[发明专利]一种CeO2/γ-Al2O3多级结构复合微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明属无机功能材料领域，涉及一种CeO₂/γ-Al₂O₃复合材料的制备方法，具体地说，是涉及一种CeO₂/γ-Al₂O₃多级结构复合微球的制备方法。

背景技术

γ-Al₂O₃具有表面积大、吸咐性能好、表面酸性等特点，在石油化工行业中被广泛地用作催化剂、催化剂载体和吸附剂。CeO₂是稀土氧化物中活性最高的一个氧化物,具有较高的储氧能力和释放氧的能力、较强的氧化-还原性能力。因而在催化研究中作为催化剂、催化剂载体和助催化剂的应用越来越被人们所重视。

将CeO₂与γ-Al₂O₃复合制备的CeO₂/γ-Al₂O₃复合纳米结构催化剂，既体现了CeO₂储氧载体材料的储氧性能，又保持γ-Al₂O₃载体材料的织构性能。CeO₂的存在不仅可以提高催化剂的催化活性，而且能改善催化剂的抗烧结性能和高温热稳定性，提高催化剂的寿命。CeO₂/γ-Al₂O₃纳米复合材料成为汽车尾气三效催化、化工和环保领域的重要催化剂研究对象。为此，人们研究了很多方法用于制备CeO₂/Al₂O₃复合催化剂，如，载体浸渍法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、燃烧法、水热法等。例如，郁青春等采用浸渍法制备了CeO₂/Al₂O₃复合催化剂并研究了其烟气条件下的硫化性能（郁青春等，电力环境保护，2007,23(17):17）。宋晓岚等采用共沉淀法制备了CeO₂/Al₂O₃复合纳米晶（宋晓岚等，稀土，2004,25(6):10）。Ferreira等采用溶胶-凝胶法制备了CeO₂-Al₂O₃氧化物混合体（A.P.Ferreira,D.Zanchet,R.Rinaldi,Applied Catalysis.A,2010,388:45）。Nhiema等采用燃烧法制备了蜂巢状的CeO₂/Al₂O₃纳米结构（D.N.Nhiema,L.M.Daia,N.D.Vana,D,T,Limb,Ceramics International.,2013,39(3):3381）。发明专利CN2005100870439公开了一种高效的可再生的烟气脱硫剂及其制备方法，先制备Al₂O₃载体，再用浸渍法制备CeO₂/Al₂O₃脱硫剂。发明专利]CN200510071083.4公开了一种铈铝复合氧化物储氧材料及其制备方法，通过热分解Ce³⁺、Al³⁺离子的柠檬酸络合物得到产物，3nm大小的Al₂O₃微晶分散在CeO₂晶粒间隙之中。

上述制备方法得到的大都是纳米颗粒或其无规聚集体，没有进行结构和形貌的调控。研究表明，催化剂的性能不但与其组成有关，与其形态结构和形貌也有很大关系。因此，复杂结构和形貌CeO₂/Al₂O₃复合材料的制备对高性能催化剂的开发具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，寻求设计一种CeO₂/γ-Al₂O₃多级结构复合材料的制备方法，所得CeO₂-Al₂O₃产物体现了纳米结构的形貌、尺寸效应和结构效应，具有高的催化性能，也可作为复合载体用于新型催化剂的制备。