[发明专利]氧化铈-氧化锆基复合氧化物,其制备方法,和使用该氧化铈-氧化锆基复合氧化物用于废气净化的催化剂

说明书

[技术领域]

本发明涉及氧化铈-氧化锆基复合氧化物，其制备方法，和使用该氧化铈-氧化锆基复合氧化物用于废气净化的催化剂。

[背景技术]

通常，含有各种金属氧化物的复合氧化物已被用作废气净化催化剂的载体、助催化剂等。作为这种复合氧化物中的金属氧化物，有利地使用氧化铈，因为氧化铈能够根据气氛中的氧分压而存储和释放氧(即，具有储氧能力)。此外，近来，已研究了各种类型的含有氧化铈的复合氧化物，并已公开了各种氧化铈-氧化锆基复合氧化物和制备它们的方法。

例如，日本未审专利申请公开平成8-109020号(专利文献1)公开了包含氧化铈、氧化锆和氧化铪的复合氧化物，其中氧化铈的含量按质量计是4.99至98.99％，氧化锆的含量按质量计是1至95％，氧化铪的含量按质量计是0.01至20％。复合氧化物包括相作为晶相。此外，作为在专利文献1中描述的复合氧化物的制备方法，公开了下述方法：其中将含有氧化铈、氧化锆和氧化铪的初始复合氧化物在600℃至1000℃还原处理0.5至10小时，然后进行加热-氧化处理。

此外，日本未审专利申请公开平成8-109021号(专利文献2)公开了一种包含氧化铈、氧化锆和氧化铪的复合氧化物，其中氧化铈的含量按质量计是4.99至98.99％，氧化锆的含量按质量计是1至95％，氧化铪的含量按质量计是0.01至20％，该复合氧化物按质量计还包含0.1至10％的氧化钛、氧化钨、氧化镍、氧化铜、氧化铁、氧化铝、氧化硅、氧化铍、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、除了铈之外的稀土金属的氧化物，或它们的混合物。复合氧化物包括相作为晶相。此外，作为在专利文献2中描述的复合氧化物的制备方法，公开了下述方法：将氧化铈、氧化锆和氧化铪与氧化钛、氧化钨、氧化镍、氧化铜、氧化铝、氧化硅、氧化铍、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、除了铈之外的稀土金属的氧化物或者它们的混合物混合，然后进行压缩-模塑，然后在700-1500℃(优选地，900-1300℃)下煅烧形成相。

此外，日本未审专利申请公开平成8-103650号(专利文献3)公开了一种制备复合氧化物的方法，特征在于对含有氧化铈、氧化锆和氧化铪作为基本组分的复合氧化物进行加热-还原处理，然后进行加热-氧化处理。作为加热-还原处理的有利方法，公开了下述方法：该方法包括在还原气氛下在600至1000℃加热0.5至10小时。

此外，国际公开第WO2006/030763号(专利文献4)公开了一种制备氧化铈-氧化锆基复合氧化物的方法，特征在于包括：将含有铈氧化物的铈原材料与含有氧化锆的锆原材料以预定的比例混合，预先制备原材料混合物；在等于或高于熔点的温度下使该混合物熔融；然后冷却由此获得的熔融产物形成锭块；然后压碎锭块获得粉末；根据需要在加热下去除粉末晶体中的应力；和进一步地将粉末粉碎。

此外，Iwao Sasaki先生2004的论文“不同Ce/Zr比的氧化铈-氧化锆复合物的氧存储/释放性能和晶体结构的研究”第150至170页(非专利文献1)，和记述在日本金属学会2006春季会议会议录第140页的“关注于氧化铈-氧化锆固溶体有序排列的材料设计和晶体结构分析”(非专利文献2)公开了对通过共沉淀法制备的氧化铈-氧化锆基复合氧化物在1673K(1400℃)下进行还原处理而获得的氧化铈-氧化锆基复合氧化物。

然而，采用上述专利文献1-4和非专利文献1-2中所述的制备方法获得的氧化铈-氧化锆基复合氧化物不能产生在高温和氧化气氛下提高的耐久性。耐热性不总是足够的。由于这个原因，这样的常规氧化铈-氧化锆基复合氧化物在高温下暴露较长时间后通常不具有足够的储氧容量。

此外，日本未审专利申请公开第2009-84061号(专利文献5)公开了一种氧化铈-氧化锆基复合氧化物，其在空气中1000℃的温度条件下加热5小时后保留着50％或更多的有序排列的烧绿石型相。该氧化铈-氧化锆基复合氧化物如下获得：在1500℃或更高至1900℃或更低的温度条件下，对含有以摩尔比计的含量比([氧化铈]∶[氧化锆])为55∶45至49∶51的氧化铈与氧化锆的氧化铈-氧化锆基复合氧化物粉末进行还原处理，然后进行氧化处理。

[引用列表]

[专利文献]

[PTL 1]日本未审专利申请平成8-109020号

[PTL 2]日本未审专利申请平成8-109021号

[PTL 3]日本未审专利申请平成8-103650号

[PTL 4]国际申请第WO2006/030763号