials Inc. | Rare earth metal compounds, methods of making, and methods of using the same |
| CN1817447A (zh) * | 2006-01-05 | 2006-08-16 | 四川大学 | 低铈型储氧材料及其制备方法 |
| CN1962051A (zh) * | 2005-11-10 | 2007-05-16 | 北京有色金属研究总院 | 高比表面铈锆复合氧化物固溶体组合物及其制备方法 |
| CN101249459A (zh) * | 2008-03-14 | 2008-08-27 | 福州大学化肥催化剂国家工程研究中心 | 汽车尾气净化器高性能纳米组合催化涂层材料及其制备方法 |
| CN101376923A (zh) * | 2007-08-27 | 2009-03-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种从废催化剂中回收贵金属的方法 |
| CN101940921A (zh) * | 2010-05-27 | 2011-01-12 | 山东梁山凯特新材料有限公司 | 一种双层结构储氧材料及其制备方法 |
| CN101992083A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-03-30 | 重庆海特汽车排气系统有限公司 | 一种高储氧能力复合铈锆固溶体及其制备方法 |
| CN102247826A (zh) * | 2011-05-27 | 2011-11-23 | 济南大学 | 一种高比表面积的立方相铈锆基复合氧化物及其制备方法 |
| CN102580718A (zh) * | 2012-02-02 | 2012-07-18 | 福州大学 | 一种铈锆复合材料及其制备方法和应用 |
| CN103028429A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种三元催化剂及其制备方法 |
| CN104096566A (zh) * | 2013-04-12 | 2014-10-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 沉淀-浸渍法制备铜系甲醇合成催化剂 |
| CN104117363A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-10-29 | 淄博加华新材料资源有限公司 | 多元掺杂铈锆载体催化剂及其制备方法 |
| US20140323294A1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-10-30 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Exhaust Gas Purifying Catalyst Composition and Exhaust Gas Purifying Catalyst |
| CN104707617A (zh) * | 2015-03-02 | 2015-06-17 | 滁州学院 | 一种双钙钛矿金属氧化物催化剂及其制备方法 |
| CN105080530A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-11-25 | 华东理工大学 | 一种高性能的铈锆复合氧化物的制备方法 |
-
2016
- 2016-02-26 CN CN201610106118.1A patent/CN105642269B/zh active Active
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1288935A (zh) * | 1999-09-17 | 2001-03-28 | 中国石油化工集团公司 | 一种加氢催化剂的制备方法 |
| EP1647524A2 (en) * | 2002-08-14 | 2006-04-19 | Altair Nanomaterials Inc. | Rare earth metal compounds, methods of making, and methods of using the same |
| CN1403377A (zh) * | 2002-10-15 | 2003-03-19 | 清华大学 | 一种以铈为基的三元纳米级稀土复合氧化物及其制备方法 |
| CN1449863A (zh) * | 2003-04-28 | 2003-10-22 | 华东理工大学 | 一种纳米铈锆基复合氧化物及其制备方法 |
| CN1962051A (zh) * | 2005-11-10 | 2007-05-16 | 北京有色金属研究总院 | 高比表面铈锆复合氧化物固溶体组合物及其制备方法 |
| CN1817447A (zh) * | 2006-01-05 | 2006-08-16 | 四川大学 | 低铈型储氧材料及其制备方法 |
| CN101376923A (zh) * | 2007-08-27 | 2009-03-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种从废催化剂中回收贵金属的方法 |
| CN101249459A (zh) * | 2008-03-14 | 2008-08-27 | 福州大学化肥催化剂国家工程研究中心 | 汽车尾气净化器高性能纳米组合催化涂层材料及其制备方法 |
| CN101940921A (zh) * | 2010-05-27 | 2011-01-12 | 山东梁山凯特新材料有限公司 | 一种双层结构储氧材料及其制备方法 |
| CN101992083A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-03-30 | 重庆海特汽车排气系统有限公司 | 一种高储氧能力复合铈锆固溶体及其制备方法 |
| CN102247826A (zh) * | 2011-05-27 | 2011-11-23 | 济南大学 | 一种高比表面积的立方相铈锆基复合氧化物及其制备方法 |
| CN103028429A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种三元催化剂及其制备方法 |
| CN102580718A (zh) * | 2012-02-02 | 2012-07-18 | 福州大学 | 一种铈锆复合材料及其制备方法和应用 |
| CN104096566A (zh) * | 2013-04-12 | 2014-10-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 沉淀-浸渍法制备铜系甲醇合成催化剂 |
| US20140323294A1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-10-30 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Exhaust Gas Purifying Catalyst Composition and Exhaust Gas Purifying Catalyst |
| CN104117363A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-10-29 | 淄博加华新材料资源有限公司 | 多元掺杂铈锆载体催化剂及其制备方法 |
| CN104707617A (zh) * | 2015-03-02 | 2015-06-17 | 滁州学院 | 一种双钙钛矿金属氧化物催化剂及其制备方法 |
| CN105080530A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-11-25 | 华东理工大学 | 一种高性能的铈锆复合氧化物的制备方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110026174A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-07-19 | 四川大学 | 高热稳定性CeO2-ZrO2基储氧材料及其制备方法 |
| CN110026178A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-19 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种铈锆复合氧化物及其制备方法和应用 |
| CN110026179A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-19 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种高储氧量的铈锆复合氧化物及其制备方法 |
| CN110026179B (zh) * | 2019-04-30 | 2021-11-19 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种高储氧量的铈锆复合氧化物及其制备方法 |
| CN114551910A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-27 | 内蒙古科技大学 | 一种复合稀土氧化物及其制备方法和应用 |
| CN114551910B (zh) * | 2022-02-25 | 2023-09-22 | 内蒙古科技大学 | 一种复合稀土氧化物及其制备方法和应用 |
| CN114713218A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-07-08 | 西华师范大学 | 一种含镨铈锆固溶体催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114713218B (zh) * | 2022-03-22 | 2023-08-22 | 西华师范大学 | 一种含镨铈锆固溶体催化剂及其制备方法和应用 |
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| Publication number | Publication date |
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