论文部分内容阅读
铈锆铝复合氧化物因其优异的储氧性能和高温稳定性成为第三代最有前景的三效催化剂用储氧材料，进一步提高其储氧性能及高温热稳定性是目前研究的热点。本论文采用共沉淀法、改变沉淀剂种类、氧化铝添加量制备了一系列铈锆铝复合氧化物，探讨了不同类型表面活性剂在制备介孔铈锆铝储氧材料时的成孔作用，并对所制备的样品进行稀土掺杂改性。制备的样品分别在600℃和1000℃下焙烧得到新鲜样和老化样，通过XRD、N2吸附脱附、Raman、H2-TPR和TEM等测试手段对样品的晶体结构、织构及储氧性能等进行表征。结果如下： （1）以沉淀剂种类和氧化铝加入量为变量优化铈锆铝复合氧化物的制备工艺。结果表明：以氨水-碳酸铵混合液及氨水为沉淀剂均能制备出立方萤石型结构的铈锆铝复合氧化物，但用混合沉淀剂制备的样品老化后出现分相，高温稳定性差；以氨水为沉淀剂、氧化铝含量为40wt％时得到的样品比表面积为125.6 m2/g、高温热稳定好。 （2）分别以CTAB、PEG-1000、SDBS为模板剂制备介孔铈锆铝复合氧化物，研究不同模板剂对铈锆铝样品的造孔作用。结果表明：以 CTAB为模板剂得到的样品具有最佳的介孔结构及性能，且当CTAB/(Ce+Zr+Al)=1/5（摩尔比）、陈化时间为2 h的样品呈现均匀介孔结构，晶粒细小，新鲜样比表面积可达186.7 m2/g、孔容为0.223 cm3/g、孔径分布在4.8 nm左右，老化样仍保持40.0 m2/g的大比表面积，高温热稳定性较好。介孔铈锆铝样品储氧量为461.2μmol/g，老化样还原峰温为658℃，具有优异的储氧性能和氧化还原性能。 （3）对铈锆铝样品进行稀土掺杂改性，研究La、Pr、Y掺杂元素对样品结构与性能的影响并确定最佳掺杂量。结果表明：本实验稀土掺杂不改变铈锆铝样品的晶体结构，但对其织构及性能有影响；掺杂1wt%的La2O3能有效改善样品比表面积及高温储氧性能，掺杂3wt%的Pr6O11有助于提高样品比表面积、高温储氧性能，降低样品还原温度，掺杂3wt%的Y2O3得到的新鲜样和老化样均有较大比表面积。以上述最佳掺杂量分别对介孔铈锆铝掺杂后发现样品兼具介孔的大比表面积和优异的高温性能。其中，掺杂 La3+所得新鲜样和老化样的储氧量分别为469.6μmol/g和253.2μmol/g，老化样还原峰温降为575℃；掺杂Pr3+所得新鲜样储氧量达475.1μmol/g，老化样为278.3μmol/g、还原峰温为603℃；掺杂 Y3+所得样品具有最大的比表面积，新鲜样和老化样分别为196.0 m2/g和38.3 m2/g，老化样还原峰温为585℃。以1wt%La2O3、3wt%Pr6O11及3wt%Y2O3进行三元素共掺后得到的介孔铈锆铝样品的比表面积、耐高温性能及氧化还原能力均比单掺时有所降低，储氧性能改善作用不明显。