CN113275001A - 高稳定性铈锆复合氧化物及其制备方法与应用 - Google Patents
高稳定性铈锆复合氧化物及其制备方法与应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及铈锆复合氧化物，具体涉及高稳定性铈锆复合氧化物及其制备方法与应用。铈锆复合氧化物包括氧化铈20%‑50%，氧化锆25%‑80%，至少一种选自铈以外的稀土金属元素的氧化物2%‑15%；所述铈锆复合氧化物的晶格常数a为3.50‑3.75Å，晶格常数b为3.50‑3.75Å，晶格常数c为5.10‑5.32Å；晶胞体积为62.45‑75.00Å3；晶胞体积收缩率为50.50%‑56.90%；氧空位绝对自旋数为2‑9。本发明铈锆复合氧化物通过控制晶胞棱长a,b,c，及改变晶胞体积，可以调节铈锆复合氧化物的畸变情况，达到较优的晶胞畸度，提高了高温稳定性和抗老化性能，并提高了其催化性能。
Description
技术领域
本发明涉及铈锆复合氧化物，具体涉及高稳定性铈锆复合氧化物及其制备方法与应用。
背景技术
铈锆复合氧化物因具有发达的孔道结构、良好的抗老化性能以及优异的动态储放氧能力，被广泛应用于汽油车尾气催化剂中。
汽车尾气的主要成分包括CHx、CO、NOx，三种污染物中CHx与CO需要通过催化氧化的形式除去，NOx需要通过催化还原的形式去除。要想使这三类污染物达到最高的转化率，燃油反应体系中的氧含量相对于燃油必须处于理论反应计量点附近。只有在理论空燃比附近，三效催化剂才能实现对氮氧化物、一氧化碳、烃类三种污染物的最大程度的转化。空燃比A/F定义：发动机消耗的空气质量/发动机消耗的燃油质量。当A/F=14.6（λ=1）时，燃料理论上可以完全燃烧，燃烧后排出的尾气在催化剂的作用下依靠本身剩余的氧化性物质可以实现对污染物最大程度的转化。燃油比的控制是通过传感器闭环系统自动进行控制的。
但在实际行驶过程中，由于工况比较复杂，吸入的氧气相对于气缸内喷入的油气来说，有时会不足，有时会过量。当油气过量（λ＞1）时，尾气中会含有过量的CHx及CO需要催化燃烧掉，但尾气中因为缺乏氧气，导致其无法转化；当空气过量（λ＜1）时，尾气中含有过量的氧气，从而生成大量的NOx，氮氧化物还原为氮气主要依靠CHx及CO，由于氧气过量CHx及CO会在催化剂上被大量催化掉，从而难以还原NOx，从而导致尾气中NOx超标。
铈锆复合氧化物中，铈元素主要以三价、四价存在，且可以在氧化、还原气氛中互相转化。当油气过量（λ＞1）时，四价铈释放活性氧，在贵金属的活化作用下，将CHx及CO催化氧化燃烧掉；当空气过量（λ＜1）时，三价铈吸收氧，保证尾气中有充足的还原性气体将NOx还原为氮气，同时将CHx及CO氧化成二氧化碳及水。
三元催化剂的基本组成包括载体蜂窝陶瓷、助剂铈锆复合氧化物以及活性组分贵金属铂铑钯。蜂窝陶瓷作为支撑体，将铈锆复合氧化物调成溶有贵金属的浆料，涂覆在蜂窝载体上。因此，铈锆复合氧化物既要作为储放氧的助剂参与化学反应，又要起到均匀分散贵金属的作用。这就要求铈锆复合氧化物既要有一定的氧空位，用以传递氧，又要具有优异的抗烧结能力、保证其表面负载的贵金属原子不被烧结、包埋、长期保持较高的催化活性。
铈锆复合氧化物制备过程为锆元素替换铈元素，引起晶格畸变的过程，晶格的畸变带来了氧空位的产生，随着氧化锆掺杂量的增多，铈锆晶格畸变越严重，产生的空位越多；但晶格畸变过于严重会导致晶粒内部结构的不稳定，在老化过程中出现烧结以及坍塌。
发明内容
