專利名稱：一種耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法。
背景技術(shù)：
氧化鈰由于在三價(jià)鈰和四價(jià)鈰之間進(jìn)行氧化還原轉(zhuǎn)換時(shí)具有釋放和貯氧的能力，因而在催化劑工業(yè)倍受關(guān)注。特別是用氧化鋯穩(wěn)定氧化鈰立方螢石結(jié)構(gòu)的鈰鋯固溶體，因具有比純氧化鈰更高的儲(chǔ)氧能力(OSC)和優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性，在汽車尾氣三效催化凈化(TffC)、催化燃燒、柴油機(jī)DOC等催化領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著世界范圍內(nèi)環(huán)境保護(hù)法規(guī)的日益嚴(yán)格，對(duì)催化劑性能的要求越來(lái)越高?；谏鲜鲆蟮拇呋瘎?，其關(guān)鍵是具有大比表面積和高的熱穩(wěn)定性，同時(shí)還具有較好的儲(chǔ)氧能力及低溫下具有高還原性。
目前制備鈰鋯固溶體的方法主要有共沉淀法、水熱法、溶膠-凝膠法、微乳液法、反相乳液法、高能球磨法等。其中，共沉淀法因工藝簡(jiǎn)單、條件易于控制、產(chǎn)品均一性好、生產(chǎn)成本較低、便于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，但是現(xiàn)有共沉淀法步驟復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，制備的鈰鋯固溶體性能達(dá)不到生產(chǎn)要求。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，步驟簡(jiǎn)單，所制得的鈰鋯固溶體具有優(yōu)異的耐高溫性能，穩(wěn)定性好。本發(fā)明的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，包括以下步驟I)將可溶性鈰鹽和鋯鹽用去離子水溶解，按照CeO2 ZrO2為O. 3-0. 9 O. 1-0. 7的質(zhì)量比混合，配置成總離子濃度為O. 5-1. 5mol/L的鈰鋯溶液；2)將稀土摻雜元素鑭、釔、鐠、釹的可溶性鹽溶于去離子水中，制成O. 5-1. 5mol/L水溶液；3)將步驟I)制得的鈰鋯溶液和步驟2)制得的稀土摻雜元素可溶性鹽溶液混合均勻，稀土摻雜元素可溶性鹽溶液的添加量為鈰鋯氧化物質(zhì)量的2-10 %，得到改性鈰鋯復(fù)合溶液；4)將有機(jī)高分子改性劑與2-6mol的堿性沉淀劑按照5_10 90-95的質(zhì)量比相互混合均勻，得到改性堿性沉淀劑；5)將步驟3)制得的鈰鋯復(fù)合溶液和步驟4)制得的改性堿性沉淀劑進(jìn)行混合共沉淀，控制終點(diǎn)PH > 8，得到鈰鋯氫氧化物凝膠；6)將鈰鋯氫氧化物凝膠進(jìn)行離心甩干或真空抽濾及洗滌，控制水洗電導(dǎo)率< 20ms/cm ；7)將經(jīng)過(guò)步驟6)獲得的鈰鋯氫氧化物凝膠置于馬弗爐內(nèi)煅燒，控制溫度600-800°C，煅燒 2-6 小時(shí)；8)將步驟7)獲得的燒成物經(jīng)機(jī)械粉碎或氣流粉碎獲得不同粒徑的鈰鋯粉體產(chǎn)品O本發(fā)明的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，在步驟I)中所述可溶性鈰鹽為硝酸亞鈰、硝酸鈰銨、醋酸鈰、氯化鈰；所述可溶性鋯鹽為硝酸鋯、醋酸鋯、氧氯化鋯。本發(fā)明的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，在步驟2)中所述稀土摻雜元素鑭、釔、鐠、釹的可溶性鹽為硝酸鹽、醋酸鹽、氯化物。本發(fā)明的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，在步驟4)中所述有機(jī)高分子改性劑為有機(jī)高分子酸類或醇類。