CN117582971A - 一种含Pr的铈锆基复合氧化物及其制备方法、催化剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含Pr的铈锆基复合氧化物及其制备方法、催化剂，铈锆基复合氧化物包括Pr³⁺离子和Pr⁴⁺离子，铈锆基复合氧化物表层的Pr³⁺占Pr⁴⁺与Pr³⁺之和的摩尔百分比为10％～90％；铈锆基复合氧化物的化学式为Ce_xZr_{1‑x‑y‑ z}Pr_yM_zO_2‑αD_δ，其中，M为阳离子掺杂元素，D为阴离子掺杂元素，以摩尔数计，0.10≤x≤0.85，0<y≤0.10，0<z≤0.20，0≤α≤0.10，0≤δ≤0.10。通过分步沉淀控制，使表面Pr³⁺保持在特定比例，利用该结构中稀土Pr元素的半径效应和价电平衡原理，促进氧的迁移扩散，增加铈锆的储放氧性能，利用表面Pr的钉扎效应，降低表面能。

Description

一种含Pr的铈锆基复合氧化物及其制备方法、催化剂

技术领域

本发明涉及负载型金属催化剂领域，特别涉及一种含Pr的铈锆基复合氧化物及其制备方法、催化剂。

背景技术

随着国内外机动车尾气、工业废气和烟气等排放标准不断提高，对机动车尾气净化催化剂、工业废气和烟气处理催化剂的性能要求也越来越高。机动车作为流动污染源，在运行过程中尾气组分与性质不断发生变化，使得普通催化剂难于对机动车尾气进行有效净化处理，而由此开发出了含有铂、钯、铑贵金属的汽车尾气净化催化剂和摩托车尾气净化催化剂等。这些催化剂中使用了一种关键活性涂层材料，即铈锆基复合氧化物，过去研究人员已充分证明铈锆基复合氧化物中的氧化铈具有价态可变性，在氧化或还原气氛中会发生Ce⁴⁺和Ce³⁺的可逆变化，尾气中空气过量时，三价铈吸收氧气储存起来，同时转化为四价铈，从而保证了氮氧化物的还原；尾气中缺乏氧气时，四价铈会释放氧气，保证烃类及一氧化碳的充分氧化。从而使得铈锆基复合氧化物具有储放氧功能，可有效拓宽催化剂空燃比窗口，提升催化性能。然而在汽车尾气的高温作用下，铈锆基复合氧化物的结构会发生变化，比表面积会不断下降，储氧性能也随之劣化。因此铈锆基复合氧化物的高温稳定性和储氧性能需要进一步提升，以满足不断提高和更加严格的汽车尾气排放标准。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种含Pr的铈锆基复合氧化物及其制备方法、催化剂，通过分步沉淀控制，使表面Pr³⁺离子保持在特定比例，利用该结构中稀土Pr元素的半径效应和价电平衡原理，促进氧的迁移扩散，增加铈锆的储放氧性能；利用表面Pr的钉扎效应，降低表面能，抑制铈锆晶面迁移融合，提升铈锆高温稳定性；利用Pr³⁺和Pr⁴⁺离子的变价，促进表面氧缺陷位点和活性氧形成，增强与贵金属之间的强相互作用，提高贵金属高温分散性和催化性能，以满足机动车尾气净化、VOC处理或催化燃烧等催化剂的使用要求。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种含Pr的铈锆基复合氧化物，所述铈锆基复合氧化物包括Pr³⁺离子和Pr⁴⁺离子，所述铈锆基复合氧化物表层的Pr³⁺占Pr⁴⁺与Pr³⁺之和的摩尔百分比为10％～90％；

所述铈锆基复合氧化物的化学式为Ce_xZr_1-x-y-zPr_yM_zO_2-αD_δ，其中，M为阳离子掺杂元素，D为阴离子掺杂元素，以摩尔数计，0.10≤x≤0.85，0<y≤0.10，0<z≤0.20，0≤α≤0.10，0≤δ≤0.10。