本发明提供一种铈锆复合氧化物，通过控制晶胞棱长a,b,c及改变晶胞体积，可以调节铈锆复合氧化物的畸变情况，达到较优的晶胞畸度，进而提高了铈锆复合氧化物的高温稳定性，抗老化性能优异，并提高了其催化性能。
一种铈锆复合氧化物，以质量百分含量计包括：
氧化铈 20%-50%，
氧化锆 25%-80%，以及
至少一种选自铈以外的稀土金属元素的氧化物 2%-15%；
其中，所述铈锆复合氧化物的晶格常数a为3.50-3.75Å，晶格常数b为3.50-3.75Å，晶格常数c为5.10-5.32Å；晶胞体积为62.45-75.00Å3；晶胞体积收缩率为50.50%-56.90；氧空位绝对自旋数为2-9。
本发明人研究发现，通过将晶格常数控制在一定范围之内，从而实现对晶胞的畸形控制，可以平衡铈锆复合氧化物氧空位多少与老化比表面高低对催化剂催化活性的影响，从而使铈锆复合氧化物催化剂表现出最优的催化活性。
根据本发明实施例，所述稀土金属元素为镧、钇、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的一种或一种以上的组合；可选地，为镧、钇、镨、钕钐、铕中的一种或一种以上的组合。
根据本发明实施例，所述铈锆复合氧化物包括氧化镧、氧化钇、氧化镨、氧化钕中的一种或几种，这些稀土金属元素氧化物以质量百分含量计的含量为2%-10%。
根据本发明实施例，所述铈锆复合氧化物包括除铈、镧、钇、镨、钕之外的稀土金属元素的氧化物中的一种或几种，这些稀土金属元素氧化物以质量百分含量计的含量为1%-5%。
根据本发明实施例，所述铈锆复合氧化物以质量百分含量计包括：
氧化铈 20%-40%，
氧化锆 25%-65%，以及
至少一种选自铈以外的稀土金属元素的氧化物 3%-10%。
根据本发明实施例，所述铈锆复合氧化物的晶格常数a为3.55-3.73Å，晶格常数b为3.55-3.73Å，晶格常数c为5.14-5.31Å；晶胞体积为65.07-73.59Å3；晶胞体积收缩率为51.10%-56.80%；氧空位绝对自旋数为3-8。
根据本发明实施例，所述铈锆复合氧化物新鲜态时的比表面积大于等于75m2/g，例如79-90m2/g。
根据本发明实施例，所述铈锆复合氧化物经1100℃老化热处理10h后的比表面积大于等于18m2/g，例如18-38m2/g。
根据本发明实施例，晶胞参数分析是晶体结构信息通过X射线衍射完成的，例如设备型号为布鲁克D8 Advance。
根据本发明实施例，晶胞体积收缩率通过计算得到，计算公式为：
(5.32063-a*b*c) / 5.32063。
铈锆晶胞收缩的标准是相对于纯氧化铈计算得到的，铈锆复合氧化物本质是氧化铈晶胞中掺杂锆以及其它元素，将晶胞中的铈元素替换，引起晶胞收缩。
根据本发明实施例，比表面积是利用美国麦克仪器公司的MicromeriticsTriStar Ⅱ型全自动吸附仪完成的。
本发明还提供一种铈锆复合氧化物的制备方法，采用该方法可以制备出上述铈锆复合氧化物。
本发明人研究发现，通过改变合成工艺，改变铈锆复合氧化物的晶胞棱长a,b,c，改变晶胞体积，从而调变铈锆复合氧化物的畸变情况，达到较优的晶胞畸度，进而提高了铈锆复合氧化物的氧空位量，同时又能保持较高的抗老化性能，使催化剂达到最优的催化活性。
一种铈锆复合氧化物的制备方法，包括：
将以氧化物质量计对应的铈盐、锆盐以及以氧化物质量计所对应的稀土元素的盐溶解于去离子水中，制成盐溶液；
将沉淀剂和表面活性剂溶解于去离子水中，制成沉淀剂溶液；
将所述盐溶液和沉淀剂溶液混合，陈化，制成浆料；
