CN108816239B - 一种负载型催化剂、其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种负载型催化剂、其制备方法和用途，所述负载型催化剂包括活性组分和载体，还包括改性剂，改性剂选自碱金属元素和/或碱土金属元素，改性剂分散于活性组分和载体表面和/或其中；活性组分包括过渡金属氧化物，载体包括铈锡复合氧化物；其制备方法包括：采用共沉淀法制备铈锡复合氧化物前驱体，之后焙烧，得到铈锡复合氧化物载体；以过渡金属氧化物的前驱体溶液与载体为原料，浸渍，焙烧，得到过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物；以碱金属和/或碱土金属前驱体溶液和过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物为原料，浸渍，焙烧，得到负载型催化剂。该负载型催化剂低温活性高，热稳定性和化学稳定性好，制备方法简单，便于应用。

Description

一种负载型催化剂、其制备方法和用途
技术领域
本发明属于催化剂技术领域，涉及一种负载型催化剂、其制备方法和用途，尤其涉及一种用于碳烟低温燃烧的负载型催化剂、其制备方法和用途。
背景技术
柴油机因其较高的燃油经济性和低CO2排放而受到了广泛的关注。据2018年数据统计显示2017年我国柴油车的保有量占汽车的9.4％，但其PM(颗粒物)排放量接近汽车排放总量的99％。由此可见，柴油车已成为我国机动车PM排放的主要分担者。PM的排放不仅能引发光化学烟雾及雾霾等环境问题，而且严重威胁着人类的身体健康。因此，如何去除柴油机尾气中PM受到了极热的关注。
柴油机颗粒捕集器(CDPF)是将颗粒物氧化型催化剂涂覆到DPF(颗粒捕捉器)上，使得DPF上累积的碳烟在柴油车尾气温度范围内催化燃烧为CO2，从而实现DPF的再生。CDPF优势明显：结构简单、无需助燃、不增加油耗、免维护周期长，在未来柴油车尾气中碳烟去除领域具有良好的前景。
CDPF技术的核心是催化剂的开发，目前研究的催化剂主要有贵金属催化剂、碱金属催化剂和过渡金属氧化物催化剂，其中以贵金属负载型催化剂为主，如CN 101982234 A公开了一种碳烟颗粒物催化燃烧用催化剂，该催化剂以金属氧化物为载体担载贵金属活性组分，虽然可以降低碳烟颗粒物的燃烧温度，具有较好的低温催化活性，但催化剂的成本较高且稳定性差，无法满足实际应用的需求。CN 107029698A公开了一种碱金属氧化物改良二氧化锡基碳烟消除催化剂，包括碱金属Li、Na、K或Cs中的一种或多种，通过将含有碱金属可溶盐的前驱体溶液浸渍于二氧化锡载体，然后经过干燥和高温焙烧后得到最终催化剂。但是，所述催化剂的稳定性(碱金属的稳定性差)和催化活性还需进一步的提高。
开发低温催化活性高、热稳定性和化学稳定性好的碳烟氧化型催化剂是CDPF研究的核心，也是开发新型CDPF催化剂的研究目标。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种负载型催化剂、其制备方法和用途，所述负载型催化剂低温活性高，热稳定性和化学稳定性好，制备方法简单，适用于碳烟低温燃烧的催化剂。
本发明中如无特殊说明，所述wt％是指质量百分含量。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种负载型催化剂，所述负载型催化剂包括活性组分和载体，还包括改性剂，改性剂选自碱金属元素和/或碱土金属元素，改性剂分散于活性组分和载体的表面和/或其中；活性组分包括过渡金属的氧化物，载体包括铈锡复合氧化物。
本发明提供的负载型催化剂中改性的活性组分和改性的铈锡复合氧化物载体之间相互协同，催化活性显著提高，具有优异的低温活性、热稳定性和化学稳定性。
本发明所述催化剂以改性的铈锡复合金属氧化物为载体，改性的过渡金属的氧化物为活性组分，碱金属和/或碱土金属为改性剂，载体中氧化铈和氧化锡两者间的复合作用以及改性的活性组分与改性的载体之间的相互作用，使得催化剂表面含有大量的氧空位，提高了氧的活化能力以及催化剂的反应活性，从而提高其催化氧化碳烟颗粒的性能，另外，三者之间的协同作用还提高了所述负载型催化剂的稳定性。
本发明提供的负载型催化剂用于碳烟的低温燃烧的性能明显高于铈锡复合氧化物载体。且由于其以非贵金属为活性组分，有效降低了催化剂的制备成本。
所述负载型催化剂中改性剂占载体的质量百分含量为1～20wt％，如2wt％、3wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、14wt％或17wt％等。
优选地，所述改性剂选自钠、钾、铯、镁或钙中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如钠与钾，钠与镁，镁、钙与钾等。
所述过渡金属的氧化物包括钴的氧化物、铜的氧化物、铁的氧化物、锰的氧化物和镍的氧化物中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如钴的氧化物与铜的氧化物，铜的氧化物与锰的氧化物，镍的氧化物、铁的氧化物与钴的氧化物，优选为四氧化三钴。
优选地，所述负载型催化剂中活性组分占载体的质量百分含量为1wt％～15wt％，例如1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、7wt％、10wt％、12wt％、14wt％或15wt％等。
优选地，所述铈锡复合氧化物选自铈锡复合氧化物固溶体。铈锡复合金属氧化物中的氧化铈和氧化锡不只是两种金属氧化物的简单混合，而是其中一种金属离子进入到另一种氧化物的晶格中形成固溶体，从而造成固有晶体结构畸变或缺陷，提高复合金属氧化物的催化性能。
优选地，所述铈锡复合氧化物的化学组成为CexSn1-xO2，其中0＜x＜1，例如x为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9等，优选为0.25≤x≤0.75，进一步优选为0.5≤x≤0.75。
本发明的目的之二在于提供一种如上所述负载型催化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)采用共沉淀法制备铈锡复合氧化物前驱体，之后焙烧，得到铈锡复合氧化物载体；
(2)以过渡金属氧化物的前驱体溶液与载体为原料，浸渍，焙烧，得到过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物；
(3)以碱金属和/或碱土金属前驱体溶液和过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物为原料，浸渍，焙烧，得到所述负载型催化剂。
所述负载型催化剂的制备方法简单，便于实施。
步骤(1)所述共沉淀法制备铈锡复合氧化物前驱体包括：将含有铈前驱体和锡前驱体的溶液和沉淀剂混合、反应，得到固液混合物，固液分离，干燥，得到铈锡复合氧化物前驱体。
优选地，所述铈前驱体包括铈的无机盐，优选为硝酸铈。
优选地，所述锡前驱体包括锡的无机盐，优选为氯化锡。
优选地，所述铈前驱体和锡前驱体的摩尔比范围为1:3～3:1，例如1:3、1:2、2:3、1:1、3:2、2:1或3:1等。
优选地，所述铈前驱体和锡前驱体溶液的总浓度为0.276～1.11mol/L，例如0.276mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L、1.0mol/L或1.11mol/L等。
优选地，所述沉淀剂包括氨水和过氧化氢。
优选地，所述氨水的浓度为25wt％～28wt％，例如25wt％、25.5wt％、26wt％、26.5wt％、27wt％、27.5wt％或28wt％等。
优选地，所述过氧化氢的浓度为20wt％～30wt％，例如20wt％、22wt％、24wt％、25wt％、26wt％、28wt％或30wt％等。