进一步地，所述铈锆基复合氧化物的化学式中，0.20≤x≤0.80，0.01≤y≤0.06，0<z≤0.15。

进一步地，所述铈锆基复合氧化物表层的Pr³⁺占Pr⁴⁺与Pr³⁺之和的摩尔百分比为40％～70％。

进一步地，所述铈锆基复合氧化物表层的Pr元素占表层所有元素的摩尔百分比为2％-20％；优选的，所述铈锆基复合氧化物表层的Pr元素占表层所有元素的摩尔百分比为5％-15％。

进一步地，所述阳离子掺杂元素包括：除铈和镨以外的稀土元素、过渡金属元素、碱土金属元素和Al、Si中的至少一种，所述阴离子掺杂元素包括：N、S、F、P中的至少一种；

可选的，所述稀土元素包括：La、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y和Sc中的至少一种，所述过渡金属元素包括：Cu、Mn、Ni、Fe、Zn、Co、Ti、Hf、Cr和W中的至少一种，所述碱土金属元素包括：Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种。

进一步地，所述阳离子掺杂元素包括：La、Nd、Sm、Eu、Yb、Y、Sc、Cu、Mn、Hf、Fe、Co、Al、Si、Mg、Ba和Sr中的至少一种。

进一步地，所述含Pr的铈锆基复合氧化物具有元素梯度分布结构，其表层的镨、铈和/或M元素含量高于内部对应元素的含量，且上述元素含量由内向外逐渐递增；

或，

所述含Pr的铈锆基复合氧化物具有核壳结构，其表层的镨、铈和/或M元素含量为对应元素在所述含Pr的铈锆基复合氧化物中含量的1.5倍-3.5倍。

进一步地，所述复合氧化物在空气中1000℃下煅烧10小时后比表面≥52m²/g，静态储氧量≥600μmol O₂/g，优选的，比表面≥55m²/g，静态储氧量≥650μmol O₂/g。

进一步地，所述复合氧化物在空气中1100℃下煅烧10小时后，比表面≥28m²/g，静态储氧量≥500μmol O₂/g，优选的，比表面≥31m²/g，静态储氧量≥550μmol O₂/g。

相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种含Pr的铈锆基复合氧化物制备方法，用于制备上述含Pr的铈锆基复合氧化物，包括如下步骤：

将全部或部分铈、锆、M，以及部分镨的盐溶液混合，加入碱性物质进行沉淀，得到含铈、锆、镨和M的第一沉淀物浆料；

将剩余镨的盐溶液，或剩余铈、锆、镨和M的盐溶液与所述第一沉淀物浆料进行混合，并加入碱性物质进行沉淀反应，得到第二沉淀物浆料，进行过滤、洗涤、干燥和焙烧，得到含Pr的铈锆基复合氧化物。

进一步地，在沉淀反应过程中加入氧化剂，以摩尔量计，氧化剂添加量为总Pr含量的5％-40％，所述氧化剂包括：双氧水、空气、氧气、过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的至少一种。

进一步地，所述焙烧在一定气氛下进行，所述气氛包括：空气或CO、N₂、H₂中的一种或两种。

进一步地，所述碱性物质包括：碳酸氢镁、尿素以及铵、钠、钾中至少一种元素的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐中的至少一种；优选的，所述碱性物质包括：氢氧化钠、尿素、氨水和碳酸氢铵中的至少一种；

包含铈离子和镨离子的所述盐溶液包括：氯盐、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐和柠檬酸盐中的至少一种；

包含锆离子的所述盐溶液包括：氯氧化锆、硝酸氧锆、硫酸锆、乙酸锆和柠檬酸锆中的至少一种；

所述盐溶液中的阳离子掺杂元素通过氯化物、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐、氨基酸盐和有机硅化合物的熔融盐或水溶液中的至少一种添加；

