氧化铈-氧化锆基复合氧化物,其制备方法,和使用该氧化铈-氧化锆基复合氧化物用于废气净化的催化剂技术

氧化铈-氧化锆基复合氧化物含有氧化铈和氧化锆的复合氧化物。在该氧化铈-氧化锆基复合氧化物中，铈与锆的含量比以摩尔比计([铈]∶[锆])在43∶57至48∶52的范围内。在2θ＝14.5°的衍射线与在2θ＝29°的衍射线的强度比{I(14/29)值}和在2θ＝28.5°的衍射线与在2θ＝29°的衍射线的强度比{I(28/29)值}分别满足下述条件：I(14/29)值≥0.015，和I(28/29)值≤0.08，其中所述强度比是由通过在空气中在1100℃的温度条件下加热5小时后使用CuKα的X射线衍射测量而获得的X射线衍射图计算的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化铺—氧化错基复合氧化物，其制备方法，和使用该氧化铈-氧化锆基复合氧化物用于废气净化的催化剂[
]本专利技术涉及氧化铈-氧化锆基复合氧化物,其制备方法,和使用该氧化铈-氧化锆基复合氧化物用于废气净化的催化剂。 [
技术介绍
]通常，含有各种金属氧化物的复合氧化物已被用作废气净化催化剂的载体、助催化剂等。作为这种复合氧化物中的金属氧化物，有利地使用氧化铈，因为氧化铈能够根据气氛中的氧分压而存储和释放氧(即，具有储氧能力)。此外，近来，已研究了各种类型的含有氧化铈的复合氧化物，并已公开了各种氧化铈-氧化锆基复合氧化物和制备它们的方法。例如，日本未审专利申请公开平成8-109020号(专利文献I)公开了包含氧化铈、 氧化锆和氧化铪的复合氧化物，其中氧化铈的含量按质量计是4. 99至98. 99%，氧化锆的含量按质量计是I至95%,氧化铪的含量按质量计是O. 01至20%。复合氧化物包括φ’相作为晶相。此外，作为在专利文献I中描述的复合氧化物的制备方法，公开了下述方法其中将含有氧化铺、氧化错和氧化铪的初始复合氧化物在600°C至1000°C还原处理O. 5至10 小时，然后进行加热-氧化处理。此外，日本未审专利申请公开平成8-109021号(专利文献2)公开了一种包含氧化铈、氧化锆和氧化铪的复合氧化物，其中氧化铈的含量按质量计是4. 99至98. 99%，氧化锆的含量按质量计是I至95%，氧化铪的含量按质量计是O. 01至20%，该复合氧化物按质量计还包含O.1至10%的氧化钛、氧化鹤、氧化镍、氧化铜、氧化铁、氧化招、氧化娃、氧化铍、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、除了铈之外的稀土金属的氧化物，或它们的混合物。复合氧化物包括φ相作为晶相。此外，作为在专利文献2中描述的复合氧化物的制备方法，公开了下述方法将氧化铈、氧化锆和氧化铪与氧化钛、氧化钨、氧化镍、氧化铜、氧化铝、氧化硅、氧化铍、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、除了铈之外的稀土金属的氧化物或者它们的混合物混合，然后进行压缩-模塑，然后在700-150(TC (优选地，900-130(TC )下煅烧形成 φ相。此外，日本未审专利申请公开平成8-103650号(专利文献3)公开了一种制备复合氧化物的方法，特征在于对含有氧化铈、氧化锆和氧化铪作为基本组分的复合氧化物进行加热-还原处理，然后进行加热-氧化处理。作为加热-还原处理的有利方法，公开了下述方法该方法包括在还原气氛下在600至1000°C加热O. 5至10小时。此外，国际公开第W02006/030763号(专利文献4)公开了一种制备氧化铈-氧化锆基复合氧化物的方法，特征在于包括将含有铈氧化物的铈原材料与含有氧化锆的锆原材料以预定的比例混合，预先制备原材料混合物；在等于或高于熔点的温度下使该混合物熔融；然后冷却由此获得的熔融产物形成锭块；然后压碎锭块获得粉末；根据需要在加热下去除粉末晶体中的应力；和进一步地将粉末粉碎。此夕卜，Iwao Sasaki先生2004的论文“不同Ce/Zr比的氧化铺-氧化错复合物的氧存储/释放性能和晶体结构的研究”第150至170页(非专利文献I)，和记述在日本金属学会2006春季会议会议录第140页的“关注于氧化铈-氧化锆固溶体有序排列的材料设计和晶体结构分析”(非专利文献2)公开了对通过共沉淀法制备的氧化铈-氧化锆基复合氧化物在1673K(140(TC )下进行还原处理而获得的氧化铈-氧化锆基复合氧化物。然而,采用上述专利文献1-4和非专利文献1-2中所述的制备方法获得的氧化铈-氧化锆基复合氧化物不能产生在高温和氧化气氛下提高的耐久性。耐热性不总是足够的。由于这个原因，这样的常规氧化铈-氧化锆基复合氧化物在高温下暴露较长时间后通常不具有足够的储氧容量。此外，日本未审专利申请公开第2009-84061号(专利文献5)公开了一种氧化铈-氧化锆基复合氧化物，其在空气中1000°c的温度条件下加热5小时后保留着50%或更多的有序排列的烧绿石型相。