大比表面二氧化铈的制备方法技术

本发明专利技术属于催化剂材料技术领域，具体涉及一种大比表面二氧化铈的制备方法。步骤如下：(1)将铈料液打入调配罐，加纯水稀释料液浓度至0.5‑2.0mol/L，投入碳酸铵或碳酸氢铵，将料液酸度与浓度的比值控制在0.05‑1.5之间，再加纯水稀释料液浓度在0.05‑0.3mol/L；(2)将料液加热升温至80‑120℃，保温2‑10h，降温后，将料液打至沉淀罐；(3)将沉淀剂加入料液中沉淀，控制pH＝8‑10并陈化；(4)加入分散剂；(5)灼烧，得到氧化铈粉末。本发明专利技术通过控制回流时间和改变分散剂的加入量，改变了氧化铈的孔结构和孔容，提高了氧化铈对NOx的还原能力，并大幅提高了资源利用率，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
大比表面二氧化铈的制备方法
本专利技术属于催化剂材料
，具体涉及一种大比表面二氧化铈的制备方法。
技术介绍
作为一种重要的稀土金属氧化物，二氧化铈在抛光材料，紫外吸收剂，光学玻璃元件，陶瓷添加剂，固体燃料电池和催化剂等领域有广泛的应用。二氧化铈因其具备氧空位，使其具有较好的储放氧能力和氧化还原能力，在汽车尾气催化领域具有广泛的应用市场。CN102951940A：取铈盐和柠檬酸制备铈的柠檬酸前驱体，再将CTAB溶液缓慢的加入到铈的柠檬酸前驱体中，置于高压反应釜中晶化，再分别以无水乙醇和水洗涤沉淀物各三次，再烘干得到粉末进行焙烧。CN1060828A：采用化学沉淀分离法制备。以上方法存在制备条件苛刻，反应工艺难控制、制作流程复杂等缺点。通过普通工艺很难控制粒度比。CN108128793A：铈料液回流10-24h，回流时间长，成本高，造成资源浪费。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种大比表面二氧化铈的制备方法，通过控制回流时间和改变分散剂的加入量，改变了氧化铈的孔结构和孔容，提高了氧化铈对NOx的还原能力，并大幅提高了资源利用率，降低生产成本。本专利技术所述的大比表面二氧化铈的制备方法，包括以下步骤：(1)将铈料液打入调配罐，加纯水稀释料液浓度至0.5-2.0mol/L，投入碳酸铵或碳酸氢铵，将料液酸度与浓度的比值控制在0.05-1.5之间，再加纯水稀释料液浓度在0.05-0.3mol/L；(2)将料液加热升温至80-120℃，保温2-10h，降温后，将料液打至沉淀罐；(3)将沉淀剂加入料液中沉淀，控制pH＝8-10，陈化10-30min；(4)步骤(4)采用a或b中的任一种均可：a、将分散剂加入，搅拌0.5-2h，压料至板框或离心机甩干，水洗至电导率＜5ms/cm；b、压料至板框，水洗至电导率＜5ms/cm，膏体卸料至箱中，在沉淀罐中加入氨水或碳铵水，开搅拌，将膏体打散并搅拌均匀，控制pH＝8-10，将分散剂加入，搅拌0.5-2h；(5)将膏体置于灼烧炉中灼烧，得到氧化铈粉末。其中：所述沉淀剂为氨水、碳铵或碳酸氢铵。所述碳铵或碳酸氢铵可溶于水以水溶液的形式加入。所述分散剂为饱和脂肪酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸铵、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、丙三醇或醚类中的一种或几种以任意比例的混合物。优选地，所述饱和脂肪酸为月桂酸；所述醚类为二乙二醇单丁醚。所述分散剂的加入量为氧化铈重量的0.05-0.5倍。分散剂的加入量具体如下：1.分散剂加入量为氧化铈重量的0.05-0.2倍，氧化铈粉末指标：SA(fresh)＝100-130m2/g，SA(800℃/3h)＝55-65m2/g，SA(900℃/5h)＝20-30m2/g；NOxstorage(100℃)＝0.55～0.65％，NOxstorage(300℃)＝0.15～0.22％。2.分散剂加入量为氧化铈重量的0.2-0.5倍，氧化铈粉末指标：SA(fresh)＝110-160m2/g，SA(800℃/3h)≥65m2/g，SA(900℃/5h)＝30-45m2/g；NOxstorage(100℃)＝0.5～0.6％，NOxstorage(300℃)＝0.15～0.2％。所述碳铵水为碳酸铵水溶液或碳酸氢铵水溶液。所述灼烧温度为300-600℃，灼烧时间为3-7h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术通过控制回流时间和改变分散剂的加入量，改变了氧化铈的孔结构和孔容，提高了氧化铈对NOx的还原能力，同时大幅降低了生产成本。2、本专利技术所述的制备方法，科学合理、简单易行。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术做进一步描述。实施例中采用的原料，除特殊说明外，均为市售原料。实施例1(1)在溶料罐中加入硝酸后，开启搅拌，再投入氢氧化铈，升温至85℃，保温5小时，得到Ce(NO3)4料液；其中，硝酸与氢氧化铈的摩尔比为5:1，Ce(NO3)4料液的浓度为3mol/L，酸度与浓度比为2.0。将料液打入调配罐，加纯水稀释料液浓度至2.0mol/L，投入碳酸氢铵，将料液酸度与浓度的比值控制在0.05，再加纯水稀释料液浓度在0.3mol/L。