是因為此0SC是由于在晶體晶格內(nèi)的氧移動引起的。本發(fā)明人假定在本發(fā)明中，鐠是至少一種選自鐠、鑭和釔的元素并且導(dǎo)致在Pr60n—3Pr203+02的還原期間的AG(吉布斯自由能)為負值，鐠被引入以促進Ce02的還原，這具有在2Ce02— Ce 203+0.502還原期間的Δ G正值，從而能使得燒綠石型CZ顯示從較低溫度開始的0SC。本發(fā)明人還假設(shè)通過引入稀土元素，其在具有+3價的狀態(tài)下是穩(wěn)定的，例如鑭或釔，處于晶體內(nèi)的氧缺乏由于電荷補償原理而被穩(wěn)定，從而使得不僅能在低溫下顯示0SC，而且改進了燒綠石相的耐熱性。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可以提供:一種基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物，其能充分地抑制氧儲存材料的加熱劣化，并且可以從低至約400°C的溫度充分地顯示氧吸收/釋放功能；一種制備所述復(fù)合氧化物的方法；以及一種用于廢氣提純的催化劑，其包含基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物。
[0019]附圖簡述
[0020]下面將參考附圖描述本發(fā)明具體實施方案的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中相同的數(shù)字代表相同的元件，其中:
[0021]圖1是顯示在實施例1-7和對比例1-5中的每種復(fù)合氧化物中的陽離子比例以及它們的I (14/29)值、I (28/29)值和氧吸收/釋放量的表格。
[0022]實施方案的詳細描述
[0023]下面將詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
[0024]首先，解釋根據(jù)本發(fā)明一個實例的基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物。也就是說，根據(jù)本發(fā)明一個實例的基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物是一種基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物，其含有含氧化鈰和氧化鋯的復(fù)合氧化物，并且含有相對于在基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物中所含的陽離子總量計的0.5-5.0摩爾％的至少一種選自鐠、鑭和釔的元素，其中在基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物中，鈰和至少一種選自鐠、鑭和釔的元素的總含量與鋯含量之間的摩爾比率([鈰和至少一種選自鐠、鑭和釔的元素]:[鋯])是在43:57至48:52的范圍內(nèi)，和當在1100°C的溫度條件下在大氣中加熱5小時并然后通過使用CuK α的X-射線衍射法檢測時，基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物顯示X-射線衍射圖案，其中在2 Θ為14.5°處的衍射線與在2 Θ為29°處的衍射線之間的強度比率{I (14/29)值}以及在2Θ為28.5°處的衍射線與在2 Θ為29°處的衍射線之間的強度比率{I (28/29)值}滿足以下要求:(I (14/29)值)彡[0.02 (I (28/29)值)]彡 0.08。
[0025]根據(jù)本發(fā)明一個實例的基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物需要含有0.5-5.0摩爾％的至少一種選自鐠、鑭和釔的元素，相對于在基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物中所含的陽離子總量計。更優(yōu)選，至少一種所述元素的含量是1.0-3.0摩爾％。在其中至少一種選自鐠、鑭和釔的元素的含量低于所述下限的情況下，不能充分獲得通過促進Ce02還原以使燒綠石類型CZ顯示從較低溫度開始的0SC的作用。同時，在此含量超過所述上限的情況下，不能獲得通過抑制氧化鈰發(fā)生相分離以改進復(fù)合氧化物穩(wěn)定性的效果，導(dǎo)致在高溫耐久性試驗后的氧儲存容量(0SC)不足。
[0026]在根據(jù)本發(fā)明一個實例的基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物中，鈰和至少一種選自鐠、鑭和釔的元素的總含量與鋯含量之間的摩爾比率([鈰和至少一種選自鐠、鑭和釔的元素]:[鋯])應(yīng)當在43:57至48:52的范圍內(nèi)。更優(yōu)選，按照摩爾比率計的此含量比率是在44:56至48:52的范圍內(nèi)。在鈰和至少一種選自鐠、鑭和釔的元素的總含量比例低于所述下限的情況下，與通過抑制氧化鈰發(fā)生相分離以改進復(fù)合氧化物穩(wěn)定性的效果相比，由于富鋯組成導(dǎo)致的0SC降低程度過大，導(dǎo)致在高溫耐久性試驗后的氧儲存容量(0SC)不足。同時，在鈰和至少一種選自鐠、鑭和釔的元素的總含量比例超過所述上限的情況下，不能獲得通過抑制氧化鈰發(fā)生相分離以改進復(fù)合氧化物穩(wěn)定性的效果，導(dǎo)致在高溫耐久性試驗后的氧儲存容量(0SC)不足。
[0027]此外，在根據(jù)本發(fā)明一個實例的基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物中，上述I (14/29)值應(yīng)當是0.02或更大。此值更優(yōu)選是0.030或更大，尤其優(yōu)選是0.033或更大。在1(14/29)值低于所述下限的情況下，有序相的保持率低，導(dǎo)致在高溫耐久性試驗后的氧儲存容量(0SC)不足。對于1(14/29)值沒有特定的上限。但是，從由PDF卡(01-075-2694)計算的燒綠石相的I (14/29)值是上限的觀點考慮，此值優(yōu)選是0.05或更小。