向所得浆料中加入矿化剂，进行水热处理，煅烧。
根据本发明实施例，所述铈盐和锆盐选自其硝酸盐、氯盐或碳酸盐。
根据本发明实施例，所述稀土元素的盐来选自稀土元素的硝酸物（硝酸盐）、氯化物（氯化盐）或碳酸物（碳酸盐）。
根据本发明实施例，所述沉淀剂包括氨水、碳酸氢铵、尿素，优选氨水。本发明中采用沉淀剂可以实现溶液中离子的共同沉淀，形成具有一定粘度沉淀混合物，增强离子相互作用。
根据本发明实施例，所述表面活性剂选自月桂酸、CTAB、硬脂酸。
根据本发明实施例，在所述陈化的步骤中，需要控制温度、时间以及浓度；陈化温度控制在30-50℃，优选35-45℃，例如40℃；时间2-5h为宜。
根据本发明实施例，陈化过程中浆料的浓度为5-15g/L，优选8-12g/L，具体例如10g/L的陈化浓度。其中，所述浓度的计算方法为：将加入的铈盐、锆盐以及稀土元素的盐完全转化为氧化物成品的重量（g），除以陈化过程中浆料的体积（L）。
研究发现，通过严格控制陈化条件，控制铈锆固溶体形成1-2nm的细小晶粒，为后续加入矿化剂后水热处理晶粒的均匀长大提供晶种，因为大量细小晶种的存在，水热后的铈锆复合氧化物晶粒更加均匀，表现出更优异的抗烧结能力。
根据本发明实施例，是将所述盐溶液加入所述沉淀剂溶液中，加入的速率优选为70-90ml/min-；优选边加入变搅拌。
根据本发明实施例，所述陈化的时间为2-5-，例如3h。
根据本发明实施例，将陈化后的物料洗涤至pH中性，加水（去离子水或纯水）制成浆料。
根据本发明实施例，所述矿化剂含有钠离子和/或钾离子，例如选自钾盐、钠盐，具体例如硝酸盐、氯化盐、硫酸盐。所述矿化剂也可选自氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠、硝酸钾中的一种或几种。
本发明人研究发现，矿化剂的加入在一定程度上可以使偏析的氧化铈或者氧化锆以及其它的稀土元素进行重组，促进铈锆晶粒的再结晶，同时，可以调整铈锆及其它稀土元素的固溶度，控制铈锆晶胞收缩或膨胀，从而调整铈锆的晶胞参数，对氧空位进行调整。
根据本发明实施例，所述矿化剂的加入量以使所述浆料中钠离子和/或钾离子的浓度为0.1-1.5mol/L为准。
根据本发明实施例，所述水热处理的温度为150-230℃，时间可为8-24h。
根据本发明实施例，还包括将水热处理所得物料进行洗涤的步骤，优选洗涤至pH的中性，优选洗涤至钠离子和/或钾离子含量低于50ppm。
根据本发明实施例，所述煅烧的温度为500-700℃，时间可为3-10小时。
根据本发明实施例，煅烧后所得铈锆复合氧化物也称为新鲜态的铈锆复合氧化物。
本发明还包括所述方法制备的铈锆复合氧化物。
本发明还提供由上述铈锆复合氧化物制备而成的催化剂。
本发明还提供由上述铈锆复合氧化物制备而成的催化剂的应用，该催化剂可应用于机动车尾气净化、天然气催化燃烧、有机废气净化处理和工业废气脱硝处理。
本发明实施例铈锆复合氧化物提高了铈锆复合氧化物的高温稳定性，抗老化性能优异，并提高了其催化性能。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
本发明使用以下方法测定各种性能及指标：
检测设备：
比表面积及孔容、孔径：利用美国麦克仪器公司的Micromeritics TriStar Ⅱ型全自动吸附仪完成。
晶胞参数分析：晶体结构信息通过X射线衍射完成，设备型号为布鲁克D8Advance。
氧空位测试分析：布鲁克Bruker EMX Plus 电子顺磁共振波谱仪。