优选地，所述氨水和过氧化氢的体积比为3:1～6:1，例如3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1或6:1等，优选为4:1。
利用氨水将溶液中的铈离子和锡离子以氢氧化物的形式沉淀下来，其中过氧化氢可以促进离子的沉淀，其原理在于：过氧化氢氧化性强，能够将硝酸铈中的Ce3+氧化为Ce4+，保证前驱体溶液中铈和锡分别以Ce4+和Sn4+形式沉淀。
步骤(1)中含有铈前驱体和锡前驱体的溶液和沉淀剂之间的混合需要缓慢进行，即将一种溶液缓慢滴加到另一种溶液中，其中优选将含有铈前驱体和锡前驱体的溶液滴加到沉淀剂溶液中，可以保证在相对稳定的pH环境下反应生成沉淀。
步骤(1)得到的固液混合物包括沉淀和反应后的溶液。
优选地，所述固液混合物进行超声和搅拌后再进行固液分离。
优选地，所述超声处理的时间为0.25～2h，例如0.25h、0.5h、0.75h、1h、1.25h、1.5h、1.75h或2h等，优选为0.5h。
优选地，所述搅拌处理的时间为0.5～3h，例如0.5h、0.75h、1h、1.25h、1.5h、1.75h、2h、2.5h或3h等，优选为1h。
优选地，所述干燥的温度为80～110℃，例如80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃或110℃等，优选为110℃。
优选地，所述干燥的时间为8～48h，例如8h、12h、16h、20h、25h、30h、36h、42h或48h等。
步骤(1)所述焙烧的温度为500～900℃，例如500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃或900℃等，优选为700～800℃。
优选地，步骤(1)所述焙烧的时间为1～4h，例如1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h或4h等，优选为3h。
步骤(2)所述过渡金属氧化物的前驱体包括过渡金属的无机盐，优选为过渡金属的硝酸盐，
优选地，步骤(2)所述过渡金属氧化物的前驱体溶液浓度为0.00681～0.095mol/L，如0.007mol/L、0.008mol/L、0.009mol/L、0.01mol/L、0.03mol/L、0.05mol/L、0.07mol/L或0.08mol/L等，优选为0.02mol/L。
优选地，步骤(2)所述浸渍的过程中还进行超声和搅拌。
优选地，所述超声处理的时间为0.25～2h，例如0.25h、0.5h、0.75h、1h、1.25h、1.5h、1.75h或2h等，优选为0.5h。
优选地，所述搅拌处理的时间为0.5～3h，例如0.5h、0.75h、1h、1.25h、1.5h、1.75h、2h、2.5h或3h等，优选为1h。
优选地，步骤(2)所述浸渍之后，焙烧之前还包括去除溶剂和干燥的步骤。
优选地，采用旋蒸的方式去除溶剂。
优选地，所述旋蒸的温度为50～80℃，如55℃、60℃、68℃、70℃或75℃等，优选为60℃。
优选地，所述旋蒸的压力为-0.1～-0.08MPa，例如-0.1MPa、-0.098MPa、-0.095MPa、-0.093MPa、-0.09MPa、-0.088MPa、-0.085MPa、-0.082MPa或-0.08MPa等。
优选地，所述干燥的温度为80～110℃，例如80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃或110℃等，优选为110℃。
优选地，所述干燥的时间为8～48h，例如8h、12h、16h、20h、25h、30h、36h、42h或48h等。
优选地，步骤(2)所述焙烧的温度为500～900℃，例如500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃或900℃等，优选为700～800℃。
优选地，步骤(2)所述焙烧的时间为1～4h，例如1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h或4h等，优选为3h。
步骤(3)所述碱金属和/或碱土金属前驱体溶液包括碱金属和/或碱土金属的无机盐溶液，优选为碱金属和/或碱土金属的硝酸盐溶液。
优选地，步骤(3)所述碱金属和/或碱土金属前驱体溶液的浓度为0.003～0.06mol/L，如0.004mol/L、0.005mol/L、0.006mol/L、0.008mol/L、0.01mol/L、0.03mol/L或0.05mol/L等，优选为0.03mol/L。
优选地，步骤(3)所述浸渍的过程中还进行超声和搅拌。
优选地，所述超声处理的时间为0.25～2h，例如0.25h、0.5h、0.75h、1h、1.25h、1.5h、1.75h或2h等，优选为0.5h。
优选地，所述搅拌处理的时间为0.5～3h，例如0.5h、0.75h、1h、1.25h、1.5h、1.75h、2h、2.5h或3h等，优选为1h。
优选地，步骤(3)所述浸渍之后，焙烧之前还包括去除溶剂和干燥的步骤。
优选地，采用旋蒸的方式去除溶剂。
优选地，所述旋蒸的温度为50～80℃，如55℃、60℃、68℃、70℃或75℃等，优选60℃。
优选地，所述旋蒸的压力为-0.1～-0.08MPa，例如-0.1MPa、-0.098MPa、-0.095MPa、-0.093MPa、-0.09MPa、-0.088MPa、-0.085MPa、-0.082MPa或-0.08MPa等。
优选地，所述干燥的温度为80～110℃，例如80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃或110℃等，优选为110℃。
优选地，所述干燥的时间为8～48h，例如8h、12h、16h、20h、25h、30h、36h、42h或48h等。
优选地，步骤(3)所述焙烧的温度为500～800℃，如550℃、580℃、600℃、620℃、650℃、680℃、700℃或720℃等，优选为700℃。
优选地，步骤(3)所述焙烧前的升温速率为1～10℃/min，如2℃/min、3℃/min、5℃/min、8℃/min、9℃/min或9.5℃/min等，优选为5℃/min；
优选地，步骤(3)所述焙烧的时间为1～4h，如1.5h、2h、2.5h、3h或3.5h等，优选为3h。
作为优选的技术方案，所述负载型催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将含有铈前驱体和锡前驱体的溶液与氨水和过氧化氢溶液混合、反应，得到固液混合物，其中，铈前驱体和锡前驱体溶液的总浓度为0.276～1.11mol/L，氨水和过氧化氢的体积比为3:1～6:1；将固液混合物超声处理0.25～2h，然后搅拌0.5～3h，固液分离，洗涤至中性，再在80～110℃条件下干燥8～48h，得到铈锡复合氧化物前驱体，将铈锡复合氧化物前驱体在500～900℃条件下焙烧1～4h，得到铈锡复合氧化物载体；
(2)将铈锡复合氧化物载体加入到浓度为0.00681～0.095mol/L的过渡金属前驱体溶液中，超声0.25～2h，搅拌0.5～3h，在50～80℃条件下旋蒸去除溶剂，之后在80～110℃条件下干燥8～48h，再在500～900℃条件下焙烧1～4h，得到过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物；
(3)将过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物加入到浓度为0.003～0.06mol/L的碱金属和/或碱土金属的前驱体溶液中，超声0.25～2h后，搅拌0.5～3h，在50～80℃条件下旋蒸去除溶剂，之后在80～110℃条件下干燥8～48h，然后在500～800℃条件下焙烧1～4h，得到所述负载型催化剂。
