專利名稱：：一種用于汽車尾氣催化凈化的儲氧材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于污染控制和
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及到一種用于汽車尾氣催化凈化的儲氧材料，特別涉及到一種能。
背景技術(shù)：
：汽車尾氣是造成大氣污染的主要原因之一，已引起世界各國的高度重視，投入大量的資金、技術(shù)和人力進行治理。汽車尾氣凈化催化劑作為環(huán)保用催化劑正得到日益廣泛的應(yīng)用。Ce02是貴金屬三效催化劑的重要組成部分，從上個世紀70年代起就開始了廣泛的研究。Ce02的主要作用有(1)穩(wěn)定氧化鋁載體和利于貴金屬在表面的均勻分散；(2)加速水氣變換和蒸汽重整，提高C0、N0x和HC的轉(zhuǎn)化率；(3)由于存在Ce"和Ce"的氧化還原循環(huán)，易于適應(yīng)在空燃比動態(tài)振蕩條件下運行，擴大了空燃比的可操作范圍。但是作為第一代儲氧材料的Ce02其主要的問題是熱穩(wěn)定性不高和低溫下不易被還原，并且氧化還原過程主要發(fā)生在表面，所以高比表面積是Ce02具有高儲氧能力的先決條件。由于Ce02在經(jīng)歷高溫(大于85(TC)后容易發(fā)生燒結(jié)，減少了Ce02的比表面積，從而使儲氧能力大大降低。為此，摻入Zr"、Y3+、L^+等離子以提高氧化鈰的高溫穩(wěn)定性，同時提高催化劑的抗燒結(jié)能力。特別是Zr4+的加入，因與Ce02形成固溶體而改善了Ce02的體相特性，增強了熱穩(wěn)定性，使Ce02-Zr02成為第二代儲氧材料。具體地說，第二代儲氧材料Ce02-Zr02與第一代儲氧材料純Ce02相比具有以下優(yōu)點(1)降低了表面和體相還原溫度，明顯改善了氧化還原的動力學(xué)行為，大大地提高了儲氧能力，使CO、HC在還原條件下和NOx在氧化條件下的轉(zhuǎn)化率大為提高；(2)無論是在氧化或還原條件下，對Ce02-Zr02進行高溫處理后，Ce02-Zr02的抗高溫?zé)Y(jié)性能明顯比Ce02好得多，與純Ce02相比，Ce02-Zr02因體相氧參與了反應(yīng)，即使在表面積較低的情況下，也易于被還原；(3)改變了氧化物的體相構(gòu)成，利于體相氧的迀移和擴散，使體相反應(yīng)過程變得活潑。為了進一步提高鈰鋯固溶體的熱穩(wěn)定性和氧迀移速度，很多學(xué)者向鈰鋯固溶體中引入第三元素，以增強晶格氧的活動性，從而提高固溶體的儲氧性能。摻雜改性主要產(chǎn)生兩方面影響，一方面是用較小的金屬離子取代較大的金屬離子，產(chǎn)生一些晶格缺陷，使得氧離子在晶格中的迀移通道相對增大，可以有效降低氧在晶格中的擴散位阻，提高氧的活動能力；另一方面是由于價態(tài)的不同，產(chǎn)生一些新的氧空位，從而提高固溶體的儲氧性能。另外，有大量資料證實Pr、Nd、Y、La、Ba等稀土及堿土元素的加入可以有效改善儲氧材料CexZn—x02的抗高溫老化性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于汽車尾氣催化凈化的高性能儲氧材料，可用于汽車尾氣凈化催化劑的涂層，以解決汽車尾氣凈化催化劑在高溫(約90(TC甚至100(TC)條件下儲氧能力下降的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下采用溶膠凝膠法，以Ce02-Zr02為基礎(chǔ)，通過添加不同含量的Fe203，形成鈰鋯鐵復(fù)合氧化物。我們利用溶膠凝膠法，通過加入無水乙醇做助劑，濃硝酸為發(fā)泡劑，可以制得納米級的氧化物粉體。