晶胞体积收缩率（%）：通过计算得到，计算公式为：
(5.32063-a*b*c) / 5.32063
催化剂评价：
1）催化剂评价装置：催化剂评价仪器为MKS傅立叶气体红外分析仪。
2）催化剂评价采用模拟尾气的方法，将空燃比λ定义为：λ=（2VNO2+2VO2）/(VCO+7VC2H6+V[H2])，V代表最终流经催化剂床层的混合气的体积百分含量；载气为Ar，催化剂装填量0.3g，40-60目，量空速40000h-1，升温速率2℃/min，升温起始点为30℃，终点为1000℃。
3）催化剂评价测试：评价过程中，空燃比控制为λ=1。
4）评价用催化剂为单Pd催化剂，新鲜态的催化剂（即经过600℃煅烧5h所得铈锆复合氧化物，标记为“600℃-5h”），以及将新鲜态的催化剂经1100℃老化热处理10h（标记为“1100℃-10h”），并对催化性能进行了分析，考察了催化剂老化前后对最难去除的污染物NO2，C2H6起燃温度T50，转化温度T90的性能进行对比，其中T50以及T90对应的温度越低，催化剂催化活性越高。
实施例1
铈锆复合氧化物，以质量百分含量计的组成为：25%氧化铈，67.5%氧化锆，3.5%氧化镧，4%氧化钇。
本实施例铈锆复合氧化物的制备方法如下：
1）在第一个烧杯中，加入1000ml去离子水，将38.58g硝酸铈铵，103.85g硝酸锆，4.65g硝酸镧，6.78g硝酸钇加至第一个烧杯中，加热至50℃搅拌1-2h，将原料溶解直至溶液澄清，并用去离子水定容至2500ml。
2）第二个烧杯中，加入纯水1000ml，230ml氨水，氨水浓度12mol/L，然后加入25g月桂酸，常温下搅拌至月桂酸完全溶解至澄清，定容至2500ml。
3）搅拌条件下，将第一个烧杯中的溶液用蠕动泵转移至第二个烧杯中，转移时间控制在30min，转移完毕后继续搅拌0.5h，进行陈化处理。陈化条件为：40℃水浴条件下，静置陈化，陈化时间为3h；
4）将陈化结束后的浆料进行抽滤、洗涤，直至滤液为中性，然后将滤饼加纯水打浆，定容至4800ml，并加入200ml氢氧化钠溶液，溶液中氢氧化钠加入量为0.2mol。
5）将定容后的浆料，移至高压水热反应釜中，进行水热处理。水热温度200℃，保温24h，水热结束后，将浆料进行抽滤洗涤处理，直至洗涤水中钠元素含量低于50ppm。
6）将最终的滤饼置于鼓风式干燥箱中100℃烘干10h，将烘干后的物料置于高温炉中，600℃空气气氛煅烧5h得到最终的新鲜铈锆复合氧化物。标记为1#-1（“600℃-5h”）。
按以上相同的方法制备铈锆复合氧化物，区别仅在于调整步骤4）中氢氧化钠的加入量分别为0.4mol、0.6mol、0.8mol、1.0mol、1.2mol，经步骤4）600℃煅烧5h后所制备的新鲜铈锆复合氧化物分别标记为1#-2、1#-3、1#-4、1#-5、1#-6。
老化处理：将以上新鲜铈锆复合氧化物分别经1100℃空气气氛煅烧10h得到老化后的样品，标记为“老化（1100℃-10h）”。
实施例2
铈锆复合氧化物，以质量百分含量计的组成为：40%氧化铈，50%氧化锆，4%氧化镧，2%氧化钇，4%氧化钕。
本实施例铈锆复合氧化物的制备方法如下
1）在第一个烧杯中，加入1000ml去离子水，将61.72g硝酸铈铵，77.16g硝酸锆，5.32g硝酸镧，3.39g硝酸钇，5.21g硝酸钕加至第一个烧杯中，加热至50℃搅拌1-2h，将原料溶解直至溶液澄清，并用去离子水定容至2500ml。