作为最优选的技术方案，所述负载型催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将含有铈前驱体和锡前驱体的溶液与氨水和过氧化氢溶液混合、反应，得到固液混合物，其中，铈前驱体和锡前驱体溶液的总浓度为0.276～1.11mol/L，氨水和过氧化氢的体积比为4:1；将固液混合物超声处理0.5h，然后搅拌1h，固液分离，洗涤至中性，再在110℃条件下干燥8～48h，得到铈锡复合氧化物前驱体，将铈锡复合氧化物前驱体在700～800℃条件下焙烧3h，得到铈锡复合氧化物载体；
(2)将铈锡复合氧化物载体加入到浓度为0.02mol/L的过渡金属氧化物的前驱体溶液中，超声0.5h，搅拌1h，在60℃条件下旋蒸去除溶剂，之后在110℃条件下干燥8～48h，再在700～800℃条件下焙烧3h，得到氧化钴负载的铈锡复合氧化物；
(3)将过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物加入到浓度为0.03mol/L的碱金属和/或碱土金属的前驱体溶液中，超声0.5h后，搅拌1h，在60℃条件下旋蒸去除溶剂，之后在110℃条件下干燥8～48h，然后在700℃条件下焙烧3h，得到所述负载型催化剂。
本发明的目的之三在于提供一种如上所述的非贵金属催化剂的用途，其用于碳烟颗粒的催化燃烧。
优选地，所述非贵金属催化剂用于柴油车尾气中碳烟颗粒的催化燃烧。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
所述负载型催化剂用作碳烟低温燃烧的催化剂低温活性高，T10、T50和T90分别为345～405℃、395～505℃和445～575℃，CO2选择性可以达到98％以上，在柴油车尾气温度范围内能够完全实现被动燃烧，热稳定性高，在800℃条件下还具有优异的催化活性，极高的热稳定性可以应对柴油车复杂的运行工况而不失活；化学稳定性好，具有较好的应用前景。
所述负载型催化剂属于非贵金属催化剂，成本较低，制备方法简单，适宜于工业化生产。
附图说明
图1是实施例5所得载体、活性组分负载的载体和负载型催化剂的碳烟燃烧曲线图；
图2是实施例5所得载体、活性组分负载的载体和负载型催化剂的二氧化碳选择性曲线图；
图3是实施例1-6所得负载型催化剂的碳烟燃烧曲线图；
图4是实施例1-6所得负载型催化剂的二氧化碳选择性曲线图；
图5是实施例5以及实施例7-9所得负载型催化剂的碳烟燃烧曲线图；
图6是实施例5以及实施例7-9所得负载型催化剂的二氧化碳选择性曲线图；
图7是实施例5以及实施例17所得负载型催化剂的碳烟燃烧曲线图；
图8是实施例5以及实施例17所得负载型催化剂的二氧化碳选择性曲线图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括四氧化三钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为1％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将含有硝酸铈和氯化锡溶液逐滴加入到氨水和过氧化氢混合溶液中，硝酸铈和氯化锡的总浓度为0.56mol/L，硝酸铈和氯化锡的摩尔比为1:1，氨水和过氧化氢的体积比为4:1，反应得到固液混合物；将固液混合物超声处理0.5h，然后搅拌处理1h，过滤分离得到沉淀，将所得沉淀洗涤至中性后在110℃条件下干燥处理8h，然后在700℃条件下焙烧处理3h，得到Ce0.5Sn0.5O2载体；
(2)将Ce0.5Sn0.5O2载体加入到硝酸钴溶液中，硝酸钴以钴元素的质量计占载体质量的3wt％，超声处理0.5h后，搅拌处理1h，再进行旋蒸处理去除水，之后在110℃条件下干燥处理8h，然后在700℃条件下焙烧处理3h，得到3wt％Co/Ce0.5Sn0.5O2；
(3)将3wt％Co/Ce0.5Sn0.5O2放入CsNO3溶液中，其中Cs占载体的质量百分含量为1％，超声30min，搅拌1h后进行减压旋转蒸发，将水分蒸干后放于110℃烘箱中烘干过夜，最后于马弗炉中在700℃条件下焙烧3h，得到所述负载型催化剂。
实施例2
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括四氧化三钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为3％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除步骤(3)中CsNO3溶液Cs占载体的质量百分含量为3％外，其余与实施例1相同。
实施例3
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括四氧化三钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为5％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除步骤(3)中CsNO3溶液Cs占载体的质量百分含量为5％外，其余与实施例1相同。
实施例4
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括四氧化三钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为7％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除步骤(3)中CsNO3溶液Cs占载体的质量百分含量为7％外，其余与实施例1相同。
实施例5
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括四氧化三钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为10％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除步骤(3)中CsNO3溶液Cs占载体的质量百分含量为10％外，其余与实施例1相同。
实施例6
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括四氧化三钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为20％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除步骤(3)中CsNO3溶液Cs占载体的质量百分含量为20％外，其余与实施例1相同。
活性测试：
分别取一定量的碳烟、Ce0.5Sn0.5O2、3wt％Co-Ce0.5Sn0.5O2和实施例1-6制得的催化剂，研磨为40-60目，放入催化剂活性评价装置固定床反应器中进行活性评价，评价测试条件为：[N2]＝400mL/min，[NO]＝1000ppm，[O2]＝50mL/min，总流量为500mL/min，反应空速为300000mL·g-1·h-1。
测试得到的碳烟燃烧曲线图如图1和图3所示，CO2的选择性曲线如图2和图4所示，其中碳烟颗粒的转化率达到10％、50％和90％时对应的温度分别为T10、T50和T90。
在上述活性评价条件下，Ce0.5Sn0.5O2载体的T10、T50和T90分别为455℃、547℃和619℃。由图3可知，实施例1-6所得负载型催化剂的T10、T50和T90如表1所示：
表1
Figure GDA0002912048520000131
Figure GDA0002912048520000141
由上表可知，负载活性组分和改性剂后，碳烟燃烧可以在较低温度下实现高转化率。
由图4可知，在200～600℃范围内，CO2的选择性均可达到98％以上。
实施例7
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Li，活性组分包括四氧化三钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Li占载体的质量百分含量为10％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除步骤(3)中CsNO3溶液替换为LiNO3外，其余与实施例5相同。
