[发明专利]高比表面积均匀介孔La－Ce－Co－Zr复合氧化物催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高比表面积均匀介孔La-Ce-Co-Zr复合氧化物催化剂的制备方法。属于多组分介孔催化材料的制备技术。

背景技术

过渡金属钴的氧化物具有优良的低温氧化性能，添加三效催化剂常用的助剂镧、铈和锆可进一步提高其热稳定性和活性，形成的复合氧化物可作为汽车冷启动时低温下消除一氧化碳和烃类的催化剂。但是普通共沉淀法制备时，制备的样品的孔容和比表面积小(700℃焙烧后比表面积低于20m²/g)，钴氧化物的分散度不高，对CO氧化的完全转化温度较高，不适宜用作汽车冷启动时的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高比表面积均匀介孔La-Ce-Co-Zr复合氧化物催化剂的制备方法，以该方法制得的La-Ce-Co-Zr复合氧化物催化剂，比表面积较大，孔径均匀。

本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种高比表面积均匀介孔La-Ce-Co-Zr复合氧化物催化剂的制备方法，其特征包括以下过程：

1).按摩尔比2∶1～3，以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚乙二醇辛基苯基醚(OP)的混合物为模板剂，采用硝酸镧(La(NO₃)₃·6H₂O)、硝酸铈(Ce(NO₃)₃·6H₂O)、硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O)、硝酸锆(Zr(NO₃)₄·5H₂O)、柠檬酸(CA)为原料，按摩尔比(La+Ce)∶Co∶Zr∶CA＝1∶1∶2∶1.83，其中La/Ce摩尔比为1/32～1/1，将原料置于去离子水中进行混合搅拌，得到前驱体；

2).向前驱体溶液中加入1～3M的NaOH使之沉淀，并于100～120℃下老化24小时，制得沉淀液；

3).将沉淀液冷却至室温后，过滤，于110℃干燥24小时，再以升温速率5～15℃/min，升至500～700℃温度下焙烧4～6小时，然后冷却至室温，得到介孔La-Ce-Co-Zr复合氧化物催化剂。

本发明的优点在于：采用相对低廉的镧、铈、钴、锆的硝酸盐为无机前驱体，以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和非离子表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚的混合物为模板剂，制备的介孔La-Ce-Co-Zr复合氧化物耐热稳定性好，比表面积为54～163m²/g，80％的介孔孔径为3～9nm，对CO的完全氧化为CO₂的温度为135～170℃。

具体实施方式

实施例一

烧杯中加入1.92g柠檬酸、0.13g La(NO₃)₃·6H₂O、2.04g Ce(NO₃)₃·6H₂O、1.45gCo(NO₃)₂·6H₂O及100mL去离子水，搅拌均匀形成溶液A；将4.28gZr(NO₃)₄·5H₂O溶于100mL去离子水形成溶液B；再将4.67g十六烷基三甲基溴化铵和4.14g聚乙二醇辛基苯基醚溶于120mL去离子水和30g质量分数为10％的HCl的混合液中形成溶液C。在400转/分钟的搅拌条件下，将A、B和C三种溶液混合，然后快速加入2M的NaOH溶液，调节pH值为12.0～13.0。继续搅拌6小时后，将混合物转入高压釜，在120℃保持24小时。沉淀经过滤后于110℃干燥24小时，以10℃/min的升温速率升至500℃，焙烧4小时，制得La-Ce-Co-Zr复合氧化物催化剂，比表面积为138m²/g，80％的孔分布在3～5nm范围，最可几孔径为3.6nm。在1％CO，5％O₂(体积比)，N₂为平衡气，空速为20000h^-1的条件下，对CO的完全转化温度为139℃。

实施例二