[发明专利]一种铈改性锌铝复合氧化物催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种铈改性锌铝复合氧化物催化剂及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)将铝源、锌源和铈源与溶剂混合得到混合溶液；(2)将碱源溶液与步骤(1)得到的混合溶液加入到碳酸钠底液中，反应得到悬浮液；(3)对步骤(2)得到的悬浮液进行老化及过滤得到前驱体，对所述前驱体进行煅烧处理得到所述铈改性锌铝复合氧化物催化剂；其中，步骤(2)控制体系的pH在9～10范围内。本发明所述方法工艺简单、成本低，且得到的催化剂功能齐全，催化活性较高，催化剂稳定，使用寿命长。

技术领域

本发明属于催化剂领域，涉及一种铈改性锌铝复合氧化物催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

铈作为一种稀土金属，Abimanyu等人(Catalysis Letters,2007,118:30-5.)和Daza等人(Fuel,2010,89:592-603.)提出将铈作为改性试剂制备的催化剂可以增强催化剂的碱性活性位点，从而提高了催化剂的催化活性。

Denis等人(Catalysis Letters,2020,150:1957-1969.)采用共沉淀法制备Ce/ZnAl-LDO催化剂，用于大豆油与甲醇酯交换反应合成生物柴油。在制备过程中，煅烧温度为200℃，煅烧温度较低，电子结合能较小，外层电子密度较大，催化效果较差，不利于反应进行。

吴限等人(铈锌铝复合氧化物的紫外屏蔽性能研究[J].中国稀土学报,2019,40(03):1-6.)采用共沉淀法合成了铈锌铝复合纳米氧化物催化剂，用于亚甲基蓝为模拟物测试光催化性能。在制备过程中，采用相应的硫酸盐进行反应，但硫酸根的电子密度大，生成的沉淀中会有少量硫酸根附着，而且，在随后的热处理中易引入杂质。

上述方案存在有制得催化剂效果差或杂质多的问题，因此，开发一种催化活性高，杂质少的铈改性催化剂是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铈改性锌铝复合氧化物催化剂及其制备方法和应用，所述铈改性锌铝复合氧化物催化剂催化效率高，催化剂活性较好，且使用寿命长。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种铈改性锌铝复合氧化物催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将铝源、锌源和铈源与溶剂混合得到混合溶液；

(2)将碱源溶液与步骤(1)得到的混合溶液加入到碳酸钠底液中，反应得到悬浮液；

(3)对步骤(2)得到的悬浮液进行老化及过滤得到前驱体，对所述前驱体进行煅烧处理得到所述铈改性锌铝复合氧化物催化剂；

其中，步骤(2)控制体系的pH在9～10范围内。

本发明采用共沉淀法，将铈、锌和铝离子形成溶液，控制pH在9～10范围内，加入碳酸钠溶液转化为氢氧化物沉淀，通过老化获得粒径均一的前驱体，经煅烧处理得到稳定的铈改性锌铝复合氧化物催化剂，本发明所述方法工艺简单，成本较低。

本发明通过将反应的pH控制在9～10可以保证沉淀颗粒的均一性和稳定性，样品比表面积最大，若pH过小Al(OH)₃，Zn(OH)₂和Ce(OH)₄沉淀不完全，若pH过大，Al(OH)₃沉淀后重新溶解。

优选地，步骤(1)所述铝源包括硝酸铝、氯化铝、醋酸铝或硫酸铝中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述锌源包括硝酸锌、氯化锌或硫酸锌中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述铈源包括硝酸铈、氯化铈或硫酸铈中的任意一种或至少两种的组合。