实施例8
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Na，活性组分包括四氧化三钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Na占载体的质量百分含量为10％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除步骤(3)中CsNO3溶液替换为NaNO3外，其余与实施例5相同。
实施例9
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括K，活性组分包括四氧化三钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，K占载体的质量百分含量为10％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除步骤(3)中CsNO3溶液替换为KNO3外，其余与实施例5相同。
采用上述活性测试条件对实施例7-9制得的负载型催化剂进行活性测试，结果如图5和图6所示。
由图3可知，实施例7-9所得负载型催化剂的T10、T50和T90如表2所示：
表2
T<sub>10</sub>(℃) T<sub>50</sub>(℃) T<sub>90</sub>(℃)
Ce<sub>0.5</sub>Sn<sub>0.5</sub>O<sub>2</sub>载体 455 547 619
实施例7 395 476 575
实施例8 370 440 500
实施例9 361 417 470
由上表可知，负载活性组分和碱金属元素改性剂后，碳烟燃烧可以在较低温度下实现高转化率。
由图6可知，在200～600℃范围内，CO2的选择性均可达到95％以上。
实施例10
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Mg，活性组分包括四氧化三钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Mg占载体的质量百分含量为10％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除步骤(3)中CsNO3溶液替换为Mg(NO3)2外，其余与实施例5相同。
实施例11
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Ca，活性组分包括四氧化三钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Ca占载体的质量百分含量为10％，活性组分占复合金属氧化物质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除步骤(3)中CsNO3溶液替换为Ca(NO3)2外，其余与实施例5相同。
采用上述活性测试条件对实施例10和11制得的负载型催化剂进行活性测试，结果如表3所示：
表3
T<sub>10</sub>(℃) T<sub>50</sub>(℃) T<sub>90</sub>(℃)
Ce<sub>0.5</sub>Sn<sub>0.5</sub>O<sub>2</sub>载体 455 547 619
实施例10 381 454 521
实施例11 367 439 495
由上表可知，负载活性组分和碱土金属元素改性剂后，碳烟燃烧可以在较低温度下实现高转化率。
实施例12
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括三氧化二铁，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.25Sn0.75O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为10wt％，活性组分占载体的质量百分含量为1wt％。
所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将含有硫酸铈和氯化锡的溶液逐滴加入到氨水和过氧化氢混合溶液中，反应得到固液混合物；其中，含有硫酸铈和氯化锡的溶液浓度为0.3mol/L，所述硫酸铈和氯化锡的摩尔比为1:3，氨水和过氧化氢的体积比为6:1，将固液混合物进行超声处理0.25h，搅拌处理0.5h，过滤分离得到沉淀，并将所得沉淀洗涤至中性；之后在95℃条件下干燥处理24h，然后在500℃条件下焙烧处理4h，得到Ce0.25Sn0.75O2载体；
(2)将得到的Ce0.25Sn0.75O2载体加入到硫酸铁溶液中，所述硫酸铁以三氧化二铁的质量计占载体质量的1wt％，超声处理0.25h，搅拌处理0.5h，再进行旋蒸处理去除水，之后在95℃条件下干燥处理16h，然后在500℃条件下焙烧处理4h，得到1wt％Fe/Ce0.25Sn0.75O2；
(3)将1wt％Fe/Ce0.25Sn0.75O2放入CsNO3溶液中，其中Cs占载体的质量百分含量为10％，超声15min，搅拌0.5h后进行减压旋转蒸发，将水分蒸干后放于110℃烘箱中烘干过夜，最后于马弗炉中在500℃条件下焙烧4h，得到所述负载型催化剂。
将所得Ce0.25Sn0.75O2载体和所述负载型催化剂采用上述活性测试条件进行活性评价。
结果为：在上述活性评价条件下，对于Ce0.25Sn0.75O2载体，T10、T50和T90分别为480℃、582℃和642℃，而对于所述负载型催化剂，T10、T50和T90分别为400℃、505℃和565℃；CO2的选择性可达到95％以上。
实施例13
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括氧化铜，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.75Sn0.25O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为10wt％，活性组分占载体的质量百分含量为5wt％。
所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将含有硫酸铈和氯化锡的溶液逐滴加入到氨水和过氧化氢混合溶液中，反应得到固液混合物；其中，含有硫酸铈和氯化锡的溶液浓度为1.1mol/L，所述硝酸铈和氯化锡的摩尔比为3:1，氨水和过氧化氢的体积比为3:1；将固液混合物进行超声处理2h，搅拌处理2.5h，过滤分离得到沉淀，并将所得沉淀洗涤至中性；之后在80℃条件下干燥处理48h，然后在800℃条件下焙烧处理1h，得到Ce0.75Sn0.25O2载体；
(2)将Ce0.75Sn0.25O2载体加入到硝酸铜溶液中，所述硝酸铜以氧化铜的质量计占载体质量的5wt％，超声处理2h后，搅拌处理2.5h，再进行旋蒸处理去除水，之后在80℃条件下干燥处理48h，然后在800℃条件下焙烧处理1h，得到5wt％Cu/Ce0.75Sn0.25O2；
(3)将5wt％Cu/Ce0.25Sn0.75O2放入CsNO3溶液中，其中Cs占载体的质量百分含量为10％，超声2h，搅拌3h后进行减压旋转蒸发，将水分蒸干后放于80℃烘箱中烘干过夜，最后于马弗炉中在750℃条件下焙烧1h，得到所述负载型催化剂。
将所得Ce0.75Sn0.25O2载体和所述负载型催化剂采用上述活性测试条件进行活性评价。
结果为：在上述活性评价条件下，对于Ce0.75Sn0.25O2载体，T10、T50和T90分别为462℃、568℃和629℃，而对于所述负载型催化剂，T10、T50和T90分别为375℃、425℃和520℃；CO2的选择性可达到96％以上。
实施例14