同時由于Fe203的加入與Ce02-Zr02有相互作用，極大的提高了鈰鋯鐵復(fù)合氧化物的低溫儲氧能力，而且經(jīng)過高溫焙燒后沒有大幅下降，隨著Fe203含量的增加反而有所提高。本發(fā)明的效果和益處是，所提供的儲氧材料制備工藝簡單，具有比Ce02-Zr02復(fù)合氧化物儲氧材料更高的儲氧能力，特別是高溫處理后，該材料的儲氧能力不下降。具體實施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案詳細敘述本發(fā)明的具體實施例。實施例1具體步驟如下(1)摩爾比為(Ce:Zr):Fe=l-x:x，其中乂=0.10.9，Ce:Zr=6:4;稱取l.0020.OOg的Ce(N03)3.6H20和計量比的Zr(N03)4.5H20，加入l.0020.OOg的檸檬酸，再加入適量的去離子水。(2)往上述(1)的溶液中加入60100ml適量的無水乙醇，攪拌45個小時。(3)停止攪拌，將上述溶液放入75'C的水浴中，將溶液蒸發(fā)4小時，使溶液成為黃色澄清液體。(4)往上述溶液中加入數(shù)滴濃硝酸，然后放入12(TC烘箱中，烘干12小時，得黃色球狀粉體。(5)將此粉體在600下焙燒5小時，制得超細粒子鈰鋯鐵復(fù)合氧化物(Ceo.6Zr0.4)xFei—x02。實施例2:以(Ceo.6Zro.4h-xFex02中x4.02，0.1，0.2，0.5為例，列出它們的儲氧能力作為比較，見表l。表l.(Ceo-fiZro-4)xFei—xCh儲氧能力比較表1.(Cet^ZraAFe^Os儲氧能力比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表1可知，我們制備出來的鈰鋯鐵復(fù)合氧化物，隨著鐵含量的增加，不僅低溫儲氧能力增加，而且經(jīng)過高溫焙燒以后，儲氧能力下降不多。當(dāng)鐵的添加量為0.5時，樣品的儲氧量比低溫焙燒的還要高。這說明我們制備的粉體具有很高的抗高溫老化性能，適于作為三效催化劑的助劑。權(quán)利要求1.一種用于汽車尾氣催化凈化的儲氧材料，其特征如下(1)摩爾比為(Ce∶Zr)∶Fe＝1-x∶x，其中x＝0.1～0.9，Ce∶Zr＝6∶4；稱取1.00～20.00g的Ce(NO3)3.6H2O和計量比的Zr(NO3)4.5H2O，加入1.00～2O.00g的檸檬酸，再加入適量的去離子水；(2)往上述(1)的溶液中加入60～100ml適量的無水乙醇，攪拌；(3)停止攪拌，將上述溶液放入75℃的水浴中，將溶液蒸發(fā)，使溶液成為黃色澄清液體；(4)往上述溶液中加入數(shù)滴濃硝酸，烘干，得黃色球狀粉體；(5)將此粉體在600下焙燒5小時，制得超細粒子鈰鋯鐵復(fù)合氧化物(Ce0.6Zr0.4)xFe1-xO2。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于汽車尾氣催化凈化的儲氧材料，屬于污染控制和
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及到一種用于汽車尾氣催化凈化的儲氧材料，特別涉及到一種能在高溫900℃保持儲氧性能的儲氧材料。其特征是用溶膠凝膠法制備，以硝酸鈰，硝酸鋯和硝酸鐵為原料，加入適量的檸檬酸為膠凝劑，以去離子水為溶劑，無水乙醇為助劑，制備出鈰鋯鐵復(fù)合氧化物的粉體。本發(fā)明的效果和益處是所提供的儲氧材料制備工藝簡單，具有比鈰鋯復(fù)合氧化物儲氧材料更高的儲氧能力，特別是高溫焙燒后，該材料的儲氧能力不降低。文檔編號B01J21/06GK101549256SQ200910301658公開日2009年10月7日申請日期2009年4月20日優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日發(fā)明者勇徐,朱愛民,進查,川石申請人:大連理工大學(xué)