[发明专利]储氧材料及其制备方法和应用

说明书

本申请涉及一种储氧材料的制备方法，包括以下步骤：将含铈离子、锆离子、镨离子、铝离子和钪离子的盐溶液和氨基酸在有机溶剂中反应，得到溶胶；将溶胶和缓释溶液混合，经水解、缩聚，得到凝胶；将凝胶加热至自发燃烧温度，收集燃烧后的粉末得到储氧材料。上述方法可制备超细粒径纳米粉体，增大储氧材料的比表面积，提高储氧材料的高温稳定性，从而使制备出的储氧材料具有优良的抗高温老化性能和储氧性能。

技术领域

本发明涉及汽车尾气净化处理领域，特别是涉及一种储氧材料及其制备方法和应用。

背景技术

三效催化剂是处理汽车尾气污染最有效的方法之一。储氧材料是三效催化剂的重要组成部分，是催化剂活性、高温稳定性及贵金属用量的主要影响因素。储氧材料通过调节尾气中氧的含量，在一定程度上克服尾气净化时空燃比引起的波动，起到缓冲作用，可扩大操作窗口、提高尾气净化率。

传统的储氧材料主要为铈锆固溶体，虽然铈锆固溶体在高温下能保持良好的储氧性能，但其热稳定性较差，比表面积较低，在较高温度下易游离出四方相二氧化锆，使单一的立方相转变成多相共存。随着汽车排放标准的日益严格以及汽车发动机向稀薄燃烧发动机发展，研发比表面积大、储氧量大、高温稳定性好的稀土储氧材料是三效催化剂新的发展方向。

有现有技术公开了一种储氧材料，该储氧材料由氧化铈、氧化锆、氧化镧和氧化钇组成。该储氧材料具有良好的抗高温老化能力，但是其储氧性能较差。

因此，寻找一种具有优良的抗高温老化能力和储氧性能的储氧材料成为人们研究的热点。

发明内容

基于此，有必要提供一种具有优良的抗高温老化能力和储氧性能的储氧材料。

此外，本申请还提供一种储氧材料的制备方法和应用。

一种储氧材料的制备方法，包括以下步骤：

将含铈离子、锆离子、镨离子、铝离子和钪离子的盐溶液和氨基酸在有机溶剂中反应，得到溶胶，所述盐溶液中铈离子、锆离子、镨离子、铝离子和钪离子的总量与所述氨基酸的摩尔比为1:(2～5)；

将所述溶剂和缓释溶液混合，经水解、缩聚，得到凝胶；

将所述凝胶加热至自发燃烧温度，收集燃烧后的粉末得到储氧材料。

在其中一个实施例中，铈离子、锆离子、镨离子、铝离子和钪离子的摩尔比为(4～6):(4～6):(0.2～0.4):(0.5～1):(0.1～0.5)。

在其中一个实施例中，所述盐溶液为硝酸盐溶液、醋酸盐溶液或碳酸盐溶液。

在其中一个实施例中，所述氨基酸为甘氨酸、丙氨酸或赖氨酸。

在其中一个实施例中，所述有机溶剂为苯和乙醇的混合溶液，所述混合溶液中苯和乙醇的摩尔比为1:(2～3)。

在其中一个实施例中，所述在有机溶剂中反应的反应温度为70℃～70℃，反应时间为4～6小时，反应体系pH值为5～6。

在其中一个实施例中，所述缓释溶液为盐酸和六亚甲基四胺的组合，邻苯二甲酸氢钾和氢氧化钠的组合或磷酸二氢钾和氢氧化钠的组合。

在其中一个实施例中，所述自发燃烧的温度为200℃～300℃。

一种上述任一项所述的储氧材料的制备方法制得的储氧材料。

一种上述储氧材料在三效催化剂中的应用。