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括氧化镍，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.6Sn0.4O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为10wt％，活性组分占载体的质量百分含量为9wt％。
所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将氨水和过氧化氢混合溶液逐滴加入到总浓度为0.6mol/L的含有硝酸铈和氯化锡的溶液中，所述硝酸铈和氯化锡的摩尔比为3:2，氨水和过氧化氢的体积比为5:1，反应得到固液混合物；将固液混合物进行超声处理1h，然后搅拌处理1.5h，过滤分离得到沉淀，并将所得沉淀洗涤至中性；之后在100℃条件下干燥处理16h，然后在600℃条件下焙烧处理3.5h，得到Ce0.6Sn0.4O2载体；
(2)将Ce0.6Sn0.4O2载体加入到氯化镍溶液中，所述氯化镍溶液以氧化镍的质量计占载体质量的9wt％，超声处理1h后，搅拌处理1.5h，再进行旋蒸处理去除水，之后在100℃条件下干燥处理16h，然后在600℃条件下焙烧处理3.5h，得到9wt％Ni/Ce0.6Sn0.4O2；
(3)将9wt％Ni/Ce0.6Sn0.4O2放入CsNO3溶液中，其中Cs占载体的质量百分含量为10％，超声1h，搅拌2h后进行减压旋转蒸发，将水分蒸干后放于90℃烘箱中烘干过夜，最后于马弗炉中在700℃条件下焙烧2h，得到所述负载型催化剂。
将所得Ce0.6Sn0.4O2和负载型催化剂按照上述活性测试条件进行活性评价。
在上述活性评价条件下，对于Ce0.6Sn0.4O2载体，T10、T50和T90分别为465℃、565℃和625℃，而对于负载型催化剂，T10、T50和T90分别为385℃、445℃和525℃；CO2的选择性可达到97％以上。
实施例15
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括氧化锰，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.9Sn0.1O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为10wt％，活性组分占载体的质量百分含量为15wt％。
所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将含有硫酸铈和氯化锡的溶液逐滴加入到氨水和过氧化氢混合溶液中，反应得到固液混合物；其中，含有硫酸铈和氯化锡的溶液浓度为1.0mol/L，所述硝酸铈和硫酸锡的摩尔比为9:1，氨水和过氧化氢的体积比为3:1；将固液混合物进行超声处理1.5h，搅拌处理2h，过滤分离得到沉淀，并将所得沉淀洗涤至中性；之后先在90℃条件下干燥处理30h，然后在900℃条件下焙烧处理3h，得到Ce0.9Sn0.1O2载体；
(2)将Ce0.9Sn0.1O2载体加入到硝酸锰溶液中，所述硝酸锰以氧化锰的质量计占载体质量的15wt％，超声处理1.5h，搅拌处理2h，再进行旋蒸处理去除水，之后先在90℃条件下干燥处理30h，然后在900℃条件下焙烧处理3h，得到15wt％Mn/Ce0.9Sn0.1O2；
(3)将15wt％Mn/Ce0.9Sn0.1O2放入CsNO3溶液中，其中Cs占载体的质量百分含量为10％，超声1h，搅拌2h后进行减压旋转蒸发，将水分蒸干后放于90℃烘箱中烘干过夜，最后于马弗炉中在700℃条件下焙烧3h，得到所述负载型催化剂。
将所得Ce0.9Sn0.1O2和负载型催化剂按照上述活性测试条件进行活性评价。
在上述活性评价条件下，对于Ce0.9Sn0.1O2载体，T10、T50和T90分别为475℃、575℃和635℃，而对于负载型催化剂，T10、T50和T90分别为405℃、497℃和550℃；CO2的选择性可达到97％以上。
实施例16
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括四氧化三钴和氧化镍，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为10％，活性组分占复合金属氧化物质量百分含量为3wt％，其中，四氧化三钴和氧化镍的质量比为1:1。
所述催化剂的制备方法包括：
(1)按照实施例5所述的方法制备Ce0.5Sn0.5O2载体；
(2)将Ce0.5Sn0.5O2载体加入到含有氯化镍和硝酸钴的溶液中，所述含有氯化镍以氧化镍的质量计占载体质量的1.5wt％，所述硝酸钴以四氧化三钴的质量计占载体质量的1.5wt％，超声处理1.5h，搅拌处理2h，再进行旋蒸处理去除水，之后先在90℃条件下干燥处理30h，然后在900℃条件下焙烧处理3h，得到负载了活性组分的载体；
(3)将负载了活性组分的载体放入CsNO3溶液中，其中Cs占载体的质量百分含量为10％，超声1h，搅拌2h后进行减压旋转蒸发，将水分蒸干后放于90℃烘箱中烘干过夜，最后于马弗炉中在800℃条件下焙烧3h，得到所述负载型催化剂。
按照上述活性测试条件对该实施例得到的负载型催化剂进行活性评价。
在上述活性评价条件下，对于Ce0.5Sn0.5O2载体，T10、T50和T90分别为475℃、575℃和635℃，而对于负载型催化剂，T10、T50和T90分别为403℃、500℃和552℃；CO2的选择性可达到97％以上。
实施例17
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括氧化钴，载体包括铈锡复合氧化物固溶体。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为10％，活性组分占复合金属氧化物质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除步骤(3)中焙烧温度为800℃外，其余与实施例5相同。
按照上述活性测试条件对该实施例得到的负载型催化剂进行活性评价，结果如图7和图8所示。
从图中可以看出，本发明提供的负载型催化剂具有优异的热稳定性，其在800℃条件下仍然具有优异的催化活性。
对比例1
在不使用催化剂的情况下降解碳烟颗粒，所用装置及测试条件参照上述活性测试。
在上述活性评价条件下，碳烟颗粒降解的T10、T50和T90分别为530℃、606℃和654℃，随着温度升高，CO2的选择性显著降低，在600℃以上时，CO2选择性降到50％以下。
对比例2
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括四氧化三钴，载体包括氧化铈。
其中，Cs占载体的质量百分含量为10wt％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将浓度为0.8mol/L的硝酸铈溶液逐滴加入到氨水和过氧化氢混合溶液中，氨水和过氧化氢的体积比为4:1，反应得到固液混合物；将固液混合物进行超声处理0.5h，搅拌处理1h，过滤分离得到沉淀，将所得沉淀洗涤至中性；之后先在110℃条件下干燥处理8h，然后在700℃条件下焙烧处理3h，得到CeO2载体；
(2)将所述载体加入到硝酸钴溶液中，所述硝酸钴以钴元素的质量计占载体质量的3wt％，超声处理0.5h后，搅拌处理1h，再进行旋蒸处理去除水，之后在110℃条件下干燥处理8h，然后在700℃条件下焙烧处理3h，得到3wt％Co/CeO2；
(3)将3wt％Co/CeO2放入CsNO3溶液中，其中Cs占载体的质量百分含量为10％，超声30min，搅拌1h后进行减压旋转蒸发，将水分蒸干后放于110℃烘箱中烘干过夜，最后于马弗炉中在700℃条件下焙烧3h，得到所述负载型催化剂。
将所得CeO2和负载型催化剂按照上述活性测试条件进行活性评价。
在上述活性评价条件下，对于CeO2载体，T10、T50和T90分别为462℃、570℃和630℃，而对于负载型催化剂，T10、T50和T90分别为415℃、486℃和575℃；而CO2的选择性为95％。