所述混合盐水溶液中的阴离子掺杂元素通过硝酸盐、氟化物、磷酸盐和硫酸盐中的至少一种添加。

进一步地，所述焙烧温度为500℃～1200℃，时间为1h～24h；优选的，焙烧温度为600℃～1150℃，时间为3h～12h。

相应地，本发明实施例的第三方面提供了一种催化剂，包括上述含Pr的铈锆基复合氧化物。

相应地，本发明实施例的第四方面提供了一种上述催化剂在机动车尾气净化、天然气催化燃烧、有机废气净化和工业烟气脱硝处理领域的应用。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

通过分步沉淀控制，控制铈锆基复合氧化物表层的Pr³⁺占Pr⁴⁺与Pr³⁺之和的摩尔百分比在合理范围内，利用该结构中稀土Pr元素的半径效应和价电平衡原理，且具有以下两方面效果：一、利用三价Pr离子和四价Pr离子的变价，促进氧的迁移扩散，增加铈锆的储放氧性能；二、利用表面Pr的钉扎效应，降低表面能，抑制铈锆晶面迁移融合，提升铈锆高温稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的含Pr的铈锆基复合氧化物制备方法图。

图2(a)是本发明实施例19中Ce_0.42Zr_0.50Pr_0.08O_1.93N_0.08的XPS谱图。

图2(b)是本发明实施例23中Ce_0.10Zr_0.84Cu_0.02Pr_0.04O_1.98的XPS谱图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明实施例的第一方面提供了一种含Pr的铈锆基复合氧化物，铈锆基复合氧化物包括Pr³⁺离子和Pr⁴⁺离子，铈锆基复合氧化物表层的Pr³⁺占Pr⁴⁺与Pr³⁺之和的摩尔百分比为10％～90％。铈锆基复合氧化物的化学式为Ce_xZr_1-x-y-zPr_yM_zO_2-αD_δ，其中，M为阳离子掺杂元素，D为阴离子掺杂元素，以摩尔数计，0.10≤x≤0.85，0<y≤0.10，0<z≤0.20，0≤α≤0.10，0≤δ≤0.10。

在本发明的技术方案中，铈锆基复合氧化物晶粒的半径为2nm-30nm，铈锆基复合氧化物晶粒的表层厚度为1nm-3nm。

进一步地，铈锆基复合氧化物的化学式中，0.20≤x≤0.80，0.01≤y≤0.06，0<z≤0.15。

进一步地，铈锆基复合氧化物表层的Pr³⁺占Pr⁴⁺与Pr³⁺之和的摩尔百分比为40％～70％。

具体的，Pr³⁺离子占总的Pr离子的摩尔比使用XPS进行检测。通过对Pr3d的光谱峰进行高斯拟合分峰，XPS谱图中，电子结合能在933.5eV附近的峰信号归属于三价Pr(Pr³⁺)，935.0eV附近为四价Pr(Pr⁴⁺)特征信号，通过Pr³⁺对应峰面积与总Pr峰面积的比值计算表层Pr³⁺的摩尔占比。

进一步地，铈锆基复合氧化物表层的Pr元素占表层所有元素的摩尔百分比为2％-20％；优选的，铈锆基复合氧化物表层的Pr元素占表层所有元素的摩尔百分比为5％-15％。

进一步地，阳离子掺杂元素包括：除铈和镨以外的稀土元素、过渡金属元素、碱土金属元素和Al、Si中的至少一种，阴离子掺杂元素包括：N、S、F、P中的至少一种。

可选的，稀土元素包括：La、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y和Sc中的至少一种，过渡金属元素包括：Cu、Mn、Ni、Fe、Zn、Co、Ti、Hf、Cr和W中的至少一种，碱土金属元素包括：Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种。

进一步地，阳离子掺杂元素包括：La、Nd、Sm、Eu、Yb、Y、Sc、Cu、Mn、Hf、Fe、Co、Al、Si、Mg、Ba和Sr中的至少一种。

进一步地，含Pr的铈锆基复合氧化物具有元素梯度分布结构，其表层的镨、铈和/或M元素含量高于内部对应元素的含量，且上述元素含量由内向外逐渐递增。或者，含Pr的铈锆基复合氧化物具有核壳结构，其表层的镨、铈和/或M元素含量为对应元素在含Pr的铈锆基复合氧化物中含量的1.5倍-3.5倍。或者，含Pr的铈锆基复合氧化物具有晶界掺杂结构，铈锆基复合氧化物晶界和表面处含有掺杂元素M和镨。

