[发明专利]一种用于低浓度甲烷燃烧的耐高温催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于低浓度甲烷燃烧的耐高温催化剂，其特征在于，该催化剂为基于钙钛矿包覆钇稳定化锆纳米颗粒的核壳结构的催化剂，所述的钙钛矿质量百分含量为10～30％，所述的钇稳定化锆质量百分含量为70～90％。

2.一种如权利要求1所述的用于低浓度甲烷燃烧的耐高温催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

(1)按通式Y_xZr_1-xO_2-δ(x＝0.06～0.12、δ＝0.01-0.03)，称取Y(NO₃)₃.6H₂O，ZrOCl₂，配制成0.5～4mol/L的混合水溶液；

(2)称取摩尔数为∑n_iX_i的质量分数为5～25％的沉淀剂，其中n_i为金属离子摩尔数，X_i为金属离子化合价，用去离子水将沉淀剂稀释到与步骤(1)中混合水溶液相同体积；

(3)同时用进样泵将步骤(1)、(2)所得溶液匀速加入反应器中，高速搅拌5～12h后过滤，滤液的pH为9～11，滤饼冲洗后经120℃烘干、400℃焙烧3h，得到无定型的Y_xZr_1-xO_2-δ(x＝0.06～0.12、δ＝0.01-0.03)的钇稳定化锆固体原料；

(4)将步骤(3)所得的固体原料加入水中，固体原料的加入量为(6-10)g/100ml水，用高速分散机将其制成均匀稳定的浆状物，搅拌时间为5～10min，转速为6000～11000rpm，然后继续用搅拌桨搅拌0.5～2h，得到钇稳定化锆浆料；

(5)按通式La_1-xSr_xMn_1-yNi_yO₃(x＝0～0.3，y＝0～1)称取La，Sr，Mn，Ni的硝酸盐，配成0.1～1mol/L的混合水溶液；

(6)称取摩尔数为∑n_iX_i的质量分数为5～25％的沉淀剂，其中n_i为金属离子摩尔数，X_i为金属离子化合价，用去离子水将沉淀剂稀释到与步骤(5)中混合水溶液相同体积；

(7)同时用进样泵将步骤(5)、(6)所得溶液匀速加入步骤(4)所得的钇稳定化锆浆料中，使钙钛矿质量百分含量为10～30％，所述的钇稳定化锆质量百分含量为70～90％，高速搅拌5～12h后过滤，滤液pH为11～13，冲洗滤饼直至滤液为中性；

(8)将步骤(7)所得滤饼在100～120℃下烘干，经900～1100℃焙烧3～6h，即得产品。

3.根据权利要求2所述的一种用于低浓度甲烷燃烧的耐高温催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的沉淀剂选自氨水、NaOH、KOH或Na₂CO₃中的一种。

4.根据权利要求2所述的一种用于低浓度甲烷燃烧的耐高温催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的滤饼经冲洗直到滤液中用AgNO₃检测不到Cl^-，然后烘干。

5.根据权利要求2所述的一种用于低浓度甲烷燃烧的耐高温催化剂的制备方法，其特征在于，所述的钇稳定化锆可由其他元素掺杂的氧化锆代替。

6.根据权利要求5所述的一种用于低浓度甲烷燃烧的耐高温催化剂的制备方法，其特征在于，所述的其他元素选自锶，镁，钙，铈。