对比例3
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括四氧化三钴，载体包括氧化锡。
其中，Cs占载体的质量百分含量为10wt％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法除将步骤(1)中的硝酸铈溶液替换为氯化锡溶液外，其余与对比例2相同。
将所得SnO2和负载型催化剂按照上述活性测试条件进行活性评价。
在上述活性评价条件下，对于SnO2载体，T10、T50和T90分别为505℃、602℃和651℃，而对于负载型催化剂，T10、T50和T90分别为457℃、525℃和600℃；而CO2的选择性只能达到95％。
对比例4
一种负载型催化剂，包括改性剂、活性组分和载体，改性剂包括Cs，活性组分包括四氧化三钴，载体包括氧化锡和氧化铈的混合物。
其中，Cs占载体的质量百分含量为10wt％，活性组分占载体的质量百分含量为3wt％。
所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将摩尔比为1:1的氧化铈和氧化锡的混合物加入到硝酸钴溶液中，所述硝酸钴以钴元素的质量计占混合物质量的3wt％，超声处理1h后进行旋蒸处理去除水，之后在110℃条件下干燥处理8h，然后在700℃条件下焙烧处理3h，得到活性组分负载的载体；
(2)将活性组分负载的载体放入CsNO3溶液中，其中Cs占载体的质量百分含量为10％，超声30min，搅拌1h后进行减压旋转蒸发，将水分蒸干后放于110℃烘箱中烘干过夜，最后于马弗炉中在700℃条件下焙烧3h，得到所述负载型催化剂。
将氧化铈和氧化锡的混合物以及得到的负载型催化剂按照上述活性测试条件进行活性评价。
在上述活性评价条件下，作为载体的金属氧化物为氧化铈和氧化锡的机械混合物，此时两者之间不存在铈锡形成固溶体时的相互作用，T10、T50和T90分别为475℃、595℃和645℃，而对于负载型催化剂，T10、T50和T90分别为457℃、550℃和617℃；CO2的选择性为85％。
对比例5
一种负载型催化剂，包括改性剂和载体，改性剂包括Cs，载体包括氧化锡和氧化铈的复合氧化物。
其中，铈锡复合氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，Cs占载体的质量百分含量为10wt％。
所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将含有硝酸铈和氯化锡溶液逐滴加入到氨水和过氧化氢混合溶液中，硝酸铈和氯化锡的总浓度为0.56mol/L，硝酸铈和氯化锡的摩尔比为1:1，氨水和过氧化氢的体积比为4:1，反应得到固液混合物；将固液混合物超声处理0.5h，然后搅拌处理1h，过滤分离得到沉淀，将所得沉淀洗涤至中性后在110℃条件下干燥处理8h，然后在700℃条件下焙烧处理3h，得到Ce0.5Sn0.5O2载体；
(2)将Ce0.5Sn0.5O2载体放入CsNO3溶液中，其中Cs占载体的质量百分含量为1％，超声30min，搅拌1h后进行减压旋转蒸发，将水分蒸干后放于110℃烘箱中烘干过夜，最后于马弗炉中在700℃条件下焙烧3h，得到所述负载型催化剂。
将得到的负载型催化剂按照上述活性测试条件进行活性评价。
在上述活性评价条件下，T10、T50和T90分别为440℃、500℃和610℃；CO2的选择性为95％。
对比例6
一种催化剂，采用如下制备方法得到：
将硝酸钴超声处理0.5h后，搅拌处理1h，再进行旋蒸处理去除水，之后在110℃条件下干燥处理8h，然后在700℃条件下焙烧处理3h，之后焙烧产物放入CsNO3溶液中，其中Cs与钴的质量比为10:3，超声30min，搅拌1h后进行减压旋转蒸发，将水分蒸干后放于110℃烘箱中烘干过夜，最后于马弗炉中在700℃条件下焙烧3h，得到所述催化剂。
将得到的负载型催化剂按照上述活性测试条件进行活性评价。
在上述活性评价条件下，T10、T50和T90分别为477℃、585℃和625℃；CO2的选择性为92％。
对比例7
一种贵金属负载型催化剂，所述催化剂包括贵金属活性组分和复合金属氧化物载体，所述贵金属元素包括铂，所述复合金属氧化物包括氧化铈和氧化锡。
其中，所述复合金属氧化物的化学组成为Ce0.5Sn0.5O2，构成铈锡固溶体，所述贵金属元素的负载量占复合金属氧化物质量的1wt％。
所述催化剂的制备方法参照实施例1的方法，区别仅在于：步骤(2)中载体加入到硝酸铂溶液，以铂元素的质量计占载体质量的1wt％。
将所得1wt％Pt/Ce0.5Sn0.5O2催化剂按照上述活性测试条件进行活性评价。
在上述活性评价条件下，上述催化剂的T10、T50和T90分别为432℃、511℃和561℃；CO2的选择性为97％。
而贵金属铂的成本远高于非贵金属钴，达到相同的碳烟颗粒转化率所需的温度也高于实施例中的钴负载催化剂，虽然对比例中CO2的选择性稍高，但实施例中也已达到98％以上，对结果无明显影响。
由实施例1-9可以看出碱金属Cs改性的负载型催化剂对Soot(碳烟)催化氧化低温活性有优异的促进效果和CO2选择性高接近于100％。
由实施例5,12-15可知，载体中铈和锡的比例变化时，其相应的T10、T50和T90值也会变化，当中铈和锡的摩尔比例为1:1时，所需温度最低；而负载非贵金属后，相应的温度值降低，催化活性提高，CO2的选择性也有所提高，当活性组分占载体的质量百分含量为3wt％，改性剂占载体的质量百分含量为10wt％时，活性最高。
与对比例1相比，本发明所述催化剂效果显著；结合对比例2-4，当载体为单一的氧化铈或氧化锡时，或者载体为两者的混合物时，所得催化剂的催化活性均低于在一定比例范围内形成铈锡固溶体后所得催化剂的活性；对比例5中以非贵金属代替贵金属，在基本不影响选择性的情况下提高了同等条件下碳烟颗粒的转化率。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述负载型催化剂利用载体中氧化铈和氧化锡两者间的复合作用以及负载元素和改性剂与载体之间的相互作用，提高了催化剂的热稳定性，在高温焙烧后仍具有优异的催化反应活性，同时，碳烟颗粒达到相同的转化率所需温度明显降低，生成CO2的选择性接近100％。
本发明提供的负载型催化剂有效降低了催化剂的成本，同时制备方法简单，催化剂评价条件为松接触条件，评价的质量空速较高，更接近实际应用条件，具有广阔的实际应用前景。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (79)

1.一种负载型催化剂的用途，其特征在于，所述负载型催化剂用于碳烟颗粒的催化燃烧；所述负载型催化剂包括活性组分和载体，还包括改性剂，所述改性剂选自碱金属元素和/或碱土金属元素，所述改性剂分散于所述活性组分和所述载体的表面和/或其中；所述活性组分包括过渡金属氧化物，所述过渡金属氧化物包括氧化钴，所述载体包括铈锡复合氧化物。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述负载型催化剂中改性剂占载体的质量百分含量为1～20wt％。
3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述改性剂选自钠、钾、铯、镁或钙中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述氧化钴为四氧化三钴。
5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述负载型催化剂中活性组分占载体的质量百分含量为1wt％～15wt％。
6.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述铈锡复合氧化物选自铈锡复合氧化物固溶体。
7.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述铈锡复合氧化物的化学组成为CexSn1- xO2，其中0＜x＜1。