本發(fā)明的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，在步驟4)中所述堿性沉淀劑為氨水、碳酸銨、碳酸氫銨中的一種或多種。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法步驟簡(jiǎn)單，將稀土鈰溶液與鋯溶液經(jīng)有機(jī)改性的堿液沉淀后，對(duì)沉淀物進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、煅燒、粉碎制得鈰鋯固溶體，所制得的鈰鋯固溶體在600°C _900°C的條件下煅燒2-6小時(shí)，測(cè)試其新鮮比表面積80-120m2/g，1000°C的條件下煅燒10小時(shí)老化比表面積> 40m2/g，1100°C的條件下煅燒10小時(shí)老化比表面積> 20m2/g，所制得的具有很好的耐高溫性能，穩(wěn)定性好。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I取硝酸亞鈰133. 3ml (TREO 225g/L)、硝酸鋯 74. 3ml (ZrO2 202g/L)、硝酸鑭6. 3ml (TREO 240g/L)、硝酸鐠14. 6ml (TREO 240g/L)混合，加去離子水稀釋至500ml，得到質(zhì)量濃度為 100g/L，質(zhì)量比為 CeO2 ZrO2 La2O3 Pr6O11 = 60 30 3 7 的鈰鋯溶液；將此鈰鋯溶液加入到溶有7. 6%高分子有機(jī)酸的4. 6mol/L的氨水中沉淀，控制最終PH為8. 5，沉淀完畢后真空抽濾及洗滌至洗液中的電導(dǎo)率為15mS/cm，得到鈰鋯氫氧化物凝膠。將鈰鋯凝膠在600°C的條件下煅燒4小時(shí)得到鈰鋯氧化物，測(cè)試其比表面積為108. 5m2/g，1000°C的條件下煅燒10小時(shí)老化比表面積為41. 4m2/g, 1100°C的條件下煅燒10小時(shí)老化比表面積為23. 7m2/g。實(shí)施例2本實(shí)施例方法同實(shí)施例1，只是鈰改為硝酸鈰銨100g(TRE0 30%)o將制得的鈰鋯凝膠在600°C的條件下煅燒4小時(shí)，測(cè)試其比表面積為113. 2m2/g, 1000°C的條件下煅燒10小時(shí)老化比表面積為43. 2m2/g, 1100°C的條件下煅燒10小時(shí)老化比表面積為25. lm2/go實(shí)施例3取硝酸亞鈰66. 7ml (TREO 225g/L)、硝酸鋯 148. 5ml (ZrO2 202g/L)、硝酸鑭10. 4ml (TREO :240g/L)、硝酸鐠 10. 4ml (TREO 240g/L)混合，加去離子水稀釋至 500ml，得到質(zhì)量濃度為100g/L，質(zhì)量比為CeO2 ZrO2 La2O3 Y2O3 = 30 60 5 5的鈰鋯溶液；將此鈰鋯溶液加入到溶有6%高分子有機(jī)酸的3. 2mol/L的氨水中沉淀，控制最終PH為8. 8，沉淀完畢后真空抽濾及洗滌至洗液中的電導(dǎo)率為19mS/cm，得到鈰鋯氫氧化物凝膠。將鈰鋯凝膠在600°C的條件下煅燒4小時(shí)得到鈰鋯氧化物，測(cè)試其比表面積為112. 6m2/g,1000°C的條件下煅燒10小時(shí)老化比表面積為43. 9m2/g, 1100°C的條件下煅燒10小時(shí)老化比表面積為24. 2m2/g。本發(fā)明的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法步驟簡(jiǎn)單，將稀土鈰溶液與鋯溶液經(jīng)有機(jī)改性的堿液沉淀后，對(duì)沉淀物進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、煅燒、粉碎制得鈰鋯固溶體，所制得的鈰鋯固溶體在600°C -900°C的條件下煅燒2-6小時(shí)，測(cè)試其新鮮比表面積80_120m2/g，1000°C的條件下煅燒10小時(shí)老化比表面積> 40m2/g，1100°C的條件下煅燒10小時(shí)老化比表面積>20m2/g,所制得的具有很好的耐高溫性能，穩(wěn)定性好。