[发明专利]一种铈基稀土复合氧化物材料的制法及用途

摘要

本发明涉及无机复合材料领域，一种铈基稀土复合氧化物材料的制法及用途，它含有氧化铈和氧化锆以及至少一种选自镧、镨、钇、铪的晶型稳定剂，在制备过程中，通过加入高分子聚电解质类有机物模板剂，得到具有单一晶相和高热稳定性、高比表面积和适宜孔分布的铈基稀土复合氧化物材料。作为催化剂和催化剂载体，特别是在内燃机尾气处理、工业有机废气处理方面具有用途。

主权项

1.一种铈基稀土复合氧化物的制备方法，其特征在于：一种包括铈离子和锆离子或锆和钇、锆和镧、锆和镨、锆和铪两种离子的可溶性盐溶液同一种碱溶液的沉淀反应，在沉淀反应时或沉淀反应后加入一种作为模板剂的高分子聚电解质溶液，同时，可以加入作为热稳定性添加剂的金属或稀土氧化物，然后通过过滤、洗涤、干燥、煅烧，得到具有高热稳定性和储氧能力稳定性；具有改进的比表面积及孔分布特性的铈基稀土复合氧化物。本方法中可溶性铈盐可以是硝酸铈或碳酸铈；可溶性锆盐可以是硫酸锆、硝酸氧锆、氯氧化锆或碳酸氧锆。作为晶型稳定剂的钇和镧、镨、铪一般是氯化物或氧化物。碱溶液一般包括氨水溶液、碳酸氢铵溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液或以上任意两种溶液的混合溶液。作为模板剂的高分子聚电解质包括：聚丙烯酸钠；聚丙烯酸；聚丙烯酸铵；阳离子聚丙烯酰胺；阴离子聚丙烯酰胺；非离子聚丙烯酰胺；聚季胺盐；聚马来酸胺；聚醋酸乙烯。作为热稳定性添加剂的金属或稀土氧化物，有属于由铝、硅、钍、钛、铌、钪、镁、铬、镓、硼、铋、镍和稀土元素组成的物质，可以单独或以组合方式在复合物中存在。本发明的方法中，详细工艺过程包括：1)在含水介质中制备至少一种包括铈离子和锆离子或锆和钇、锆和镧、锆和镨、锆和铪两种离子的可溶性盐溶液混合物。加入的量基于铈和锆氧化物的情况下，以铈/锆原子比表达的这一比例可在1/9至9/1的范围。钇和镧、镨、铪加入量是基于铈锆之和为10的原子比10/0.5至10/3的范围。该混合物可以由在水介质中溶解固体化合物获得，或直接由这些化合物的水溶液获得，并将确定的溶液以任何次序混合。将所得的混合物加热，加热温度一般在约80至约100℃，加热过程可以在大气中或惰性气体中进行。2)在将混合物溶液加热到所需温度后，加入选用的碱溶液，加入量控制在使中和后的溶液PH值在6至12之间。3)在中和反应中或待中和反应完全后，在反应介质中加入作为模板剂的高分子聚电解质，添加的量可以是以铈和锆氧化物为加入基准重量的1至5％。这个过程可以在搅拌下进行。4)在反应介质中加入作为热稳定性添加剂的金属或稀土氧化物，添加的量可以是以铈和锆氧化物为加入基准重量的1至20％。这个过程可以在搅拌下进行。5)以上步骤完成后，可以采用任何合适的老化时间，通常为2小时至12小时。6)老化过程完成后，从反应器中回收固体沉淀物，并采用本领域公知的过滤、沉降或离心等方法与母液分离，7)获得的沉淀物可在大气条件下，在约80至300℃下干燥，干燥可持续至恒重为止。8)在干燥过程完成以后，将回收的沉淀物煅烧。煅烧在大气或惰性气体气氛下进行，煅烧温度为400至1200℃，煅烧时间为1至4小时。9)本发明制备的铈基稀土复合氧化物呈粉末状，并可视具体情况而定型为尺寸不同的颗粒、球状物、圆柱体形物或蜂窝体。