8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于，所述铈锡复合氧化物的化学组成为CexSn1- xO2，其中0.25≤x≤0.75。
9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，所述铈锡复合氧化物的化学组成为CexSn1- xO2，其中0.5≤x≤0.75。
10.根据权利要求1-9之一所述的用途，其特征在于，所述负载型催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)采用共沉淀法制备铈锡复合氧化物前驱体，之后焙烧，得到铈锡复合氧化物载体；
(2)以过渡金属氧化物的前驱体溶液与所述铈锡复合氧化物载体为原料，浸渍，焙烧，得到过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物；其中，所述过渡金属氧化物包括氧化钴；
(3)以碱金属和/或碱土金属前驱体溶液和所述过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物为原料，浸渍，焙烧，得到所述负载型催化剂。
11.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(1)所述共沉淀法制备铈锡复合氧化物前驱体包括：将含有铈前驱体和锡前驱体的溶液和沉淀剂混合、反应，得到固液混合物，固液分离，干燥，得到铈锡复合氧化物前驱体。
12.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述铈前驱体包括铈的无机盐。
13.根据权利要求12所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述铈前驱体为硝酸铈。
14.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述锡前驱体包括锡的无机盐。
15.根据权利要求14所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述锡前驱体为氯化锡。
16.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述铈前驱体和锡前驱体的摩尔比范围为1:3～3:1。
17.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述铈前驱体和锡前驱体溶液的总浓度为0.276～1.11mol/L。
18.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述沉淀剂包括氨水和过氧化氢。
19.根据权利要求18所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述氨水的浓度为25wt％～28wt％。
20.根据权利要求18所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述过氧化氢的浓度为20wt％～30wt％。
21.根据权利要求18所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述氨水和过氧化氢的体积比为3:1～6:1。
22.根据权利要求21所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述氨水和过氧化氢的体积比为4:1。
23.根据权利要求18所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，将含有铈前驱体和锡前驱体的溶液滴加到氨水和过氧化氢的混合液中。
24.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述固液混合物进行超声和搅拌后再进行固液分离。
25.根据权利要求24所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述超声处理的时间为0.25～2h。
26.根据权利要求25所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述超声处理的时间为0.5h。
27.根据权利要求24所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述搅拌处理的时间为0.5～3h。
28.根据权利要求27所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述搅拌处理的时间为1h。
29.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述干燥的温度为80～110℃。
30.根据权利要求29所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述干燥的温度为110℃。
31.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述干燥的时间为8～48h。
32.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(1)所述焙烧的温度为500～900℃。
33.根据权利要求32所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(1)所述焙烧的温度为700～800℃。
34.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(1)所述焙烧的时间为1～4h。
35.根据权利要求34所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(1)所述焙烧的时间为3h。
36.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(2)所述过渡金属氧化物的前驱体溶液浓度为0.00681～0.095mol/L。
37.根据权利要求36所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(2)所述过渡金属氧化物的前驱体溶液浓度为0.02mol/L。
38.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(2)所述浸渍的过程中还进行超声和搅拌。
39.根据权利要求38所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述超声的时间为0.25～2h。
40.根据权利要求39所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述超声的时间为0.5h。
41.根据权利要求38所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述搅拌的时间为0.5～3h。
42.根据权利要求41所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述搅拌的时间为1h。
43.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(2)所述浸渍之后，焙烧之前还包括去除溶剂和干燥的步骤。
44.根据权利要求43所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，采用旋蒸的方式去除溶剂。
45.根据权利要求44所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述旋蒸的温度为50～80℃。