2）第二个烧杯中，加入纯水1000ml，230ml氨水，氨水浓度12mol/L，然后加入25g月桂酸，常温下搅拌至月桂酸完全溶解至澄清，定容至2500ml。
3）搅拌条件下，将第一个烧杯中的溶液用蠕动泵转移至第二个烧杯中，转移时间控制在30min，转移完毕后继续搅拌0.5h，进行陈化处理。陈化条件为：40℃水浴条件下，静置陈化，陈化时间为3h；
4）将陈化结束后的浆料进行抽滤、洗涤，直至滤液为中性，然后将滤饼加纯水打浆，定容至4800ml，并加入200ml氢氧化钠溶液，溶液中氢氧化钠加入量为0.2mol。
5）将定容后的浆料，移至高压水热反应釜中，进行水热处理。水热温度200℃，保温24h，水热结束后，将浆料进行抽滤洗涤处理，直至洗涤水中钠元素含量低于50ppm。
6）将最终的滤饼置于鼓风式干燥箱中100℃烘干10h，将烘干后的物料置于高温炉中，600℃煅烧5h得到最终的新鲜铈锆复合氧化物。标记为2#-1（“600℃-5h”）。
按以上相同的方法制备铈锆复合氧化物，区别仅在于调整步骤4）中氢氧化钠的加入量分别为0.4mol、0.6mol、0.8mol、1.0mol、1.2mol，经步骤4）600℃煅烧5h后所制备的新鲜铈锆复合氧化物分别标记为2#-2、2#-3、2#-4、2#-5、2#-6。
老化处理：将以上新鲜铈锆复合氧化物分别经1100℃空气气氛煅烧10h得到老化后的样品，标记为“老化（1100℃-10h）”。
对比例1
纯二氧化铈制备：在第一个烧杯中，加入1000ml去离子水，将154.32g硝酸铈铵，加热至50℃搅拌1-2h，将原料溶解直至溶液澄清，并用去离子水定容至2500ml。
第二个烧杯中，加入纯水1000ml，230ml氨水，氨水浓度12mol/L，然后加入25g月桂酸，常温下搅拌至月桂酸完全溶解至澄清，定容至2500ml。
搅拌条件下，将第一个烧杯中的溶液用蠕动泵转移至第二个烧杯中，转移时间控制在30min，转移完毕后继续搅拌0.5h，进行陈化处理。陈化条件为：40℃水浴条件下，静置陈化，陈化时间为3h；
将陈化结束后的浆料进行抽滤、洗涤，直至滤液为中性，然后将滤饼加纯水打浆，定容至4800ml。将定容后的浆料，移至高压水热反应釜中，进行水热处理。水热温度200℃，保温24h，水热结束后，将浆料进行抽滤洗涤处理，将最终的滤饼置于鼓风式干燥箱中100℃烘干10h，将烘干后的物料置于高温炉中，600℃煅烧5h得到最终的纯氧化物，标记为3#，“新鲜（600℃-5h）”。
老化处理：将以上新鲜铈氧化物经1100℃空气气氛煅烧10h得到老化后的样品，标记为“老化（1100℃-10h）”。
对比例2
铈锆复合氧化物，以质量百分含量计的组成为：25%氧化铈，67.5%氧化锆，3.5%氧化镧，4%氧化钇。
本实施例铈锆复合氧化物的制备方法如下：
1）在第一个烧杯中，加入1000ml去离子水，将38.58g硝酸铈铵，103.85g硝酸锆，4.65g硝酸镧，6.78g硝酸钇加至第一个烧杯中，加热至50℃搅拌1-2h，将原料溶解直至溶液澄清，并用去离子水定容至2500ml。
2）第二个烧杯中，加入纯水1000ml，230ml氨水，氨水浓度12mol/L，然后加入25g月桂酸，常温下搅拌至月桂酸完全溶解至澄清，定容至2500ml。
3）搅拌条件下，将第一个烧杯中的溶液用蠕动泵转移至第二个烧杯中，转移时间控制在30min，转移完毕后继续搅拌0.5h，进行陈化处理。陈化条件为：40℃水浴条件下，静置陈化，陈化时间为3h；
