共沉淀法合成铈锆复合氧化物及表征

铈锆固溶体及双金属纳米催化剂的制备、表征及活
性评价的开题报告
一、研究背景和意义
铈锆固溶体及双金属纳米催化剂在能源、环境和化工等领域具有广
泛的应用。

例如，针对VOCs的催化氧化和CO的低温氧化，铈锆固溶体和双金属纳米催化剂均表现出较高的活性和稳定性。

因此，研究铈锆固
溶体及双金属纳米催化剂的制备、表征及活性评价对于开发高效的能源、环境和化工催化剂具有重要意义。

二、研究内容和技术路线
1. 制备铈锆固溶体及双金属纳米催化剂
通过共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等方法制备铈锆固溶体和双金属纳米催化剂。

选择适当的制备条件，控制制备过程中的温度、pH值和
反应时间等参数，得到高质量的铈锆固溶体和双金属纳米催化剂。

2. 表征铈锆固溶体及双金属纳米催化剂
利用XRD、TEM、XPS、N2吸附/脱附等表征手段对制备的铈锆固溶体和双金属纳米催化剂进行表征。

分析其晶体结构、微观形貌、比表面积、孔径分布、化学状态等物理和化学性质。

3. 评价铈锆固溶体及双金属纳米催化剂的活性
采用模型反应评价铈锆固溶体和双金属纳米催化剂的活性。

以催化
氧化VOCs和CO为例，考察铈锆固溶体和双金属纳米催化剂的催化性能。

三、预期结果及意义
本研究预期得到高质量的铈锆固溶体和双金属纳米催化剂，并对其
进行详细的表征和活性评价。

结果有助于深入理解铈锆固溶体及双金属
纳米催化剂的结构和性能，并为其在相关领域的应用提供技术支持。

专利名称：一种铈锆基复合氧化物的制备方法专利类型：发明专利
发明人：刘源,张磊,白雪,郝东升
申请号：CN02104435.X
申请日：20020318
公开号：CN1369460A
公开日：
20020918
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种具有高比表面积和高储氧能力的氧化铈和氧化锆的一种铈锆基复合氧化物的制备方法。

其制备方法以硝酸盐为原料,经沉淀、干燥、焙烧等过程制成。

以本方法制备出的铈锆复合氧化物组合物的X－射线衍射光谱图,表明未出现纯氧化铈或纯氧化锆衍射峰,说明形成单一的均相固溶体。

即所述的铈锆复合氧化物不是氧化铈与氧化锆的简单混合状态,而是形成了复合氧化物或固溶体的物质。

使用该复合氧化物作为助催化剂时,显示出高的氧吸收和释放能力。

这种方法以硝酸盐为原料,以碳酸氢氨为沉淀剂,经化学反应、干燥、焙烧等。

同时此方法成本很低。

申请人：内蒙古工业大学
地址：010062 内蒙古自治区呼和浩特市爱民路221号内蒙古工业大学化工学院
国籍：CN
代理机构：呼和浩特北方科力专利代理有限公司
代理人：何淑珍
更多信息请下载全文后查看。

