一种铈锆固溶体的制备方法以及调控铈锆固溶体铈价态比与氧空位浓度的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115974549A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211540843.1(22)申请日2022.12.02(71)申请人常州大学地址213164江苏省常州市武进区湖塘镇滆湖中路21号(72)发明人王鹏戴亚东张佳佳赵宇培(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师王姗(51)Int.Cl.C04B35/48(2006.01)C04B35/50(2006.01)C04B35/632(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图17页(54)发明名称一种铈锆固溶体的制备方法以及调控铈锆固溶体铈价态比与氧空位浓度的方法(57)摘要一种铈锆固溶体的制备方法以及调控铈锆固溶体铈价态比与氧空位浓度的方法，具体方法如下步骤：（1）调控氢键受体与供体比例，制备低共熔溶剂；（2）铈前驱与锆前驱体加入低共熔溶剂，加热搅拌3小时；（3）将步骤（2）所得悬浊液离心，水洗，醇洗，干燥以及焙烧后得到所述铈锆固溶体。本方法采用不同低共熔溶剂以调控铈锆固溶体的结构性质，该制备体系具有价格低廉、条件温和、绿色可控等优点，可调控铈锆固溶体的铈价态比以及氧空位含量，应用前景良好。CN115974549ACN115974549A权利要求书1/1页1.一种铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，步骤如下：步骤一.调控氢键受体与供体比例，制备低共熔溶剂；步骤二.将铈前驱与锆前驱体加入低共熔溶剂，并添加沉淀剂，加热搅拌得到悬浊液；步骤三.将所得悬浊液离心，水洗，醇洗，干燥以及焙烧后得到所述铈锆固溶体。2.根据权利要求1所述的一种铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，所述步骤一中低共熔溶剂包括固体组分Ⅰ和液体组分Ⅱ或者固体组分Ⅰ和固体组分Ⅱ，所述沉淀剂为NaOH，（1）当所述低共熔溶剂包括固体组分Ⅰ和液体组分Ⅱ时，固体组分Ⅰ为氯化胆碱、三氯化铈、氢氧化钠或2‑甲基咪唑，当固体组分Ⅰ为氯化胆碱时，液体组分Ⅱ为乙二醇或丙三醇；当固体组分Ⅰ为三氯化铈时，液体组分Ⅱ为乙二醇；当固体组分Ⅰ为氢氧化钠时，液体组分Ⅱ为聚乙二醇200；当固体组分Ⅰ为2‑甲基咪唑时，液体组分Ⅱ为丙三醇；（2）当低共熔溶剂包括固体组分Ⅰ和固体组分Ⅱ时，固体组分Ⅰ为氯化胆碱、柠檬酸或硝酸铈，当固体组分Ⅰ为氯化胆碱时，固体组分Ⅱ为尿素或N,N‑二甲基脲；当固体组分Ⅰ为柠檬酸时，固体组分Ⅱ为N,N‑二甲基脲或L‑脯氨酸；当固体组分Ⅰ为硝酸铈时，固体组分Ⅱ为L‑脯氨酸。3.根据权利要求2所述的一种铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，所述氯化胆碱与乙二醇或丙三醇的摩尔比为1:2；三氯化铈与乙二醇的摩尔比为1:2；氢氧化钠与聚乙二醇200的摩尔比为1:44；2‑甲基咪唑与丙三醇的摩尔比为1:2；氯化胆碱与尿素或N,N‑二甲基脲的摩尔比为1:2；柠檬酸与N,N‑二甲基脲的摩尔比为2:3；柠檬酸与L‑脯氨酸的摩尔比为1:2；L‑脯氨酸与硝酸铈的摩尔比为1:2，铈前驱与锆前驱体的混合物与沉淀剂的摩尔比为1:1，铈前驱与锆前驱体的混合物与低共熔溶剂的比值为0.015mol：30mL。4.根据权利要求1所述的一种铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，所述步骤二中铈前驱体为铈盐，所述锆前驱体为硝酸氧锆。5.根据权利要求1所述的一种铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，所述步骤二中铈前驱体为硝酸铈和氯化铈中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，所述步骤二中加热搅拌的条件为120℃条件下搅拌3h。7.根据权利要求1所述的一种铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，所述步骤三中焙烧条件为升温速率5℃/min，500℃保温4h。8.根据权利要求1所述的一种铈锆固溶体的制备方法，其特征在于，所述步骤一中80℃油浴条件下搅拌至均匀液体制备低共熔溶剂。9.基于权利要求2所述铈锆固溶体的制备方法调控铈锆固溶体铈价态比与氧空位浓度的方法，其特征在于，根据用途和需求，通过调控权利要求2所述低共熔溶剂的组分组成，对最终制备的铈锆固溶体的铈价态比和氧空位含量进行调变。2CN115974549A说明书1/8页一种铈锆固溶体的制备方法以及调控铈锆固溶体铈价态比与氧空位浓度的方法技术领域[0001]本发明属于固溶体材料合成领域，具体涉及一种铈锆固溶体的制备方法以及调控铈锆固溶体铈价态比与氧空位浓度的方法。[0002]背景技术[0003]铈锆固溶体是一类性能优良的储氧材料，相较于传统的氧化铈，铈锆固溶体具有良好的热稳定性和氧化还原能力，广泛应用于催化剂载体、助剂等。这主要得益于氧化铈材料中均匀掺杂的锆，在提高稳定性的同时可以促进更多的氧缺陷位生成，有效的解决氧化铈在高温、有水蒸气存在的反应体系中稳定性差的问题。目前所报道的固溶体的制备方法有：