複合納米高性能稀土儲氧材料的製備科學與技術

《複合納米高性能稀土儲氧材料的製備科學與技術》是依託四川大學，由陳耀強擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：複合納米高性能稀土儲氧材料的製備科學與技術
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳耀強
• 依託單位：四川大學

項目摘要

複合納米高性能稀土儲氧材料是滿足國5及以上排放標準的汽油車尾氣淨化催化劑的源頭技術和核心技術。研究和掌握複合納米高性能稀土儲氧材料的製備科學規律及製備方法和條件與材料的結構、織構、儲氧/釋氧性能和氧化還原性能的內在聯繫規律。研究稀土納米晶粒的種類，尺度，形貌和比例對複合納米高性能稀土儲氧材料的織構性能，儲氧性能和抗老化性能的影響規律。研究由不同的稀土納米晶構成的複合納米高性能稀土儲氧材料特有的的納米相界面特徵和由不同稀土納米晶構成的孔表面特徵，研究複合納米高性能稀土儲氧材料與Pt，Rh，Pd的相互作用規律。研製出具有優異織構性能，儲氧性能，抗高溫老化性能和獨特表面性能的複合納米高性能稀土儲氧材料。揭示製備過程對儲氧材料的物相、織構和儲氧性能的影響規律，揭示材料的儲氧/釋氧機制和抗高溫老化機制。

結題摘要

汽油車尾氣淨化催化劑是近年來在催化領域發展最成功的範例。汽油車尾氣淨化催化劑的發展是由各國政府不斷加嚴的排放標準推動的。而稀土儲氧材料是控制和提高汽油車尾氣淨化催化劑性能的關鍵。稀土儲氧材料要面對：極端苛刻的反應條件，高溫高空速非穩態；催化反應體系複雜，氧化還原反應都同時存在。因此稀土儲氧材料要具有高比表面，大孔容，高溫下穩定。稀土儲氧材料的發展方向是依靠對製備過程的精細設計和精確控制。 本項目的主要研究內容為複合納米高性能稀土儲氧材料的製備規律、織構性能與製備條件的關係。如起始物的選擇、組合和配比、製備條件對材料的結構織構和性能的規律，高溫老化對稀土儲氧材料的性能的影響規律。高性能稀土儲氧材料用於汽油車淨化催化劑的性能研究。 共研究了六種稀土儲氧材料，其中含Al2O3儲氧材料五種，具有中等Ce含量的稀土儲氧材料一種。其中含Al2O3儲氧材料經過1000℃5h老化後的比表面積超過100m2/g，孔容超過0.5ml/g，儲氧量達到800µmol•g-1。而中等鈰含量的儲氧材料老化後的比表面積也達到50m2/g，孔容達到0.17ml/g，儲氧量超過400µmol•g-1。解決了影響儲氧材料的比表面和儲氧量，特別是老化後的比表面和儲氧量下降程度大的關鍵問題，結果表明5種材料的織構性能和儲氧性能均達到了預期要求，處於國內領先，國際相當水平。為催化劑的製備奠定了堅實的基礎。製備的催化材料用於汽油車尾氣淨化催化劑，其中新鮮密偶催化劑中HC的起燃溫度低於250℃，老化後的起燃溫度僅280℃；新鮮三效催化劑的HC起燃溫度僅260℃，老化三效催化劑的起燃溫度約320℃，老化催化劑的CO和NOx的起燃溫度低於200℃。催化劑的性能能夠滿足高標準的排放要求。