氧化铈复合催化剂的制备及性能研究氧化铈复合催化剂是一类应用广泛的催化材料，其在环保、石化、医药等领域都有着广泛的应用。

本文将围绕氧化铈复合催化剂的制备以及性能进行探讨。

一、氧化铈复合催化剂的制备1. 化学共沉淀法化学共沉淀法是一种制备氧化铈复合催化剂的常用方法。

该方法采用化学反应在一定温度下使氢氧化铈和另一种金属离子（如Ni、Cu、Ag等）共同沉淀，之后在高温下还原，最终制备出氧化铈复合催化剂。

该方法具有简单、经济、可控性好等优点。

2. 浸渍法浸渍法是另一种制备氧化铈复合催化剂的常用方法。

该方法将氧化铈载体浸泡在含有所需多种金属离子的溶液中，经过多次浸润和干燥后，再通过高温处理和还原制备出氧化铈复合催化剂。

该方法具有制备过程简单且易于控制，但催化剂的粒径分布不易控制。

二、氧化铈复合催化剂的性能1. 催化性能氧化铈复合催化剂的主要应用领域是环保和石化领域。

在环保领域中，氧化铈复合催化剂常用于废气处理和水处理等领域。

在石化领域中，氧化铈复合催化剂主要用于催化裂化反应、脱水反应等。

2. 物化性能氧化铈复合催化剂的物化性能对其催化性质有着重要的影响。

其中，比表面积、孔径和晶粒大小等是影响催化机能的重要指标。

因此，氧化铈复合催化剂的制备过程中需对其物化性能进行精细调控，以获得最佳的催化效果。

三、氧化铈复合催化剂在汽车尾气处理中的应用随着全球环保意识的日益增强，各国政府加强了对于汽车尾气排放的限制，氧化铈复合催化剂在汽车尾气处理领域的应用也日益广泛。

氧化铈复合催化剂能够有效地降解尾气中的有害气体，使其低于环保标准，大大减少了尾气对于大气环境的污染。

综上所述，氧化铈复合催化剂是一种应用广泛的催化材料，其在环保、石化、医药等领域都有着广泛的应用。

制备过程中需要对其物化性能进行调控以获得最佳的催化效果。

而在汽车尾气处理领域中，氧化铈复合催化剂的应用也十分广泛，对于减少尾气对于大气环境的污染起到了重要作用。

共沉淀水热回流法中p H 值对合成铈锆储氧材料的影响x郑勇、蔡国辉\郑瑛〃，肖益鸿\江莉龙1(1.福州大学化肥催化剂国家：C 程研究中心，福州350002;2.福建师范大学材料科学尊|程学院*橋州350Q 07)摘要：研究采用共沉淀水热回流法，在聚四氟乙烯反应器中合成系列铈锆固溶体储氧材料丨研究水热回流时 的p H 值对合成铈锆固溶体储氧材料的影响。

用X R D 、低温N 2吸附-脱附和H 2-T P R 等手段对合成样品的物化 性能进行表征，结果表明，在研究的p H 值范围内，控制水热回流时溶液的p H 值为11时，合成铈锆固溶体的性能 最佳，经600 °C 焙烧5 h 后，其比表面积最高可达91.1 m V g ，孔半径集中分布在3.9 n m 左右，总孔体积为 0.22 cm 'V g ;且其具有最低的还原温度，储氧量为309 pm ol /g 。

此外，经1 100 °C 焙烧5 h 后仍无晶相分离现象， 说明其具有良好的热稳定性能s 关键词：铈锆储氧材料；制备；回流法中图分类号：T G 146.4文献标识码：AD O I ： 10.3969/j .issn . 1001-9731.2017.07.01707088____________________________________^^^_______#_____________________2017 年第 7 期（48)卷文章编号：1001—9731 (2017)07-07088-05〇引言氧化铈具有独特的快速价态调变性质，在汽车尾 气净化三效催化剂（T W C )中作为储氧材料，能起到释 放氧和储存氧的作用，使T W C 催化剂获得较宽的空 燃比操作窗口和较好的起燃特性^3。

但纯氧化铈热稳 定性不高和低温下不易被还原，因此Ce 02通常应用 于一些低排放标准的T W C 催化剂中[2];与纯的Ce 〇2 相比，Ce 02-Z r 02复合氧化物能更容易地在中温条件 下放出大量的氧物种，甚至对于B 烧结的样品也具有 这种能力[3] 因为在Ce 02-Z r 02复合氧化物中，Z r 02 能修饰氧化铈中的氧亚晶格，产生缺陷结构，提高了晶 格中可移动的氧原f ，使其能在中温条件下释放出氧。

铈锆复合氧化物的制备及表征摘要：纳米铈锆复合氧化物（铈锆固溶体）（cexzr1-xo2）具有较高的储氧能力，可以大大提高催化剂的活性和稳定性。

采用水热合成法制得不同比例的铈锆固溶体，用红外光谱仪，透射电镜等方法对其进行表征；表征结果发现此铈锆固熔体含有部分羟基，具有较高的结晶度，粒度均匀，比表面积大。

关键词：铈锆固溶体制备催化剂zro2作为催化剂或催化剂载体已广泛应用于各种催化过程，如co、co2加氢，合成气向异丁烷和异丁烯的转化等。

氧化锆与氧化铈形成的固溶体复合氧化物相相对于纯ceo2、zro2有着更高的贮氧及释氧能力，作为汽车尾气三效催化剂助剂可大大提高催化剂的活性和稳定性。

多年来有关zro2及ceo2-zro2体系的研究报道很多，研究者们一直致力于研究制备在高温下具有高比表面积的样品。

铈锆固溶体的制备通常分为4个基本步骤：前驱体的合成，转化为固溶体前对前驱体的预处理，前驱体转化为固溶体，固溶体的后处理。

其中，制备方法对铈锆固溶体的比表面积、晶相和氧化还原性能有很大的影响,目前所报道的固溶体的主要制备方法有：共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、微乳液法、热溶液法、模板剂法、以及络合法等。

但是从现有的国内外有关铈锆固溶体制备方法的研究成果来看,应进一步解决的问题有:(1)进一步提高固溶体的比表面积和贮氧能力;(2)提高固溶体的热稳定性和抗so2中毒能力;(3)简化制备工艺,降低成本,以便于工业化应用。

本文研究了用水热合成法制备铈锆固溶体的实验条件，水热合成法是分子筛合成的主要方法。

该方法也可以用来合成一些晶型的氧化物纳米晶粒。

在合成时，往往要加入一些有机胺类表面活性剂作为模板剂，控制其晶化过程，形成特定几何结构的金属氧化物纳米粒子。

用此方法制得的产品比表面积大，催化性能高。

一、实验1、纳米铈锆固溶体的制备本实验用水热合成法合成了不同比例的铈锆固溶体。

具体操作过程如下：（1）用电子天平称量一定量的ce（no3）3.6h2o（化学纯）和zr（no3）4.5h2o（分析纯）固体分别置于两个小烧杯中；（2）各向其中加入10ml左右蒸馏水用玻璃棒搅拌直到溶解；（3）将以上两烧杯溶液混合，用胶头滴管向其中滴加水合肼（化学纯）并调节ph值在9-10之间得到淡黄色的胶状乳液；（4）将以上得到的胶状乳液转移到内衬有聚四氟乙烯的高压釜中，置于电热鼓风干燥箱中设定温度为250℃，反应10h；（5）从干燥箱中取出高压釜冷却到室温，将产品转移至小烧杯中；（6）用去离子水洗涤产品两次，再用无水乙醇（分析纯）洗涤一次；（7）将洗涤好的产品放入烘箱中设定温度80℃，干燥7-8h，得到淡黄色或黄色粉末状产品，所得样品特征如表1所示。