[0028]在根據(jù)本發(fā)明一個實例的基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物中，上述I (28/29)值應(yīng)當是0.08或更小，此值更優(yōu)選是0.06或更小，尤其優(yōu)選是0.04或更小。在I (28/29)值超過所述上限的情況下，不能充分抑制氧化鈰發(fā)生相分離，導(dǎo)致在高溫耐久性試驗后的氧儲存容量(0SC)不足。對于1(28/29)值沒有特定的下限，并且較小的值是優(yōu)選的。
[0029]認為在根據(jù)本發(fā)明一個實例的基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物中，形成結(jié)晶相(有序相或燒綠石相類型的有序排列相)，其具有由鈰離子和鋯離子組成的有序排列結(jié)構(gòu)。由于形成這種有序相，可以充分地抑制氧儲存材料發(fā)生熱劣化，并且復(fù)合氧化物即使在暴露于高溫后也顯示充分高的氧吸收/釋放容量。此外，在根據(jù)本發(fā)明的基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物中，作為在X射線衍射圖案的峰強度之間的比率檢測，有序相與所有結(jié)晶相的比率優(yōu)選是50-100%，更優(yōu)選80-100%。在有序相的比率低于所述下限的情況下，抑制復(fù)合氧化物的氧儲存材料劣化的作用傾向于降低。
[0030]根據(jù)本發(fā)明一個實例，基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物可以還含有至少一種選自與鈰、鐠、鑭和釔不同的稀土元素和堿土金屬的元素。其中引入這些元素的本發(fā)明基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物當作為催化劑的載體用于廢氣提純時，傾向于達到較高的提純廢氣的能力。這些與鈰、鐠、鑭和釔不同的稀土元素的例子包括鈧(Sc)、鈮(Nd)、釤(Sm)、IL (Gd)、鋪(Tb)、鏑(Dy)、鐿(Yb)和镥(Lu)。其中，從當貴金屬被負載時復(fù)合氧化物傾向于顯示與貴金屬之間的增加的相互作用并具有較高親合性的角度考慮，優(yōu)選的是Nd和Sc，更優(yōu)選Nd。堿土金屬元素的例子包括鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)和鐳(Ra)。其中，從當貴金屬被負載時復(fù)合氧化物傾向于顯示與貴金屬之間的增加的相互作用并具有較高親合性的角度考慮，優(yōu)選的是Mg、Ca和Ba。因為具有低電負性的這些與鈰不同的稀土元素和堿土金屬元素顯示與貴金屬之間的強相互作用，所以這些元素傾向于能與貴金屬經(jīng)由在氧化氣氛中的氧組合以抑制貴金屬氣化或燒結(jié)，并充分抑制作為廢氣提純活性點的貴金屬發(fā)生劣化。
[0031 ] 在基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物還含有選自與鈰、鐠、鑭和釔不同的稀土元素和堿土金屬的至少一種元素的情況下，此元素的含量優(yōu)選是1-20質(zhì)量％，更優(yōu)選3-7質(zhì)量％，相對于基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物計。在這些元素的含量低于所述下限的情況下，當貴金屬固定到所得的復(fù)合氧化物上時，傾向于難于充分改進與貴金屬之間的相互作用。另一方面，當此含量超過所述上限時，傾向于導(dǎo)致氧儲存容量(0SC)降低。
[0032]對于基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物的比表面積沒有特別的限制。但是，其比表面積優(yōu)選是0.l_2m2/g，更優(yōu)選0.2-lm2/g。在所述比表面積低于所述下限的情況下，此復(fù)合氧化物傾向于顯示降低的與貴金屬之間的相互作用，并具有降低的氧儲存容量(0SC)。同時，在所述比表面積超過所述上限的情況下，此復(fù)合氧化物傾向于具有較大比例的直徑較小的顆粒，并且具有降低的耐熱性。另外，比表面積可以作為Brunauer-Emmett-Te 11 er (BET)比表面積從吸附等溫線使用BET吸附等溫等式計算。
[0033]下面將描述根據(jù)本發(fā)明制備本發(fā)明的基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物的方法的一個實例。
[0034]根據(jù)本發(fā)明一個實例的制備基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物的方法是一種制備基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物的方法，所述復(fù)合氧化物含有含氧化鈰和氧化鋯的復(fù)合氧化物，此方法包括以下步驟:制備基于氧化鈰-氧化鋯的固溶體粉末，其含有相對于陽離子總量計0.5-5.0摩爾％的至少一種選自鐠、鑭和釔的元素，并且鈰和至少一種選自鐠、鑭和釔的元素的總含量與鋯含量之間的摩爾比率([鈰和至少一種選自鐠、鑭和釔的元素]:[鋯])是在43:57至48:52的范圍內(nèi)；將基于氧化鈰_氧化鋯的固溶體粉末在400-3500kgf/cm2的壓力下加壓成型；然后使得基于氧化鈰-氧化鋯的固溶體粉末在1450-2000°C的溫度條件下進行還原處理以得到基于氧化鈰-氧化鋯的復(fù)合氧化物。
[0035]根據(jù)本發(fā)明一個實例，包含氧化鈰和氧化鋯的固溶體的粉末(基于氧化鈰-氧化鋯的固溶體粉末)應(yīng)當含有0.5-5.0摩爾％的至少一種選自鐠、鑭和