?????????????????????????????技術領域

本發明涉及含鈰、鋯的復合氧化物固溶體的制備方法。此類復合氧化物固溶體可以用于汽車尾氣凈化催化劑以及其它催化材料。

?????????????????????????????背景技術

隨著世界范圍內環境保護法規的日益嚴格，用于處理與凈化大氣污染物的催化轉化技術越來越重要。此類催化轉化常常采用催化劑作為污染物轉化的核心材料。隨著催化劑性能的逐步提高，采用稀土元素氧化物及其復合氧化物作為催化材料提高催化劑的活性、穩定性以及選擇性顯得十分重要。例如汽車尾氣凈化催化劑(“三效催化劑”)采用鈰鋯復合氧化物提高催化劑的儲氧能力從而提高含貴金屬的催化劑轉化一氧化碳、氮氧化物和碳氫化合物的活性。用于有機物催化焚燒的催化劑、以及用于其他化學化工過程的催化劑(如乙苯脫氫催化劑、乙烯氧氯化催化劑、烴類選擇氧化催化劑、氧化脫氫催化劑等)也常常添加含有稀土化合物的組分來改善催化劑的性能。這類催化劑均含有一定量的鈰鋯復合氧化物作為主催化劑或助催化劑成份。通常這些復合或組合氧化物以混合物或固溶體的形式存在。

基于上述過程的催化材料要求其中所采用的催化材料具有高的熱穩定性、較大的比表面積；而對于汽車尾氣凈化催化劑則要求在具有高的熱穩定性和大比表面積的同時還具有較好的儲氧能力。通過在鈰鋯復合氧化物中添加第三種或多種選自其它稀土元素化合物或堿土元素化合物或非金屬元素可以改善含鈰、鋯復合氧化物的熱穩定性、比表面積和儲氧能力。

專利CN?1193948A公開了一種基于氧化鋯和氧化鈰組合物、其制備方法和用途，在900℃下煅燒6小時后的比表面積至少為30m²/g，且以氧化鈰在氧化鋯中的純凈固溶體形式存在。

專利CN?1263868A公開了一種納米鈰鋯復合氧化物、其制備方法及用途，包括4～98％(wt)的CeO₂和1～95％(wt)ZrO₂，其復合氧化物是在200～1000℃下經含肼或肼鹽的前(超)趨物分解得到。

專利USP?6133194公開了一種含鈰鋯的固溶體的制備方法，采用制備(工)過程中加入表面活性劑的方法改善所得產物的熱穩定性和儲氧能力。

上述方法可以得到具有一定儲氧能力和熱穩定性的含鈰、鋯元素的復合氧化物，但其生產所采用的原料均為由混合稀土分離得到的純的單一稀土化合物，然后與鋯的化合物形成復合或組合氧化物。其最主要的缺陷是生產工序長成本比較高。我國是稀土儲量大國，利用由天然稀土精礦得到的含鈰混合稀土鹽生產鈰鋯復合氧化物固溶體將具有重大的經濟和社會效益。

????????????????????????????????發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于氧化鈰和氧化鋯的復合氧化物的制備工藝，可以利用天然稀土精礦經分解、凈化、萃取分離得到的含鈰混合稀土鹽作為原料從而簡化生產工序降低生產成本。

本發明一種基于氧化鈰和氧化鋯的復合氧化物的制備工藝，其特征在于該復合氧化物中的鈰元素及起熱穩定作用的稀土元素來自以天然稀土礦為原料制備的含鈰混合稀土鹽。

本發明的復合氧化物可以如同公知技術中所記載的組分，但是鈰不是采用單一稀土化合物獲得，而是利用了天然稀土精礦得到。利用天然稀土精礦尤其世界典型的稀土精礦經分解、凈化、萃取分離得到的混合稀土鹽本身含有鑭或鐠或鑭鐠做鈰鋯的熱穩定劑，增加鈰鋯復合物的熱穩定性和提高老化比表面積。而已有技術是通過添加純的組分以達到目的。以獨居石、氟碳鈰礦、獨居石與氟碳鈰鑭混合天然礦為例，其中氧化鑭、氧化鐠單獨或者混合所占比例范圍為(重量百分數)：

La₂O₃/TREO：???????????0.5％～25.0％(wt)

Pr₆O₁₁/TREO：??????????0.5％～8.0％(wt)

La₂O₃+Pr₆O₁₁/TREO：5.0～25.0％(wt)

上述表述中TREO指總的稀土氧化物。因此本發明除了氧化鈰和氧化鋯外必然存在氧化鑭、氧化鐠或其它精礦中存在的稀土氧化物。