(2)将料液加热升温至120℃，保温3h，降温后，将料液打至沉淀罐。(3)将碳酸氢铵水溶液加入料液中沉淀，控制pH＝8，陈化10min；(4)将聚乙二醇加入，加入量为氧化物重量的25％，搅拌0.5h，压料至板框或离心机甩干，水洗至电导率＜5ms/cm。(5)将膏体置于灼烧炉中600℃灼烧3h，得到氧化铈粉末。SA(fresh)＝125m2/g，SA(800℃/3h)＝75m2/g，SA(900℃/5h)＝38m2/g；NOxstorage(100℃)＝0.52％，NOxstorage(300℃)＝0.15％。实施例2(1)在溶料罐中加入硝酸后，开启搅拌，再投入氢氧化铈，升温至120℃，保温0.5小时，得到Ce(NO3)4料液；其中，硝酸与氢氧化铈的摩尔比为8:1，Ce(NO3)4料液的浓度为0.5mol/L，酸度与浓度比为6.0。将料液打入调配罐，加纯水稀释料液浓度至0.5mol/L，投入碳酸铵，将料液酸度与浓度的比值控制在1.5，再加纯水稀释料液浓度在0.05mol/L。(2)将料液加热升温至80℃，保温10h，降温后，将料液打至沉淀罐。(3)将碳酸铵水溶液加入料液中沉淀，控制pH＝10，陈化15min。(4)压料至板框，水洗至电导率＜5ms/cm，膏体卸料至箱中，在沉淀罐中加入碳酸氢铵水溶液，开搅拌，将膏体打散并搅拌均匀，控制pH＝8.5，将二乙二醇单丁醚加入，加入量为氧化物重量的50％，搅拌2h。压料至板框或离心机甩干，水洗至电导率＜5ms/cm。(5)将膏体置于灼烧炉中300℃灼烧7h，得到氧化铈粉末。SA(fresh)＝130m2/g，SA(800℃/3h)＝86m2/g，SA(900℃/5h)＝41m2/g；NOxstorage(100℃)＝0.52％，NOxstorage(300℃)＝0.16％。实施例3(1)在溶料罐中加入硝酸后，开启搅拌，再投入氢氧化铈，升温至100℃，保温3小时，得到Ce(NO3)4料液；其中，硝酸与氢氧化铈的摩尔比为6.5:1，Ce(NO3)4料液的浓度为1.5mol/L，酸度与浓度比为4.5。将料液打入调配罐，加纯水稀释料液浓度至1.5mol/L，投入碳酸氢铵，将料液酸度与浓度的比值控制在0.5，再加纯水稀释料液浓度在0.15mol/L。(2)将料液加热升温至100℃，保温9h，降温后，将料液打至沉淀罐。(3)将氨水加入料液中沉淀，控制pH＝9，陈化20min；(4)将月桂酸加入，加入量为氧化物重量的6％，搅拌1h，压料至板框或离心机甩干，水洗至电导率＜5ms/cm。(5)将膏体置于灼烧炉中500℃灼烧5h，得到氧化铈粉末。SA(fresh)＝110m2/g，SA(800℃/3h)＝56m2/g，SA(900℃/5h)＝25m2/g；NOxstorage(100℃)＝0.62％，NOxstorage(300℃)＝0.20％。实施例4(1)将硝酸铈铵料液打入调配罐，加纯水稀释料液浓度至1.5mol/L，投入碳酸氢铵，将料液酸度与浓度的比值控制在1.2，再加纯水稀释料液浓度在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大比表面二氧化铈的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将铈料液打入调配罐，加纯水稀释料液浓度至0.5‑2.0mol/L，投入碳酸铵或碳酸氢铵，将料液酸度与浓度的比值控制在0.05‑1.5之间，再加纯水稀释料液浓度在0.05‑0.3mol/L；(2)将料液加热升温至80‑120℃，保温2‑10h，降温后，将料液打至沉淀罐；(3)将沉淀剂加入料液中沉淀，控制pH＝8‑10，陈化10‑30min；(4)步骤(4)采用a或b中的任一种均可：a、将分散剂加入，搅拌0.5‑2h，压料至板框或离心机甩干，水洗至电导率＜5ms/cm；b、压料至板框，水洗至电导率＜5ms/cm，膏体卸料至箱中，在沉淀罐中加入氨水或碳铵水，开搅拌，将膏体打散并搅拌均匀，控制pH＝8‑10，将分散剂加入，搅拌0.5‑2h；(5)将膏体置于灼烧炉中灼烧，得到氧化铈粉末。

【技术特征摘要】
1.一种大比表面二氧化铈的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将铈料液打入调配罐，加纯水稀释料液浓度至0.5-2.0mol/L，投入碳酸铵或碳酸氢铵，将料液酸度与浓度的比值控制在0.05-1.5之间，再加纯水稀释料液浓度在0.05-0.3mol/L；(2)将料液加热升温至80-120℃，保温2-10h，降温后，将料液打至沉淀罐；(3)将沉淀剂加入料液中沉淀，控制pH＝8-10，陈化10-30min；(4)步骤(4)采用a或b中的任一种均可：a、将分散剂加入，搅拌0.5-2h，压料至板框或离心机甩干，水洗至电导率＜5ms/cm；b、压料至板框，水洗至电导率＜5ms/cm，膏体卸料至箱中，在沉淀罐中加入氨水或碳铵水，开搅拌，将膏体打散并搅拌均匀，控制pH＝8-10，将分散剂加入，搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄贻展，王忠，马宝华，徐清辉，
申请(专利权)人：淄博加华新材料资源有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37