[发明专利]一种高热稳定型储氧材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高热稳定型储氧材料的制备方法，属于环保材料技术领域。本发明中利用氰尿酸与镧铈锆离子形成配合物，氨水和配合物中的氰尿酸作为沉淀剂，加入双氧水和聚乙二醇，在一定温度下煅烧，制得高热稳定型储氧材料，氰尿酸是分子量非常小的有机酸，与镧铈离子结合后得到氰尿酸镧铈热稳定剂，可与镧铈离子形成配合物结合生成的稳定剂粒子极细，比表面积提高；本发明中聚乙二醇的添加显著提高材料的比表面积，改善载体的高温热稳定性，使储氧材料的储氧能力增强，氨水和配合物中的氰尿酸作为沉淀剂，不会遗留在催化剂中，且形成的沉淀物夹带杂质少，使金属离子完全沉淀，本发明具有极好的储氧性能，具有较好的市场前景。

技术领域

本发明涉及一种高热稳定型储氧材料的制备方法，属于环保材料技术领域。

背景技术

随着我国城市空气污染问题的日益突出，汽车排放污染正越来越受到人们的关注，世界卫生组织和许多国家都采用空气质量标准来控制主要污染物在大气中的含量，以保护公众和生态环境。近十几年来，由于汽车保有量的迅速增加，使得我国大城市机动车污染物排放总量已超过发达国家类似规模的城市。同时，由于城市交通和人口集中度高，机动车污染物排放密度和造成的污染物浓度则比发达国家高出几倍。另外，由于机动车尾气的排放浓度高，排放高度低，在行人、自行车与汽车混行的交通方式中，这些废气直接危害着人们的身心健康，造成城镇的机动车污染问题非常严重。

机动车尾气组成成分复杂，其组成主要依赖于空燃比。主要含有三种污染物：未燃烧或未完全燃烧的碳氢化合物(HCs)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)。除此之外，还有水、氢气、氮气和氧气等。在任何空燃比条件下，尾气经催化净化后都应符合排放标准。但只有在化学剂量比的条件下，尾气中的还原剂和氧化剂的量相匹配三效催化剂才能有效除去尾气中的污染物。其中，高性能稀土储氧材料是汽车尾气净化催化剂的关键组成部分，决定催化剂的性能和寿命，是各国在汽车尾气净化催化剂领域竞争的焦点，它最大的特点就是能够在富氧的条件下储存氧，贫氧的条件下释放氧，因而在三效催化剂中起着氧缓冲器的作用；此外，它的作用还表现在如下几个方面：

（1）提高贵金属在载体表面的分散，降低贵金属的使用量；

（2）提高Al₂O₃载体的热稳定性；

（3）促进水煤气转化反应和蒸汽重整反应的进行；

（4）防止催化剂硫中毒等等。

汽车尾气净化催化剂，其工作原理是利用排放废气中残余的氧气和排放较高的温度，在催化剂表面进行氧化一还原反应，使有害物质CO，碳氢化合物（HCs），氮氧化物（NO_X）转变成无毒害的CO₂，H₂O和N₂，从而减少对环境的污染。储氧材料作为汽车尾气净化催化剂中的活性物质，起到对汽车尾气中废气净化的作用。早期主要采用铈/锆粉作为汽车尾气净化催化剂的活性物质，但该物质用于净化汽车尾气时其1000℃下稳定性差，氧化还原尾气能力已无法满足现有的环保要求。

然而，目前铈基储氧材料面临的主要问题是高温下结构和织构的热稳定性较差，比表面积较低，导致其储/放氧能力下降；而比表面积、孔容和平均孔径等织构性能是衡量催化材料性能优劣的一个重要指标，尤其是在高空速和高温下(有时能达到1000℃以上)使用的汽车尾气净化催化剂的载体，更要求具有高的比表面积、合适的孔容和孔径分布。

现有技术中的储氧材料在高温下热稳定性较差，不能有效地处理柴油车尾气，造成了环境的污染，因此实现柴油车尾气的控制和治理刻不容缓。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对储氧材料高温下结构和织构的热稳定性较差，比表面积较低，导致其储/放氧能力下降的问题，提供了一种高热稳定型储氧材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：