4）将陈化结束后的浆料进行抽滤、洗涤，直至滤液为中性，钠元素含量低于50ppm（此处的钠主要来源于原料），然后将滤饼加纯水打浆，定容至4800ml；
5）将定容后的浆料，移至高压水热反应釜中，进行水热处理。水热温度200℃，保温24h，水热结束后，将浆料进行抽滤洗涤处理。
6）将最终的滤饼置于鼓风式干燥箱中100℃烘干10h，将烘干后的物料置于高温炉中，600℃空气气氛煅烧5h得到最终的新鲜铈锆复合氧化物。标记为4#（“600℃-5h”）。
老化处理：将以上新鲜铈锆复合氧化物分别经1100℃空气气氛煅烧10h得到老化后的样品，标记为“老化（1100℃-10h）”。
对比例3
铈锆复合氧化物，以质量百分含量计的组成为：25%氧化铈，67.5%氧化锆，3.5%氧化镧，4%氧化钇。
本实施例铈锆复合氧化物的制备方法如下
1）在第一个烧杯中，加入1000ml去离子水，将38.58g硝酸铈铵，103.85g硝酸锆，4.65g硝酸镧，6.78g硝酸钇加至第一个烧杯中，加热至50℃搅拌1-2h，将原料溶解直至溶液澄清，并用去离子水定容至1000ml。
2）第二个烧杯中，加入纯水1000ml，230ml氨水，氨水浓度12mol/L，然后加入25g月桂酸，常温下搅拌至月桂酸完全溶解至澄清，定容至1000ml。
3）搅拌条件下，将第一个烧杯中的溶液用蠕动泵转移至第二个烧杯中，转移时间控制在30min，转移完毕后继续搅拌0.5h，进行陈化处理。陈化条件为：40℃水浴条件下，静置陈化，陈化时间为3h；
4）将陈化结束后的浆料进行抽滤、洗涤，直至滤液为中性，然后将滤饼加纯水打浆，定容至4800ml，并加入200ml氢氧化钠溶液，溶液中氢氧化钠加入量为0.2mol。
5）将定容后的浆料，移至高压水热反应釜中，进行水热处理。水热温度200℃，保温24h，水热结束后，将浆料进行抽滤洗涤处理，直至洗涤水中钠元素含量低于50ppm。
6）将最终的滤饼置于鼓风式干燥箱中100℃烘干10h，将烘干后的物料置于高温炉中，600℃空气气氛煅烧5h得到最终的新鲜铈锆复合氧化物。标记为5#（“600℃-5h”）。
老化处理：将以上新鲜铈锆复合氧化物分别经1100℃空气气氛煅烧10h得到老化后的样品，标记为“老化（1100℃-10h）”。
实验例1
分别检测以上样品的物化指标，结果如表1所示。
表1 催化剂基本物化指标
由表1中数据可以看出，
（1）纯二氧化铈具有极少的氧空位，且抗老化能力极差；
（2）加入氢氧化钠，可以提高铈锆复合氧化物的抗老化性能及增加氧空位；
（3）随着氢氧化钠加入量增多晶格常数减小，，晶胞收缩率增加氧空位，说明晶格畸形度加深，但催化剂的抗老化能力有所下降；
（4）催化剂最终评价的是铈锆复合氧化物的最终催化性能，是氧空位及老化比表面综合作用的结果。
实验例1
分别检测以上样品的催化活性，结果如表2和表3所示。
表2 催化剂老化前后C2H6催化能力分析
表3 催化剂老化前后NO2催化能力分析
由表2、表3的评价数据可以看出，（1）纯二氧化铈在新鲜态下也具有一定的催化能力，但老化态催化活性几乎全部消失，主要原因为孔道的坍塌，导致了贵金属的包埋，使催化剂失去了催化活性；（2）氧化铈中掺入锆、镧、钇，明显提升了催化剂的催化性能；（3）新鲜态的催化剂由于具有较大的比表面积，可以保证贵金属具有高度的分散，致使催化剂均表现出了优异的催化能力，且差距不大；但老化后的催化剂催化能力表现出了一定的差异，晶胞体积收缩率在51.98%至56.35%之间的催化剂由于仍具有丰富的氧空位以及较优的老化比表面，故老化后具有较优的催化活性，催化剂也表现出了较优的综合催化活性；其中，晶胞体积收缩率在53.08%至54.50%之间时，催化剂表现出了最优的综合催化活性，催化剂催化活性高、抗老化性能优异。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种铈锆复合氧化物，其特征在于，以质量百分含量计包括：
