[发明专利]用于汽车尾气净化催化剂的储氧材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车尾气净化技术领域，具体而言，涉及一种用于汽车尾气净化催化剂的储氧材料，特别的，还涉及一种该储氧材料的制备方法。

背景技术

汽车尾气净化催化剂，其工作原理是利用排放废气中残余的氧气和排放较高的温度，在催化剂表面进行氧化一还原反应，使有害物质Co，碳氢化合物(HC)，氮氧化物(NO_X)转变成无毒害的CO₂，H₂O和N₂，从而减少对环境的污染。储氧材料作为汽车尾气净化催化剂中的活性物质，起到对汽车尾气中废气净化的作用。早期主要采用铈/锆粉作为汽车尾气净化催化剂的活性物质，但该物质用于净化汽车尾气时其1000℃下稳定性差，氧化还原尾气能力已无法满足现有的环保要求。

CN201310303632.0中提供了一种用于汽车尾气净化的储氧材料及其制备方法，该汽车尾气净化储氧材料由氧化镨、氧化铈、氧化锆和结构稳定剂、修饰剂组成。而且制备方法复杂，所得材料的储氧性能并没有任何实验数据进行表征，因而不能得知该储氧材料的性能如何。

发明内容

本发明旨在提供一种用于汽车尾气净化催化剂的储氧材料及其制备方法，以解决现有技术中汽车尾气净化催化剂中的储氧材料高温下自身易分解，氧化还原能力差，对尾气净化能力差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于汽车尾气净化催化剂的储氧材料，储氧材料由氧化钪、氧化铈和氧化锆组成，氧化钪、氧化铈和氧化锆按摩尔比为1∶2～11∶1～10，储氧材料为立方晶相Sc_0.1Ce_xZr_0.9-xO₂。

进一步地，氧化钪、氧化铈和氧化锆按摩尔比为1∶4～6∶3～5混合，Sc_0.1Ce_xZr_0.9-xO₂中0.4≤x≤0.6。

进一步地，氧化钪、氧化铈和氧化锆按摩尔比为1∶4∶3混合。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于汽车尾气净化的储氧材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将含钪原料、含铈原料和含锆原料混合；

2)加入有机溶剂和研磨剂进行球磨；

3)球磨后除去有机溶剂，得到粉体，对粉体进行干燥焙烧得到储氧材料；

其中，含钪原料、含铈原料和含锆原料的摩尔比为1∶2～11∶1～10。

进一步地，含钪原料、含铈原料和含锆原料的摩尔比为1∶4～6.∶3～5。

进一步地，含钪原料、含铈原料和含锆原料的摩尔比为1∶4∶3。

进一步地，有机溶剂采用旋转蒸发法除去，旋转蒸发法条件为：水浴温度为60～80℃，料瓶旋转速度为160～200r/min，真空度为5～10Pa。

进一步地，焙烧条件为：温度650～860℃，焙烧时间为4～6小时，焙烧气氛为氧气或空气。

进一步地，有机溶剂为乙醇、丙醇、乙醚中的任意一种；研磨剂为尿素或聚丙烯酰胺。

本发明的技术效果在于：

本发明提供的储氧材料高温稳定性和储氧能力均得到提高，所得材料的储氧能力为催化剂未使用时其比表面积大于150m²/g，1000℃下老化4小时后储氧材料的比表面积仍大于40m²/g，在200℃下使用时，储氧量(OSC)大于200μmol/g，可减少催化剂贵金属的使用量。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照实施例，对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

本发明中提供的储氧材料由氧化钪、氧化铈和氧化锆组成，在现有氧化铈和氧化锆组合中加入氧化钪，利用钪原子半径小，掺杂后能稳定铈锆晶体结构从而提高所得储氧材料的高温稳定性，对尾气中NO等有毒气体的氧化还原能力。

本发明提供的储氧材料包括氧化钪、氧化铈和氧化锆，氧化钪、氧化铈和氧化锆按摩尔比为1∶2～11∶1～10混合。