通过形成元素梯度分布、核壳结构和/或晶界掺杂结构，有利于降低表面能和提高表面Pr³⁺含量，促进氧的迁移扩散，提升铈锆高温稳定性和储氧量。Pr元素富集在铈锆基复合氧化物表面和晶界，通过利用表面Pr的钉扎效应，降低表面能，抑制铈锆晶面迁移融合，提升铈锆高温稳定性。

可选的，复合氧化物在空气中1000℃下煅烧10小时后比表面≥52m²/g，静态储氧量≥600μmol O₂/g，优选的，比表面≥55m²/g，静态储氧量≥650μmol O₂/g。

可选的，复合氧化物在空气中1100℃下煅烧10小时后，比表面≥28m²/g，静态储氧量≥500μmol O₂/g，优选的，比表面≥31m²/g，静态储氧量≥550μmol O₂/g。

上述含Pr的铈锆基复合氧化物，利用结构中稀土Pr元素的半径效应和价电平衡原理，促进氧的迁移扩散，增加铈锆的储放氧性能；利用表面Pr的钉扎效应，降低表面能，抑制铈锆晶面迁移融合，提升铈锆高温稳定性；利用三价Pr离子和四价Pr离子的变价，促进表面氧缺陷位点和活性氧形成，增强与贵金属之间的强相互作用，提高贵金属高温分散性和催化性能，以满足机动车尾气净化、VOC处理或催化燃烧等催化剂的使用要求。

相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种含Pr的铈锆基复合氧化物制备方法，用于制备上述含Pr的铈锆基复合氧化物，包括如下步骤：

步骤S100，将全部或部分铈、锆、M，以及部分镨的盐溶液混合，加入碱性物质进行沉淀，得到含铈、锆、镨和M的第一沉淀物浆料。

上述加入氧化剂的步骤，可以通过控制氧化剂添加量，调控表层Pr³⁺含量在一定范围内，进一步调控表面缺陷结构。

步骤S200，将剩余镨的盐溶液，或剩余铈、锆、镨和M的盐溶液与所述第一沉淀物浆料进行混合，并加入碱性物质进行沉淀反应，得到第二沉淀物浆料，进行过滤、洗涤、干燥和焙烧，得到含Pr的铈锆基复合氧化物。优选的，加入部分铈离子的比例为30％-99％，加入部分锆离子的比例为80％-99％，加入部分M和镨离子的比例为1％-49％。

进一步地，以摩尔量计，第一沉淀物浆料中的Pr占总Pr含量的含量为1％-40％，通过控制分步沉淀各步中Pr的添加含量，以形成表面富集Pr的晶体结构，降低表面能，提升铈锆基复合氧化物高温稳定性；同时控制了表层Pr³⁺含量在一定范围内，且保证了晶粒表层含有铈，同时提高了铈和Pr元素的利用率，实现储氧量提升。通过该方法制备出的铈锆基复合氧化物兼具高温稳定和高储放氧性能，从而满足高性能催化剂对铈锆基复合氧化物的热稳定性和储放氧性能的要求。

进一步地，在沉淀反应过程中加入氧化剂，以摩尔量计，氧化剂添加量为总Pr含量的5％-40％，以控制表层Pr³⁺含量在一定范围内。氧化剂包括：双氧水、空气、氧气、过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的至少一种。

进一步地，焙烧在一定气氛下进行，气氛包括：空气或CO、N₂、H₂中的一种或两种。焙烧的过程通过控制氧化性或还原性焙烧气氛，调控元素迁移，以控制表层Pr³⁺含量在一定范围内。正常情况下，为了提高制备过程的安全性，一般不会将空气和H₂混合后作为焙烧气氛使用。