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本 技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 1)將可溶性鈰鹽和鋯鹽用去離子水溶解，按照CeO2 ZrO2為O. 3-0. 9 O. 1-0. 7的質(zhì)量比混合，配置成總離子濃度為O. 5-1. 5mol/L的鈰鋯溶液； 2)將稀土摻雜元素鑭、釔、鐠、釹的可溶性鹽溶于去離子水中，制成O.5-1. 5mol/L水溶液； 3)將步驟I)制得的鈰鋯溶液和步驟2)制得的稀土摻雜元素可溶性鹽溶液混合均勻，稀土摻雜元素可溶性鹽溶液的添加量為鋪錯(cuò)氧化物質(zhì)量的2-10%,得到改性鋪錯(cuò)復(fù)合溶液； 4)將有機(jī)高分子改性劑與2-6mol的堿性沉淀劑按照5-10 90-95的質(zhì)量比相互混合均勻，得到改性堿性沉淀劑； 5)將步驟3)制得的鈰鋯復(fù)合溶液和步驟4)制得的改性堿性沉淀劑進(jìn)行混合共沉淀，控制終點(diǎn)PH > 8，得到鈰鋯氫氧化物凝膠； 6)將鈰鋯氫氧化物凝膠進(jìn)行離心甩干或真空抽濾及洗滌，控制水洗電導(dǎo)率<20ms/cm ； 7)將經(jīng)過(guò)步驟6)獲得的鈰鋯氫氧化物凝膠置于馬弗爐內(nèi)煅燒，控制溫度600-800°C，煅燒2-6小時(shí)； 8)將步驟7)獲得的燒成物經(jīng)機(jī)械粉碎或氣流粉碎獲得不同粒徑的鈰鋯粉體產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，其特征在于，在步驟I)中所述可溶性鈰鹽為硝酸亞鈰、硝酸鈰銨、醋酸鈰、氯化鈰；所述可溶性鋯鹽為硝酸鋯、醋酸鋯、氧氯化鋯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，其特征在于，在步驟2)中所述稀土摻雜元素鑭、釔、鐠、釹的可溶性鹽為硝酸鹽、醋酸鹽、氯化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，其特征在于，在步驟4)中所述有機(jī)高分子改性劑為有機(jī)高分子酸類或醇類。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，其特征在于，在步驟4)中所述堿性沉淀劑為氨水、碳酸銨、碳酸氫銨中的ー種或多種。
全文摘要
本發(fā)明涉及耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，包括以下步驟1)將可溶性鈰鹽和鋯鹽用去離子水溶解，2)將稀土摻雜元素鑭、釔、鐠、釹的可溶性鹽溶于去離子水中；3)將鈰鋯溶液和稀土摻雜元素可溶性鹽溶液混合均勻，得到改性鈰鋯復(fù)合溶液；4)將有機(jī)高分子改性劑與2-6mol的堿性沉淀劑按照5-10∶90-95的質(zhì)量比相互混合均勻，得到改性堿性沉淀劑；5)將鈰鋯復(fù)合溶液和改性堿性沉淀劑進(jìn)行混合共沉淀，6)將鈰鋯氫氧化物凝膠進(jìn)行離心甩干或真空抽濾及洗滌；7)將鈰鋯氫氧化物凝膠置于馬弗爐內(nèi)煅燒；8)將燒成物經(jīng)機(jī)械粉碎或氣流粉碎獲得不同粒徑的鈰鋯粉體產(chǎn)品。本發(fā)明耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法步驟簡(jiǎn)單，所制得的鈰鋯固溶體具有很好的耐高溫性能。
文檔編號(hào)B01J35/10GK102698731SQ20121014889
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者熊國(guó)槐 申請(qǐng)人:贛州博晶科技有限公司