介孔鈰鋯鋁儲氧材料的制備及其稀土摻雜改性.pdf

1、鈰鋯鋁復(fù)合氧化物因其優(yōu)異的儲氧性能和高溫穩(wěn)定性成為第三代最有前景的三效催化劑用儲氧材料，進(jìn)一步提高其儲氧性能及高溫?zé)岱€(wěn)定性是目前研究的熱點(diǎn)。本論文采用共沉淀法、改變沉淀劑種類、氧化鋁添加量制備了一系列鈰鋯鋁復(fù)合氧化物，探討了不同類型表面活性劑在制備介孔鈰鋯鋁儲氧材料時(shí)的成孔作用，并對所制備的樣品進(jìn)行稀土摻雜改性。制備的樣品分別在600℃和1000℃下焙燒得到新鮮樣和老化樣，通過XRD、N2吸附脫附、Raman、H2-TPR和TEM等測試

2、手段對樣品的晶體結(jié)構(gòu)、織構(gòu)及儲氧性能等進(jìn)行表征。結(jié)果如下：
　?。?）以沉淀劑種類和氧化鋁加入量為變量優(yōu)化鈰鋯鋁復(fù)合氧化物的制備工藝。結(jié)果表明：以氨水-碳酸銨混合液及氨水為沉淀劑均能制備出立方螢石型結(jié)構(gòu)的鈰鋯鋁復(fù)合氧化物，但用混合沉淀劑制備的樣品老化后出現(xiàn)分相，高溫穩(wěn)定性差；以氨水為沉淀劑、氧化鋁含量為40wt％時(shí)得到的樣品比表面積為125.6 m2/g、高溫?zé)岱€(wěn)定好。
　?。?）分別以CTAB、PEG-1000、SDBS為

3、模板劑制備介孔鈰鋯鋁復(fù)合氧化物，研究不同模板劑對鈰鋯鋁樣品的造孔作用。結(jié)果表明：以 CTAB為模板劑得到的樣品具有最佳的介孔結(jié)構(gòu)及性能，且當(dāng)CTAB/(Ce+Zr+Al)=1/5（摩爾比）、陳化時(shí)間為2 h的樣品呈現(xiàn)均勻介孔結(jié)構(gòu)，晶粒細(xì)小，新鮮樣比表面積可達(dá)186.7 m2/g、孔容為0.223 cm3/g、孔徑分布在4.8 nm左右，老化樣仍保持40.0 m2/g的大比表面積，高溫?zé)岱€(wěn)定性較好。介孔鈰鋯鋁樣品儲氧量為461.2μmol

4、/g，老化樣還原峰溫為658℃，具有優(yōu)異的儲氧性能和氧化還原性能。
　?。?）對鈰鋯鋁樣品進(jìn)行稀土摻雜改性，研究La、Pr、Y摻雜元素對樣品結(jié)構(gòu)與性能的影響并確定最佳摻雜量。結(jié)果表明：本實(shí)驗(yàn)稀土摻雜不改變鈰鋯鋁樣品的晶體結(jié)構(gòu)，但對其織構(gòu)及性能有影響；摻雜1wt%的La2O3能有效改善樣品比表面積及高溫儲氧性能，摻雜3wt%的Pr6O11有助于提高樣品比表面積、高溫儲氧性能，降低樣品還原溫度，摻雜3wt%的Y2O3得到的新鮮樣和老化

5、樣均有較大比表面積。以上述最佳摻雜量分別對介孔鈰鋯鋁摻雜后發(fā)現(xiàn)樣品兼具介孔的大比表面積和優(yōu)異的高溫性能。其中，摻雜 La3+所得新鮮樣和老化樣的儲氧量分別為469.6μmol/g和253.2μmol/g，老化樣還原峰溫降為575℃；摻雜Pr3+所得新鮮樣儲氧量達(dá)475.1μmol/g，老化樣為278.3μmol/g、還原峰溫為603℃；摻雜 Y3+所得樣品具有最大的比表面積，新鮮樣和老化樣分別為196.0 m2/g和38.3 m2/g，