本發(fā)明涉及一種固溶體載體催化劑，具體是一種低成本大比表面積鈰鋁復(fù)合氧化物的制備方法。
背景技術(shù)：
氧化鈰作為一種重要的催化劑載體，具有獨(dú)特的儲(chǔ)氧能力和其他優(yōu)異性能。鈰離子在氧化或還原氣氛下發(fā)生Ce3+和Ce4+間的氧化還原反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氧和放氧功能，有助于實(shí)現(xiàn)汽車尾氣等的催化轉(zhuǎn)化，但純的氧化鈰在高溫下極易燒結(jié)，導(dǎo)致儲(chǔ)放氧能力下降，通過向氧化鈰中摻雜適量的鋯形成鈰鋯基氧化物固溶體，可以很大程度上提高氧化鈰高溫抗老化性和儲(chǔ)放氧性能，因此，圍繞著鈰鋯基氧化物固溶體的合成研究受到人們的廣泛關(guān)注。但是現(xiàn)有的氧化鈰載體催化劑存在生產(chǎn)成本高、粉體團(tuán)聚嚴(yán)重、比表面積小等缺陷。
現(xiàn)有技術(shù)中多數(shù)以碳酸鈰、氫氧化鈰作為生產(chǎn)氧化鈰的主要原料，以上這些原料存在生產(chǎn)成本高以及環(huán)境污染嚴(yán)重的缺陷，所以難于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；再有，目前多數(shù)研究仍徘徊于高壓反應(yīng)、微波反應(yīng)以及介孔反應(yīng)的領(lǐng)域，該實(shí)驗(yàn)方案存在投資大、生產(chǎn)成本高、危險(xiǎn)系數(shù)高、過程控制繁瑣，不易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種低成本大比表面積鈰鋁復(fù)合氧化物的制備方法，其采用的原料價(jià)格便宜，工藝過程簡單，克服了在氧化鈰載體中進(jìn)行摻雜所產(chǎn)生的摻雜缺陷，同時(shí)大大提高載體催化劑的熱穩(wěn)定性和老化比表面積、儲(chǔ)氧量等性能指標(biāo)。
本發(fā)明具體采用的技術(shù)方案是：
一種低成本大比表面積鈰鋁復(fù)合氧化物的制備方法，其特征是，包括以下步驟：
(1)在100g/L～170g/L氯化鈰水溶液中，加入氧化鋁水合物，打漿得混合液，加入混合液重量百分?jǐn)?shù)為0.1-1％的表面活性劑，攪拌均勻后放置在恒溫槽中靜置1-2小時(shí)；
其中，氯化鈰和氧化鋁水合物加入量，以氧化物計(jì)為：氧化鈰20-70重量份、氧化鋁80-30重量份；
(2)將氨水或碳酸銨加入步驟(1)處理后的料液中，控制pH值在8-10之間，可得到一種膠狀沉淀物；
(3)將步驟(2)中得到的膠狀沉淀物用去離子水進(jìn)行洗滌并脫水；
(4)將步驟(3)中脫水得到的產(chǎn)物放到窯爐中在500-700℃條件下焙燒4-6小時(shí)；
(5)將焙燒完畢后得到的產(chǎn)物研磨至最大粒徑為10um，得到大比表面積鈰鋁復(fù)合氧化物。
其中，步驟(1)中所述的表面活性劑為非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑，其中，陰離子表面活性劑為磷酸鹽或磺酸鹽中的一種；非離子表面活性劑為聚乙二醇類、油酸或烷基胺類中的一種。
其中，步驟(1)中恒溫槽的溫度恒定在40-50℃。
本發(fā)明通過對(duì)焙燒完畢后得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨，得到的載體催化劑具有很高的比表面積和高儲(chǔ)氧能力，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明的制備方法，采用的原料價(jià)格便宜，工藝過程簡單，有利于規(guī)模化工業(yè)化生產(chǎn)。
(2)本發(fā)明制備得到的載體催化劑，其化學(xué)通式為：CexAlyO2，其以固溶體形式存在，其晶粒度為：1-10nm，經(jīng)500-700℃煅燒4-6小時(shí)后的新鮮比表面積為：210-250m2/g，1000℃煅燒10小時(shí)后老化比表面積大于150m2/g，1100℃煅燒4小時(shí)后老化比表面積大于60m2/g，儲(chǔ)氧量高于2000umol/g。
