專利名稱：一種耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法。
背景技術：
氧化鈰由于在三價鈰和四價鈰之間進行氧化還原轉換時具有釋放和貯氧的能力，因而在催化劑工業倍受關注。特別是用氧化鋯穩定氧化鈰立方螢石結構的鈰鋯固溶體，因具有比純氧化鈰更高的儲氧能力(OSC)和優異的高溫穩定性，在汽車尾氣三效催化凈化(TffC)、催化燃燒、柴油機DOC等催化領域得到廣泛的應用。隨著世界范圍內環境保護法規的日益嚴格，對催化劑性能的要求越來越高。基于上述要求的催化劑，其關鍵是具有大比表面積和高的熱穩定性，同時還具有較好的儲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，共沉淀法因工藝簡單、條件易于控制、產品均一性好、生產成本較低、便于工業化生產等優點得到了廣泛的應用，但是現有共沉淀法步驟復雜，生產成本高，制備的鈰鋯固溶體性能達不到生產要求。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供一種耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，步驟簡單，所制得的鈰鋯固溶體具有優異的耐高溫性能，穩定性好。本發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量的2-10 %，得到改性鈰鋯復合溶液；4)將有機高分子改性劑與2-6mol的堿性沉淀劑按照5_10 90-95的質量比相互混合均勻，得到改性堿性沉淀劑；5)將步驟3)制得的鈰鋯復合溶液和步驟4)制得的改性堿性沉淀劑進行混合共沉淀，控制終點PH > 8，得到鈰鋯氫氧化物凝膠；6)將鈰鋯氫氧化物凝膠進行離心甩干或真空抽濾及洗滌，控制水洗電導率< 20ms/cm ；7)將經過步驟6)獲得的鈰鋯氫氧化物凝膠置于馬弗爐內煅燒，控制溫度600-800°C，煅燒 2-6 小時；8)將步驟7)獲得的燒成物經機械粉碎或氣流粉碎獲得不同粒徑的鈰鋯粉體產品O本發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。本發明的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法，在步驟4)中所述有機高分子改性劑為有機高分子酸類或醇類。本發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。
與現有技術相比本發明的有益效果為本發明的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法步驟簡單，將稀土鈰溶液與鋯溶液經有機改性的堿液沉淀后，對沉淀物進行過濾、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，測試其新鮮比表面積80-120m2/g，1000°C的條件下煅燒10小時老化比表面積> 40m2/g，1100°C的條件下煅燒10小時老化比表面積> 20m2/g，所制得的具有很好的耐高溫性能，穩定性好。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。實施例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，得到質量濃度為 100g/L，質量比為 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小時得到鈰鋯氧化物，測試其比表面積為108. 5m2/g，1000°C的條件下煅燒10小時老化比表面積為41. 4m2/g, 1100°C的條件下煅燒10小時老化比表面積為23. 7m2/g。實施例2本實施例方法同實施例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，測試其比表面積為113. 2m2/g, 1000°C的條件下煅燒10小時老化比表面積為43. 2m2/g, 1100°C的條件下煅燒10小時老化比表面積為25. lm2/go實施例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，得到質量濃度為100g/L，質量比為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小時得到鈰鋯氧化物，測試其比表面積為112. 6m2/g,1000°C的條件下煅燒10小時老化比表面積為43. 9m2/g, 1100°C的條件下煅燒10小時老化比表面積為24. 2m2/g。本發明的耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法步驟簡單，將稀土鈰溶液與鋯溶液經有機改性的堿液沉淀后，對沉淀物進行過濾、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，測試其新鮮比表面積80_120m2/g，1000°C的條件下煅燒10小時老化比表面積> 40m2/g，1100°C的條件下煅燒10小時老化比表面積>20m2/g,所制得的具有很好的耐高溫性能，穩定性好。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本 技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
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氧化物質量的2-10%,得到改性鋪錯復合溶液； 4)將有機高分子改性劑與2-6mol的堿性沉淀劑按照5-10 90-95的質量比相互混合均勻，得到改性堿性沉淀劑； 5)將步驟3)制得的鈰鋯復合溶液和步驟4)制得的改性堿性沉淀劑進行混合共沉淀，控制終點PH > 8，得到鈰鋯氫氧化物凝膠； 6)將鈰鋯氫氧化物凝膠進行離心甩干或真空抽濾及洗滌，控制水洗電導率<20ms/cm ； 7)將經過步驟6)獲得的鈰鋯氫氧化物凝膠置于馬弗爐內煅燒，控制溫度600-800°C，煅燒2-6小時； 8)將步驟7)獲得的燒成物經機械粉碎或氣流粉碎獲得不同粒徑的鈰鋯粉體產品。
2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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)中所述有機高分子改性劑為有機高分子酸類或醇類。
5.根據權利要求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，得到改性鈰鋯復合溶液；4)將有機高分子改性劑與2-6mol的堿性沉淀劑按照5-10∶90-95的質量比相互混合均勻，得到改性堿性沉淀劑；5)將鈰鋯復合溶液和改性堿性沉淀劑進行混合共沉淀，6)將鈰鋯氫氧化物凝膠進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煅燒；8)將燒成物經機械粉碎或氣流粉碎獲得不同粒徑的鈰鋯粉體產品。本發明耐高溫鈰鋯固溶體的制備方法步驟簡單，所制得的鈰鋯固溶體具有很好的耐高溫性能。
文檔編號B01J35/10GK102698731SQ20121014889
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者熊國槐 申請人:贛州博晶科技有限公司