铈锆铝复合氧化物及其三效催化性能研究众所周知，汽油车尾气是造成环境污染的主要来源之一。

三效催化转化可以去除机动车尾气中的NOx，CO和碳氢化合物（HC），而成为一种有效的方法。

但汽车尾气净化过程中所用的储氧材料---铺锆固溶体在高温下比表面积迅速降低导致其催化活性大大减弱，铈锆固溶体中掺杂氧化铝提高热稳定性是因为氧化铝起到扩散壁垒的作用。

因此，本文通过共沉淀法制备了一系列铈锆铝复合氧化物,以提高铈锆固溶体高温下的催化性能。

高温还原处理样品后伴随着中温氧化处理（ro）可以显著提高铈锆基复合氧化物的低温氧化还原能力，我们对合成的铈锆固溶体和铈锆铝复合氧化物先进行高温还原处理，然后再进行中温氧化处理，并用化学还原方法在合成的铈锆固溶体和铈锆铝复合氧化物上负载Pd质量分数为1%。

本论文利用粉末X射线衍射（XRD），N2吸脱附，X射线吸收精细结构（XAFS），动态储氧性能测定（DOSC），静态储氧性能测试（TOSC），程序升温还原（H2-TPR）等实验手段，系统研究了高温还原-中温氧化对载体及其负载Pd催化剂的织构-结构，氧化还原性能，储放氧性能，热稳定性和催化剂三效催化性能的影响和规律。

得出的主要结论如下：在高温空气处理下，铈锆固溶体新鲜样品和老化样品主要有t-Ce0.5Zr0.5O2相组成，而铈锆铝复合氧化物的新鲜样品和老化样品主要两相组成：少量的γ-Al2O3相或者δ-Al2O3和主要的t-Ce0.5Zr0.5O2相。

然而，在还原高温处理条件下，产生一个完全不同的烧绿石相。

k-CeZrO4相的出现是将烧绿石相氧化，k-CeZrO4相不仅可以在铈锆固溶体中出现，也在铈锆铝复合氧化物中出现。

在铈锆固溶体掺杂氧化铝可以显著提高高温热稳定性，铈锆固溶体和铈锆铝复合氧化物拥有良好的低温氧化还原性能和高的动态储氧量和总储氧量归因于颗粒表面富集Ce3+，这通过XANFS表征可以看到，表面富集的Ce3+是通过高温还原-中温氧化处理获得的。

铈钴复合氧化物催化剂催化CO-SCR反应机理研究
付玉秀;仲雪梅;常化振;李俊华
【期刊名称】《中国环境科学》
【年(卷),期】2018(038)008
【摘要】利用共沉淀法制备了一系列Ce-Co-Ox复合氧化物催化剂,并对其CO-SCR反应性能进行了研究.考察了Co和Ce比例对CO-SCR反应活性的影响,确定最佳的Ce和Co复合比例为3:7,最高转化率为84％(250°C).经表征分析发
现,Ce(0.3)-Co(0.7)-Ox上发生CO-SCR的主活性位点是Co.掺杂Ce提升催化性能主要有两方面原因:一是催化剂比表面积增大,提高了表面的吸附位数量;二是Ce-Co-Ox催化剂形成的固溶体提升了氧迁移率.反应机理可能是气态或者弱吸附状态的CO与NO的吸附物种(主要是桥接二齿亚硝酸盐物种和螯合式双齿硝酸盐物种)反应.
【总页数】7页(P2934-2940)
【作者】付玉秀;仲雪梅;常化振;李俊华
【作者单位】中国人民大学环境学院,北京 100872;中国人民大学环境学院,北京100872;中国人民大学环境学院,北京 100872;清华大学环境学院,北京 100084【正文语种】中文
【中图分类】X505
【相关文献】
1.溶胶—凝胶法制备铈钴复合氧化物催化剂的研究 [J], 刘常坤;范心宁
2.掺铈的铜锰钴复合氧化物催化剂对甲苯催化燃烧的性能研究 [J], 唐伟;胡晓东;宣逸安
3.铜基铈钴镧复合氧化物催化剂制备及其选择催化还原NO [J], 郭锡坤;陈都;郭伟斌;胡忠
4.碱土金属对钴铈复合氧化物催化剂催化N2O分解的影响 [J], 刘畅;薛莉;贺泓
5.钴铈复合金属氧化物催化剂上氧化亚氮催化分解性能研究 [J], 薛莉;张长斌;贺泓因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。