(3)本發(fā)明的鈰鋁復(fù)合氧化物的非常適合于在機(jī)動(dòng)車尾氣凈化用三元催化劑當(dāng)中使用，克服了在氧化鈰載體中進(jìn)行摻雜所產(chǎn)生的摻雜缺陷，同時(shí)大大提高了載體催化劑的熱穩(wěn)定性和老化比表面積、儲(chǔ)氧量等性能指標(biāo)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1
(1)在100g/L氯化鈰的水溶液中，加入氧化鋁水合物，打漿得混合液，加入重量份數(shù)的為混合液的0.5％的表面活性劑(聚乙二醇)，攪拌均勻后放置在恒溫槽中靜置1.5小時(shí)，恒溫槽的溫度恒定在45℃；
其中，氯化鈰和氧化鋁水合物加入量，以氧化物計(jì)為：氧化鈰60重量份、氧化鋁40重量份；
(2)將氨水或碳酸銨加入步驟(1)處理后的料液中，控制pH值在9，可得到一種膠狀沉淀物；
(3)將步驟(2)中得到的膠狀沉淀物用去離子水進(jìn)行洗滌并脫水；
(4)將步驟(3)中脫水得到的產(chǎn)物放到窯爐中在500℃條件下焙燒6小時(shí)；
(5)將焙燒完畢后得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨，研磨粒度全部小于10um；得到低成本大比表面積鈰鋁復(fù)合氧化物。
實(shí)施例1制備得到的載體催化劑的晶粒度為：5nm，經(jīng)500℃煅燒6小時(shí)后的新鮮比表面積為：250m2/g，1000℃煅燒10小時(shí)后老化比表面積180m2/g，1100℃煅燒4小時(shí)后老化比表面積80m2/g，儲(chǔ)氧量2570umol/g。
實(shí)施例2
(1)在150g/L氯化鈰的水溶液中，加入氧化鋁水合物，打漿得混合液，加入重量份數(shù)的為混合液0.2％的表面活性劑(油酸)，攪拌均勻后放置在恒溫槽中靜置2小時(shí)，恒溫槽的溫度恒定在40℃；
其中，氯化鈰和氧化鋁水合物加入量，以氧化物計(jì)為：氧化鈰30重量份、氧化鋁70重量份；
(2)將氨水或碳酸銨加入步驟(1)處理后的料液中，控制pH值在10，可得到一種膠狀沉淀物；
(3)將步驟(2)中得到的膠狀沉淀物用去離子水進(jìn)行洗滌并脫水；
(4)將步驟(3)中脫水得到的產(chǎn)物放到窯爐中在600℃條件下焙燒5小時(shí)；
(5)將焙燒完畢后得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨，研磨粒度全部小于10um，得到低成本大比表面積鈰鋁復(fù)合氧化物。
實(shí)施例2制備得到的載體催化劑的晶粒度為：2nm，經(jīng)600℃煅燒5小時(shí)后的新鮮比表面積為：230m2/g，1000℃煅燒10小時(shí)后老化比表面積160m2/g，1100℃煅燒4小時(shí)后老化比表面積75m2/g，儲(chǔ)氧量2650umol/g。
實(shí)施例3
(1)在170g/L氯化鈰的水溶液中，加入氧化鋁水合物，打漿得混合液，加入重量份數(shù)的為混合液0.8％的表面活性劑(磷酸鎂)，攪拌均勻后放置在恒溫槽中靜置1小時(shí)，恒溫槽的溫度恒定在50℃；
其中，氯化鈰和氧化鋁水合物加入量，以氧化物計(jì)為：氧化鈰35重量份、氧化鋁65重量份；
(2)將氨水或碳酸銨加入步驟(1)處理后的料液中，控制pH值在8，可得到一種膠狀沉淀物；
(3)將步驟(2)中得到的膠狀沉淀物用去離子水進(jìn)行洗滌并脫水；
(4)將步驟(3)中脫水得到的產(chǎn)物放到窯爐中在700℃條件下焙燒4小時(shí)；
(5)將焙燒完畢后得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨，研磨粒度全部小于10um；得到低成本大比表面積氧化鈰。
實(shí)施例3制備得到的載體催化劑的晶粒度為：8nm，經(jīng)700℃煅燒4小時(shí)后的新鮮比表面積為：210m2/g，1000℃煅燒10小時(shí)后老化比表面積155m2/g，1100℃煅燒4小時(shí)后老化比表面積68m2/g，儲(chǔ)氧量2310umol/g。