进一步地，碱性物质包括：碳酸氢镁、尿素以及铵、钠、钾中至少一种元素的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐中的至少一种；优选的，碱性物质包括：氢氧化钠、尿素、氨水和碳酸氢铵中的至少一种；包含铈离子和镨离子的混合盐水溶液包括：氯盐、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐和柠檬酸盐中的至少一种；包含锆离子的混合盐水溶液包括：氯氧化锆、硝酸氧锆、硫酸锆、乙酸锆和柠檬酸锆中的至少一种；混合盐水溶液中的阳离子掺杂元素通过氯化物、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐、氨基酸盐和有机硅化合物的熔融盐或水溶液中的至少一种添加；和/或，混合盐水溶液中的阴离子掺杂元素通过硝酸盐、氟化物、磷酸盐和硫酸盐中的至少一种添加。

进一步地，步骤S100和步骤S200中，进行沉淀反应，包括：沉淀过程pH值控制在4.5～14，优选为5-11；沉淀终点pH值控制在8～13，优选为9～11；和/或，沉淀反应温度为0℃～120℃，优选为20℃～80℃。

相应地，本发明实施例的第三方面提供了一种催化剂，包括上述含Pr的铈锆基复合氧化物。

相应地，本发明实施例的第四方面提供了一种上述催化剂在机动车尾气净化、天然气催化燃烧、有机废气净化和工业烟气脱硝处理领域的应用。

由上述内容可知，含Pr的铈锆基复合氧化物制备方法通过分步沉淀控制，使表面Pr³⁺离子和Pr⁴⁺离子保持在特定比例，利用该结构中稀土Pr元素的半径效应和价电平衡原理，具有以下三方面效果：一、利用Pr³⁺离子和Pr⁴⁺离子的变价，促进氧的迁移扩散，增加铈锆的储放氧性能；二、利用表面Pr的钉扎效应，降低表面能，抑制铈锆晶面迁移融合，提升铈锆高温稳定性；三、利用Pr³⁺离子和Pr⁴⁺离子的变价，促进表面氧缺陷位点和活性氧形成，增强与贵金属之间的强相互作用，提高贵金属高温分散性和催化性能，以满足机动车尾气净化、VOC处理或催化燃烧等催化剂的使用要求。

下面以若干个实施例对含Pr的铈锆基复合氧化物制备过程进行详细描述：

对比例1

按照铈锆基复合氧化物摩尔配分Ce_0.55Zr_0.35La_0.05Pr_0.05O_1.98配置总金属离子摩尔浓度为1.5mol/L的Ce(NO₃)₃、ZrO(NO₃)₂、La(NO₃)₃、Pr(NO₃)₃的混合料液250mL；将该混合料液与2.5mol/L的氨水溶液混合进行沉淀反应，沉淀温度25-50℃，沉淀过程pH值为9±3，沉淀终点pH值为10±2，将沉淀物进行过滤、洗涤、陈化和改性等后处理，得到前驱体，然后将前驱体进行110℃干燥10小时、800℃焙烧5小时，得到铈锆基复合氧化物新鲜样，进一步分别进行1000℃焙烧10小时和1100℃焙烧4小时，得到铈锆基复合氧化物老化样。

对比例2-4：

除非在下面另外指出，以与对比例1相同的方式进行。对比例成分和工艺参数如表1所示。

实施例1

该实施例涉及以氧化物摩尔分数计的Ce_0.55Zr_0.35La_0.05Pr_0.05O_1.98的制备。

预先配置两种混合氯盐溶液，一种为包含总量100mol％铈、100mol％锆、100mol％镧和8mol％镨的氯盐混合溶液A。另一种为包含设计配分中剩余的镨氯盐料液B。将混合料液A加入到适量氢氧化钠中沉淀。加完混合料液A后再向其中加入料液B，同时加入氢氧化钠溶液沉淀，沉淀过程控制在pH＝9±3。沉淀物经过滤洗涤，得到含有铈、锆、镧和镨的复合氢氧化物沉淀物。所得沉淀物再浆化后将所得浆料放置在高压釜中，使该浆料的温度达到120℃持续2小时。向其中加入改性剂，继续搅拌一段时间后过滤。所得滤饼在任选的600℃下煅烧3小时，得到铈锆基复合氧化物新鲜样，进一步分别进行1000℃和1100℃焙烧4小时，得到铈锆基复合氧化物老化样。

