[发明专利]一种酸量优化的铈锆复合氧化物及其应用

说明书

本发明提供了一种铈锆复合氧化物，所述复合氧化物包含氧化铈、氧化锆以及至少一种选自铈以外的稀土金属的氧化物，还包括2‑10wt％的氧化钛；所述复合氧化物在750℃热处理4‑8h后，具有0.10‑0.60mmol/g的NH₃‑TPD酸度，以及70‑90m²/g的比表面积。本发明提供的掺杂有钛的铈锆复合氧化物，对含有碳氧化合物、碳氢化合物、氮氧化物等的移动源尾气表现出了显著低温催化净化活性，并且具有更优化的酸量和比表面积。实验表明，本发明所述铈锆复合氧化物经750℃煅烧4小时后，对CO的T₅₀低至158℃，T₉₀低至175℃；对HC的T₅₀低至194℃，T₉₀低至226℃；对NO₂的T₅₀低至154℃，T₉₀低至192℃；对NO的T₅₀低至193℃，T₉₀低至223℃，对含有铈锆复合氧化物的汽车尾气处理净化剂的研究具有重大意义。

技术领域

本发明涉及移动源尾气净化催化技术领域，尤其涉及一种酸量优化的铈锆复合氧化物及其应用。

背景技术

移动源排放的尾气是引起城市大气污染的主要来源。发动机启动后最初的怠速阶段称作冷启动阶段，在此过程中排放大量有害气体，如一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。在控制汽车尾气排放和减少汽车污染物的最有效的方法就是使用汽车尾气净化催化剂。

随着汽车尾气净化的要求越来越高，汽车尾气净化市场的迅猛发展，铈锆复合氧化物作为一种稀土催化材料，在汽车尾气净化中起着非常重要的作用。除参与催化反应外，铈锆复合氧化物还具有载体的功能，不但起到了对催化活性金属的支撑分散作用，还为反应物分子的催化反应提供了合适的场所，其中铈锆复合氧化物的储氧量、比表面积、孔容孔径等都会影响其催化活性。然而对铈锆复合氧化物的表面酸性影响的研究却鲜有报道，南京工业大学曾心如等人(参考文献：曾心如,沈岳松,李远,et al.钛铈锆复合氧化物的制备及选择性催化还原NO[J].煤炭技术,2011(6):198-200.)通过共混合法制备了钛铈锆复合氧化物，初步考察了钛铈锆复合氧化物的酸量、酸类型变化对NO还原反应的影响，并发现当Ti:Ce:Zr摩尔比为8:1:0.5时，所得钛铈锆复合氧化物具有较高的脱硝活性。

现有技术中仅报道了不同类型酸的协同作用有利于提高催化剂的脱硝活性，但未能提供铈锆复合氧化物的酸性与其低温催化活性的关系，以及钛的掺杂量对铈锆复合氧化物的酸性及其低温催化活性的影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明旨在提供一种具有合适的NH₃-TPD酸度和比表面积，能够对含有碳氧化合物、碳氢化合物、氮氧化物等的移动源尾气表现出显著低温催化净化活性的铈锆复合氧化物。

一方面，本发明提供了一种铈锆复合氧化物，所述氧化物包含氧化铈、氧化锆以及至少一种选自铈以外的稀土金属元素的氧化物，还包括2-10wt％的氧化钛；所述复合氧化物在750℃热处理4-8h后，具有0.10-0.60mmol/g的NH₃-TPD酸度，以及70-90m²/g的比表面积。

作为优选地实施方式，在上述铈锆复合氧化物中，氧化钛的含量为3-9wt％，更优选，4-8wt％，更优选，6-8wt％。

其中，所述热处理可以是煅烧，也可以是焙烧、烧结等。作为优选地实施方式，所述复合氧化物的热处理时间为4h。

作为优选地实施方式，本申请所述氧化铈、氧化锆、氧化镧、氧化钇、氧化钛可以分别以CeO₂、ZrO₂、La₂O₃、Y₂O₃、TiO₂的形式提供。