该氧化铈-氧化锆基复合氧化物如下获得在1500°C或更高至1900°C或更低的温度条件下，对含有以摩尔比计的含量比([氧化铈]:[氧化锆])为 55 45至49 51的氧化铈与氧化锆的氧化铈-氧化锆基复合氧化物粉末进行还原处理， 然后进行氧化处理。[引用列表][专利文献][PTL 1]日本未审专利申请平成8-109020号[PTL 2]日本未审专利申请平成8-109021号[PTL 3]日本未审专利申请平成8-103650号[PTL 4]国际申请第 TO2006/030763 号[PTL 5]日本未审专利申请平成2009-84061号[非专利文献][NPL I] “不同Ce/Zr比的氧化铈-氧化锆复合物的氧存储/释放性能和晶体结构的研究”，论文，Iwao Sasaki著,2004年公开,第150至170页[NPL 2] “关注于氧化铈-氧化锆固溶体有序排列的材料设计和晶体结构分析”， 由Iwao Sasak1、Hiroshi Nozaki等共同著作，日本金属学会2006春季会议会议录,2006年公开，第140页[专利技术概要][技术问题]上述专利文献5中描述的专利技术提供了一种具有高的耐热性和即使在高温下暴露较长时间后仍能够表现出优异储氧容量的氧化铈-氧化锆基复合氧化物。然而，近来对用于废气净化的催化剂所需的性能水平高于以往。需要氧化铈-氧化锆基复合氧化物具有明显较高的耐热性，且即使在高温下暴露较长时间后仍能够更充分地表现出优异的储氧容量。在考虑了传统技术中的上述问题后作出了本专利技术。本专利技术的目标是提供氧化铈-氧化锆基复合氧化物，其制备方法，和使用该氧化铈-氧化锆基复合氧化物用于废气净化的催化剂，该氧化铈-氧化锆基复合氧化物与通过采取如上面专利文献5所述的制备方法获得的传统氧化铈-氧化锆基复合氧化物相比，具有更高的耐热性并且即使在高温下暴露较长时间后仍能够更充分地表现出优异的储氧容量。[解决问题的方法]本专利技术人进行了认真的研究以达到上述目标。结果，专利技术人发现，与本领域技术人员的公知知识不同，如果使用的氧化铈-氧化锆固溶体粉末中铈与锆的含量比以摩尔比计([铈]:[锆])在43 57至48 52的范围内，通过在预定压力下压缩-模塑氧化铈-氧化锆固溶体粉末、然后在预定温度条件下还原处理，如此获得的氧化铈-氧化锆基复合氧化物出乎意料地具有明显提高的耐热性，并且即使在高温下暴露较长时间后仍能够表现出非常高水平的优异的储氧容量。基于该发现，本专利技术人完成了本专利技术。特别地，上述非专利文献I和专利文献5也指出，本领域技术人员公知的是，如果氧化铈和氧化锆复合氧化物中氧化铈的含量小于49mol%，则除了与氧化铈(CeO2)结合形成Ce2Zr2O7的部分氧化锆之外的过量氧化锆(ZrO2)变成游离ZrO2,并且这样的游离ZrO2处在不涉及储氧容量性能的相中；因此，储氧容量可能降低。与此不同，在本专利技术中，通过在 400至3500kgf/cm2的压力下压缩-模塑其中铈和锆的含量比以摩尔比计([铈]:[锆]) 在43 57至48 52的范围内的氧化铈-氧化锆固溶体粉末，然后在1450至2000°C的温度条件下进行还原处理，这样获得的氧化铈-氧化锆基复合氧化物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.13 JP 092551/20101.氧化铈-氧化锆基复合氧化物，其包含氧化铈和氧化锆的复合氧化物，其中所述复合氧化物中铈与锆的含量比以摩尔比计([铈]:[锆])在43 57至48 52的范围内，和在2 Θ = 14. 5°的衍射线与在2 Θ =29°的衍射线的强度比{I (14/29)值}和在2 Θ= 28.5°的衍射线与在2 Θ =29°的衍射线的强度比{1(28/29)值}分别满足下述条件1(14/29)值≥ O. 015，和I (28/29)值≤O. 08，其中所述强度比是由通过在空气中在1100°C的温度条件下加热5小时后使用CuKa的X射线衍射测量而获得的X射线衍射图计算的。2.根据权利要求1的氧化铈-氧化锆基复合氧化物，其中在所述复合氧化物中形成具有铈离子和锆离子的有序排列结构的晶相。3.根据权利要求1和2任一项的氧化铈-氧化锆基复合氧化物，其中在扫描电子显微镜的视场(500X的放大率)中被颗粒占据的面积的百分比的平均值是50%或更多。4.根据权利要求1至3任一项的氧化铈-氧化锆基复合氧化物，其中在扫描电子显微镜的视场(500 X的放大率)中晶粒直径的平均值(数基平均值)是2. 2至4. 5 μ m。5.制备包含氧化铈和氧化锆的复合氧化物的氧化铈-氧化锆基复合氧化物的方法，该方法包括下述步骤在400至3500kgf/cm2的压力将氧化铈-氧化锆固溶体粉末压缩-模塑，所述氧化铈-氧化锆固溶体粉末中铈与锆的含量比以摩尔比计([铈]:[锆])在43 57至48 5...

【专利技术属性】
技术研发人员：森川彰，山村佳惠，须田明彦，高桥直树，久野央志，信川建，千叶明哉，藤井龙太，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，株式会社科特拉，
类型：
国别省市：