实施例2-46：

除非在下面另外指出，以与实施例1相同的方式进行。实施例具体参数如实施例参数表1所示。

表1

图2(a)给出了实施例19中Ce_0.42Zr_0.50Pr_0.08O_1.93N_0.08的XPS谱图，通过Pr³⁺对应峰面积与总Pr峰面积的比值计算表层Pr³⁺的摩尔占比为0.46。

图2(b)给出了实施例23中Ce_0.10Zr_0.84Cu_0.02Pr_0.04O_1.98的XPS谱图，通过Pr³⁺对应峰面积与总Pr峰面积的比值计算表层Pr³⁺的摩尔占比为0.59。

本发明实施例旨在保护一种含Pr的铈锆基复合氧化物及其制备方法、催化剂，铈锆基复合氧化物包括Pr³⁺离子和Pr⁴⁺离子，所述铈锆基复合氧化物表层的Pr³⁺占Pr⁴⁺与Pr³⁺之和的摩尔百分比为10％～90％；铈锆基复合氧化物的化学式为Ce_xZr_1-x-y-zPr_yM_zO_2-αD_δ，其中，M为阳离子掺杂元素，D为阴离子掺杂元素，以摩尔数计，0.10≤x≤0.85，0<y≤0.10，0<z≤0.20，0≤α≤0.10，0≤δ≤0.10。上述技术方案具备如下效果：

通过沉淀控制，使表面Pr³⁺离子和Pr⁴⁺离子保持在特定比例，利用该结构中稀土Pr元素的半径效应和价电平衡原理，促进氧的迁移扩散，增加铈锆的储放氧性能；利用表面Pr的钉扎效应，降低表面能，抑制铈锆晶面迁移融合，提升铈锆高温稳定性；利用Pr³⁺离子和Pr⁴⁺离子的变价，促进表面氧缺陷位点和活性氧形成，增强与贵金属之间的强相互作用，提高贵金属高温分散性和催化性能，以满足机动车尾气净化、VOC处理或催化燃烧等催化剂的使用要求。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (16)

1.一种含Pr的铈锆基复合氧化物，其特征在于，所述铈锆基复合氧化物包括Pr³⁺离子和Pr⁴⁺离子，所述铈锆基复合氧化物表层的Pr³⁺占Pr⁴⁺与Pr³⁺之和的摩尔百分比为10％～90％；

所述铈锆基复合氧化物的化学式为Ce_xZr_1-x-y-zPr_yM_zO_2-αD_δ，其中，M为阳离子掺杂元素，D为阴离子掺杂元素，以摩尔数计，0.10≤x≤0.85，0<y≤0.10，0<z≤0.20，0≤α≤0.10，0≤δ≤0.10。

2.根据权利要求1所述的含Pr的铈锆基复合氧化物，其特征在于，

所述铈锆基复合氧化物的化学式中，0.20≤x≤0.80，0.01≤y≤0.06，0<z≤0.15。

3.根据权利要求2所述的含Pr的铈锆基复合氧化物，其特征在于，

所述铈锆基复合氧化物表层的Pr³⁺占Pr⁴⁺与Pr³⁺之和的摩尔百分比为40％～70％。

4.根据权利要求3所述的含Pr的铈锆基复合氧化物，其特征在于，所述铈锆基复合氧化物表层的Pr元素占表层所有元素的摩尔百分比为2％-20％；优选的，所述铈锆基复合氧化物表层的Pr元素占表层所有元素的摩尔百分比为5％-15％。

5.根据权利要求4所述的含Pr的铈锆基复合氧化物，其特征在于，

所述阳离子掺杂元素包括：除铈和镨以外的稀土元素、过渡金属元素、碱土金属元素和Al、Si中的至少一种，所述阴离子掺杂元素包括：N、S、F、P中的至少一种；

可选的，所述稀土元素包括：La、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y和Sc中的至少一种，所述过渡金属元素包括：Cu、Mn、Ni、Fe、Zn、Co、Ti、Hf、Cr和W中的至少一种，所述碱土金属元素包括：Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的含Pr的铈锆基复合氧化物，其特征在于，