氧化铈 20%-50%，
氧化锆 25%-80%，以及
至少一种选自铈以外的稀土金属元素的氧化物 2%-15%；
其中，所述铈锆复合氧化物的晶格常数a为3.50-3.75Å，晶格常数b为3.50-3.75Å，晶格常数c为5.10-5.32Å；晶胞体积为62.45-75.00Å3；晶胞体积收缩率为50.50%-56.90%；氧空位绝对自旋数为2-9。
2.根据权利要求1所述的铈锆复合氧化物，其特征在于，所述稀土金属元素为镧、钇、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的一种或一种以上的组合。
3.根据权利要求1或2所述的铈锆复合氧化物，其特征在于，所述铈锆复合氧化物以质量百分含量计包括：氧化铈 20%-40%，氧化锆 25%-65%，以及至少一种选自铈以外的稀土金属元素的氧化物 3%-10%；和/或，
所述铈锆复合氧化物的晶格常数a为3.55-3.73Å，晶格常数b为3.55-3.73Å，晶格常数c为5.14-5.31Å；晶胞体积为65.07-73.59Å3；晶胞体积收缩率为51.10%-56.80%；氧空位绝对自旋数为3-8。
4.根据权利要求1或2所述的铈锆复合氧化物，其特征在于，所述铈锆复合氧化物新鲜态时的比表面积大于等于75m2/g；和/或，
所述铈锆复合氧化物经1100℃老化热处理10h后的比表面积大于等于18m2/g。
5.一种铈锆复合氧化物的制备方法，其特征在于，包括：
将以氧化物质量计对应的铈盐、锆盐以及以氧化物质量计所对应的稀土元素的盐溶解于去离子水中，制成盐溶液；
将沉淀剂和表面活性剂溶解于去离子水中，制成沉淀剂溶液；
将所述盐溶液和沉淀剂溶液混合，陈化，制成浆料；
向所得浆料中加入矿化剂，进行水热处理，煅烧。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂包括氨水、碳酸氢铵、尿素；和/或，所述矿化剂含有钠离子和/或钾离子。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述矿化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠、硝酸钾中的一种或几种。
8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述矿化剂的加入量以使所述浆料中钠离子和/或钾离子的浓度为2.2-13.5g/L为准。
9.据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述陈化的步骤中陈化的温度控制在30-50℃；陈化的时间2-5h；和/或，
陈化过程中浆料的浓度为5-15g/L。
10.由权利要求1-4任一项所述铈锆复合氧化物制备而成的催化剂的应用或由权利要求5-9任一项所述方法制备的铈锆复合氧化物制备而成的催化剂的应用，其特征在于，所述应用为应用于机动车尾气净化、天然气催化燃烧、有机废气净化处理和工业废气脱硝处理。
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