[发明专利]一种铈锆复合氧化物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种铈锆复合氧化物及其制备方法和应用。所述铈锆复合氧化物按照重量比计算包括：氧化铈：30％‑70％；氧化锆：20％‑60％；具有L酸性的金属氧化物：5％‑50％；其他稀土元素的氧化物：3％‑5％；硫酸根：3％‑10％。所述制备方法是将所述铈锆复合氧化物相对应的源料以溶胶法制备为胶液后，再经过水热处理即得。本发明所提供的铈锆复合氧化物同时具有B‑L双酸性，对含氮化合物和不饱和烃类化合物具有极高净化能力。同时，金属元素分布均匀，比表面积高，抗老化能力强，使用寿命长。L酸性金属的引入能造成较大晶格缺陷，提高晶格氧的储量，增加对硫化物的吸附能力，避免贵金属被毒化，增加复合催化剂的使用寿命。

技术领域

本发明涉及无机非金属新材料技术领域，特别涉及一种铈锆复合氧化物及其制备方法和应用。

背景技术

铈锆复合氧化物是汽车尾气处理三效催化剂的重要组成部分。这类铈锆复合氧化物必须有较好的抗老化性能和较高的储氧量。在铈锆复合氧化物中引入碱土金属元素、过渡金属元素、稀土金属元素等能大大提高铈锆复合氧化物的抗老化能力和比表面积值。目前，生产铈锆类复合氧化物的工艺：共沉淀法、熔融法、水热法以及三者之间相互组合的方法。三种方法均存在不同程度的金属元素分散不均匀、易烧结成块、比表面积较低等问题，一定程度上限制了汽车尾气的净化能力和催化剂的寿命。但上述三种方法均存在缺陷，无法很好的解决现有铈锆复合氧化物实际的应用缺陷。

发明内容

基于上述缺陷，本发明提供一种铈锆复合氧化物及其制备方法。本发明通过在铈锆复合氧化物中引入L酸性的金属和少量硫酸根离子，可以有效的增加铈锆固溶体的Bronsted酸性(B酸)和Lewis酸性(L酸)，进一步增加了对氮化物和不饱和烃类的吸附能力，增强了对氮化物和不饱和烃类的净化能力。

本发明所述的铈锆复合氧化物，按照重量份计，包括(由以下组分组成)：

氧化铈：30％-70％；

氧化锆：20％-60％；

具有L酸性的金属氧化物：5％-50％；

其他稀土元素的氧化物：3％-5％；

硫酸根：3％-10％；

所述其他稀土元素是指镧到镨(元素周期表57-71号元素)中的一种或两种，优选镨、钕、钐、镧、钇中的一种或两种；

所述具有L酸性的金属氧化物可选用本领域常规的具有L酸性的金属氧化物；仅作为优选技术方案，本发明提供所述具有L酸性的金属氧化物中的所述金属选自铝、钛、锡、铁、锌、镓、铟、铊、铪中的一种或几种；优选铝或钛中的一种。

本发明所述的铈锆复合氧化物，优选地，(1100℃老化的)比表面积至少30m²/g，孔容在0.35ml/g至0.50ml/g之间，孔径分布范围2-3nm,10-100nm；

和/或，所述的铈锆复合氧化物的储氧量在400μmolO₂/g至1100μmolO₂/g之间。

本发明所提供的铈锆复合氧化物金属元素分布均匀，比表面积较大，抗老化能力强，应用寿命长。具有L酸性的金属元素的引入能造成较大的晶格缺陷，提高晶格氧的储量。而且，由于其固有的Lewis酸性(L酸)，氮化物和不饱和烃类化合物在铈锆复合氧化物表面的吸附量增加，增强了对氮化物和不饱和烃类化合物的净化能力。

进一步地，本发明采用溶胶法—水热法以有效的克服现有缺陷，增强了铈锆复合氧化物的抗老化能力。

本发明一并提供上述任意一项技术方案所述的铈锆复合氧化物的制备方法，采用溶胶法和水热法共用的方式，以先溶胶法，后水热法进行制备；

具体地，将与所述铈锆复合氧化物相对应的原料以溶胶法制备为胶液后，再经过水热处理即得。