所述阳离子掺杂元素包括：La、Nd、Sm、Eu、Yb、Y、Sc、Cu、Mn、Hf、Fe、Co、Al、Si、Mg、Ba和Sr中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的含Pr的铈锆基复合氧化物，其特征在于，

所述含Pr的铈锆基复合氧化物具有元素梯度分布结构，以摩尔比计，其表层的镨、铈和/或M元素含量高于内部对应元素的含量，且上述元素含量由内向外逐渐递增；

或，

所述含Pr的铈锆基复合氧化物具有核壳结构，以摩尔比计，其表层的镨、铈和/或M元素含量为对应元素在所述含Pr的铈锆基复合氧化物中含量的1.5倍-3.5倍。

8.根据权利要求1-7中任一所述的铈锆基复合氧化物，其特征在于，所述复合氧化物在空气中1000℃下煅烧10小时后比表面≥52m²/g，静态储氧量≥600μmol O₂/g，优选的，比表面≥55m²/g，静态储氧量≥650μmol O₂/g。

9.根据权利要求1-7中任一所述的铈锆基复合氧化物，其特征在于，

所述复合氧化物在空气中1100℃下煅烧10小时后，比表面≥28m²/g，静态储氧量≥500μmolO₂/g，优选的，比表面≥31m²/g，静态储氧量≥550μmol O₂/g。

10.一种含Pr的铈锆基复合氧化物制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-9任一所述的含Pr的铈锆基复合氧化物，包括如下步骤：

将全部或部分铈、锆、M，以及部分镨的盐溶液混合，加入碱性物质进行沉淀，得到含铈、锆、镨和M的第一沉淀物浆料；

将剩余镨的盐溶液，或剩余铈、锆、镨和M的盐溶液与所述第一沉淀物浆料进行混合，并加入碱性物质进行沉淀反应，得到第二沉淀物浆料，进行过滤、洗涤、干燥和焙烧，得到含Pr的铈锆基复合氧化物。

11.根据权利要求10所述的含Pr的铈锆基复合氧化物制备方法，其特征在于，在沉淀反应过程中加入氧化剂，以摩尔量计，氧化剂添加量为总Pr含量的5％-40％，所述氧化剂包括：双氧水、空气、氧气、过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的至少一种。

12.根据权利要求11所述的含Pr的铈锆基复合氧化物制备方法，其特征在于，所述焙烧在一定气氛下进行，所述气氛包括：空气或CO、N₂、H₂中的一种或两种。

13.根据权利要求12所述的含Pr的铈锆基复合氧化物制备方法，其特征在于，

所述碱性物质包括：碳酸氢镁、尿素以及铵、钠、钾中至少一种元素的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐中的至少一种；优选的，所述碱性物质包括：氢氧化钠、尿素、氨水和碳酸氢铵中的至少一种；

包含铈离子和镨离子的所述盐溶液包括：氯盐、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐和柠檬酸盐中的至少一种；

包含锆离子的所述盐溶液包括：氯氧化锆、硝酸氧锆、硫酸锆、乙酸锆和柠檬酸锆中的至少一种；

所述盐溶液中的阳离子掺杂元素通过氯化物、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐、氨基酸盐和有机硅化合物的熔融盐或水溶液中的至少一种添加；

所述盐溶液中的阴离子掺杂元素通过硝酸盐、氟化物、磷酸盐和硫酸盐中的至少一种添加。

14.根据权利要求13所述的含Pr的铈锆基复合氧化物制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为500℃～1200℃，时间为1h～24h；优选的，焙烧温度为600℃～1150℃，时间为3h～12h。

15.一种催化剂，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的含Pr的铈锆基复合氧化物。

16.一种如权利要求15所述的催化剂在机动车尾气净化、天然气催化燃烧、有机废气净化和工业烟气脱硝处理领域的应用。