46.根据权利要求45所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述旋蒸的温度为60℃。
47.根据权利要求44所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述旋蒸的压力为-0.1～-0.08MPa。
48.根据权利要求43所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述干燥的温度为80～110℃。
49.根据权利要求48所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述干燥的温度为110℃。
50.根据权利要求43所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述干燥的时间为8～48h。
51.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(2)所述焙烧的温度为500～900℃。
52.根据权利要求51所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(2)所述焙烧的温度为700～800℃。
53.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(2)所述焙烧的时间为1～4h。
54.根据权利要求53所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(2)所述焙烧的时间为3h。
55.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(3)所述碱金属和/或碱土金属前驱体溶液包括碱金属和/或碱土金属的无机盐溶液。
56.根据权利要求55所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述碱金属和/或碱土金属的无机盐溶液为碱金属和/或碱土金属的硝酸盐溶液。
57.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(3)所述碱金属和/或碱土金属前驱体溶液的浓度为0.003～0.06mol/L。
58.根据权利要求57所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(3)所述碱金属和/或碱土金属前驱体溶液的浓度为0.03mol/L。
59.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(3)所述浸渍的过程中还进行超声和搅拌。
60.根据权利要求59所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述超声的时间为0.25～2h。
61.根据权利要求60所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述超声的时间为0.5h。
62.根据权利要求59所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述搅拌的时间为0.5～3h。
63.根据权利要求62所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述搅拌的时间为1h。
64.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(3)所述浸渍之后，焙烧之前还包括去除溶剂和干燥的步骤。
65.根据权利要求64所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，采用旋蒸的方式去除溶剂。
66.根据权利要求65所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述旋蒸的温度为50～80℃。
67.根据权利要求66所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述旋蒸的温度为60℃。
68.根据权利要求65所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述旋蒸的压力为-0.1～-0.08MPa。
69.根据权利要求 64所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述干燥的温度为80～110℃。
70.根据权利要求69所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述干燥的温度为110℃。
71.根据权利要求64所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述干燥的时间为8～48h。
72.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(3)所述焙烧的温度为500～800℃。
73.根据权利要求72所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(3)所述焙烧的温度为700℃。
74.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(3)所述焙烧前的升温速率为1～10℃/min。
75.根据权利要求74所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(3)所述焙烧前的升温速率为5℃/min。
76.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(3)所述焙烧的时间为1～4h。
77.根据权利要求76所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，步骤(3)所述焙烧的时间为3h。
78.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，在所述负载型催化剂的制备方法中，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将含有铈前驱体和锡前驱体的溶液与氨水和过氧化氢溶液混合、反应，得到固液混合物，其中，铈前驱体和锡前驱体溶液的总浓度为0.276～1.11mol/L，氨水和过氧化氢的体积比为3:1～6:1；将固液混合物超声处理0.25～2h，然后搅拌0.5～3h，固液分离，洗涤至中性，再在80～110℃条件下干燥8～48h，得到铈锡复合氧化物前驱体，将铈锡复合氧化物前驱体在500～900℃条件下焙烧1～4h，得到铈锡复合氧化物载体；
(2)将铈锡复合氧化物载体加入到浓度为0.00681～0.095mol/L的过渡金属氧化物的前驱体溶液中，超声0.25～2h，搅拌0.5～3h，在50～80℃条件下旋蒸去除溶剂，之后在80～110℃条件下干燥8～48h，再在500～900℃条件下焙烧1～4h，得到过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物；其中，所述过渡金属氧化物包括氧化钴；
(3)将过渡金属氧化物负载的铈锡复合氧化物加入到浓度为0.003～0.06mol/L的碱金属和/或碱土金属的前驱体溶液中，超声0.25～2h后，搅拌0.5～3h，在50～80℃条件下旋蒸去除溶剂，之后在80～110℃条件下干燥8～48h，然后在500～800℃条件下焙烧1～4h，得到所述负载型催化剂。
79.根据权利要求1所述的负载型催化剂的用途，其特征在于，所述负载型催化剂用于柴油车尾气中碳烟颗粒的催化燃烧。
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