王莉
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王书明
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张力
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.02.022
铈锆固溶体作为储氧材料在三效催化剂中起着不可替代的作用.从外围电子排布角度,分析稀土元素铈所具有的独特4f电子层,从结构上探讨铈离子在萤石结构中所起的作用,从而解释了铈作为储氧材料时所发挥的功效,即可在不同的氧气氛下缓冲氧.采用共沉淀法制备了一系列铈锆比不同(Ce/Zr值分别为2/3,1/1,3/2,3/1)的铈锆固溶体,样品经650℃焙烧6h后,采用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET).程序升温还原(TPR)法、扫描电镜(SEM)分析测定了样品的晶粒度、比表面积、储氧量(OSC),并研究了Zr4+在CeO2晶格的固溶情况.研究发现采用共沉淀法可以成功制备出铈锆比不同的铈锆固溶体.样品具有纳米晶的特征,且XRD谱图显示衍射角随固溶体中Zr4+的增多而增大,由于Zr4+的离子半径小于Ce4+的离子半径,因此随Zr4+的加入产生晶格收缩,晶格常数变小;比表面积数值和储氧能力良好,铈锆比对比表面积和还原性没有显著影响,但储氧量数据却随Zr 4+的加入明显增加;Zr4+的加入量对储氧材料固溶度也有影响,当掺杂Zr4+的量较多时,Zr4+会比较容易进入CeO2晶格.
关键词:
铈锆固溶体
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共沉淀法
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铈锆比
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储氧量
方一航
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张梦贤
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赵先锐
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李志刚
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王焕平
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陈卫平
材料研究学报
以不同摩尔比的Ce(NO3)4·6H2O和Zr(NO3)4·5H2O为固溶体原料,在其中添加适量的丙烯酰胺(C3H5NO)、N'N亚甲基双丙烯酰胺(C7H10N2O2)和过硫酸铵((NH4)2S2O8)作为高分子凝胶剂,制备出高分子凝胶改进铈锆固溶体,研究了Ce/Zr比对铈锆固溶体性能的影响.结果表明,高分子用单体与网络剂的三维聚合网络,分散固溶体的粉体颗粒,煅烧高分子后形成多孔结构;上述两因素的协同作用促进了多孔纳米铈锆固溶体的形成.当C3H5NO与C7H0N2O2的质量比为5∶1、混合溶质的溶度为0.04 mol/L并经合适的热处理可以得到粒径为10-20 nm的铈锆固溶体.X射线衍射结果表明,Ce/Zr摩尔比为3∶7～5∶5时固溶体为四方相结构;Ce/Zr摩尔比升至6∶4～7∶3时固溶体为立方相结构;晶格常数随着Zr+的增多而减小.N2吸附-脱附实验结果表明,Ce/Zr摩尔比为6∶4时固溶体具有优异的比表面积和孔结构数据:比表面积为120.5 m2·g1;孔径达到8.12 nim;孔容高达0.22 cm3/g.扫描电镜观察结果显示,铈锆固溶体具有蜂窝状的多孔性结构.
关键词:
有机高分子材料
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铈锆固溶体
,
高分子凝胶
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铈锆比
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比表面积
