[发明专利]一种钙钛矿型金属氧化物催化剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种钙钛矿型金属氧化物催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)按La离子、Sr离子、Co离子的摩尔比为1‑x：x：1配制硝酸盐溶液，按照La、Sr和Co金属总离子与柠檬酸的摩尔比为2：(1.5～2)，向硝酸盐溶液中加入柠檬酸和EDTA，得到混合溶液A，其中x＝0.1～0.4；(2)对混合溶液A进行水浴加热，蒸发水分，使溶液形成凝胶；(3)将上述凝胶油浴加热处理，直至干凝胶氧化自燃，待燃烧完全，将油浴后的疏松物质干燥后，在500～800℃焙烧4～8h制得复合氧化物催化剂。本发明制备方法制备得到催化剂相对贵金属催化剂，资源丰富，成本较低；本发明的催化剂在去除NO_x方面具有优良的低温活性和热稳定性；催化性能好。

技术领域

本发明涉及一种汽车尾气催化剂及其制备方法，具体涉及一种钙钛矿型金属氧化物催化剂的制备方法。

背景技术

大气污染问题一直以来都是受关注的环境问题，而机动车尾气的排放是大气污染物排放的重要来源。机动车排放的污染物主要包括：挥发性有机物、一氧化碳、颗粒物以及氮氧化物等。这些污染物对人们的生活与出行有较大的危害。因此，对机动车尾气的治理是十分必要的。随着国家对环境污染问题的治理力度越来越大，在对机动车尾气的排放标准越来越严格，所以需要更加高效环保的净化技术。

目前工业使用的贵金属系催化剂具有高效的尾气催化净化活性，但存在高温易团聚、易中毒、对N₂的选择性不高以及价格较昂贵等问题，这限制了贵金属催化剂的使用。为了解决贵金属存在的不足，专利CN101525348A用贵金属浸渍在载体上制备催化剂，所制得的贵金属基载体催化剂活性相对改进前较好，成本相对降低。但仍不能解决催化剂存在的问题。所以进一步开发高活性、高稳定性、抗中毒能力强的非贵金属催化剂是一个重要的趋势。目前有较多的研究发现，钙钛矿型氧化物在柴油车尾气催化方面的应用有很大的潜力。钙钛矿型复合氧化物催化剂具有较好的稳定性、价格相对低廉、低温NO_x去除活性较好。此外，钙钛矿结构稳定，能够掺入金属离子改性，所以钙钛矿催化剂是一种非常有潜力能够实用的高效的尾气净化催化剂。王虹(催化学报,2008,29,649-654.)等以柠檬酸法对LaBO₃(B＝Mn、Co、Ni)钙钛矿型催化剂进行研究表明LaCoO₃催化剂具有较好的低温催化NO_x、PM的活性。然而，在目前的研究中发现，钙钛矿型催化剂在活性方面较贵金属催化剂还有一些差距，通过对钙钛矿催化剂的掺杂改性是一种有效提高活性的方法。表明的Zhu等(ACSCatal.2014,4,2917-2940)在综述中表明，近年来的研究中发现，对钙钛矿催化剂的A、B位掺杂金属可以使催化剂在维持稳定钙钛矿结构的同时产生更多的氧空穴，氧空穴对催化剂的活性有重要的影响，因而催化剂的活性得到提高。JonA.Onrubia,(Applied Catal.B:Environmental,2017,213,198-210)等研究以Sr掺杂发现，Sr掺杂能够有效的提高催化剂中的氧空穴含量，使催化剂对NO的转化率由62％提高到82％。但是催化剂对PM起燃温度较高。因此进一步提高催化剂对NO_x去除活性与降低PM起燃温度是目前的趋势。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种钙钛矿型金属氧化物催化剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种钙钛矿型金属氧化物催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)按La离子、Sr离子、Co离子的摩尔比为1-x：x：1配制硝酸盐溶液，按照La、Sr和Co金属总离子与柠檬酸的摩尔比为2：(1.5～2)，柠檬酸与EDTA的摩尔比为1:0.2，向硝酸盐溶液中加入柠檬酸和EDTA，得到混合溶液A，其中x＝0.1～0.4；

(2)在80-85℃条件下对混合溶液A进行水浴加热，蒸发水分，使溶液形成凝胶；