本發(fā)明屬于汽車尾氣催化，尤其涉及一種cuce復(fù)合氣凝膠催化材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人民生活質(zhì)量不斷提高，機(jī)動車保有量飛快增長。由于燃油汽車的數(shù)量不斷增加導(dǎo)致汽車尾氣排放量增加，給我們賴以生存的環(huán)境帶來了災(zāi)難性的傷害。汽車尾氣中的污染物主要有四種，碳?xì)浠衔?、一氧化碳、顆粒物和氮氧化物。汽車尾氣污染物的排放主要來源于燃油機(jī)動車。這些污染物的排放會對人們的身體造成很大的威脅，例如co進(jìn)入人體內(nèi)與血紅蛋白相結(jié)合，嚴(yán)重危害人們的身體健康。hc和nox會發(fā)生反應(yīng)生成光化學(xué)煙霧，光化學(xué)煙霧能夠使人的身體受到嚴(yán)重傷害，也能夠?qū)е罗r(nóng)產(chǎn)品大量減產(chǎn)。nox容易與o2發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)生成物能夠?qū)е滤嵊甑漠a(chǎn)生，酸雨對生物以及建筑物造成危害。顆粒物(pm)是導(dǎo)致霧霾的主要原因之一。

2、針對以上問題，為了使人們的身體和環(huán)境少一些傷害，相關(guān)部門研究制定了相關(guān)法規(guī)。對于汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)變得更加嚴(yán)格。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種cuce復(fù)合氣凝膠催化材料及其制備方法和應(yīng)用，通過合成ceo2氣凝膠載體，使其提供豐富的孔隙率、比表面積和酸性位點，在負(fù)載銅氧化物，開發(fā)出具有高比表面積、高分散性、高深度催化氧化能力的cuce復(fù)合氧化物氣凝膠催化材料。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、一種cuce復(fù)合氣凝膠催化材料，以ceo2氣凝膠為載體，所述載體上負(fù)載有過渡金屬氧化物銅，根據(jù)銅鈰摻雜比的不同，具體為銅鈰之間存在較強(qiáng)的協(xié)同作用，這種效應(yīng)可以提高催化劑的氧化還原能力和儲氧能力，而銅的引入可以提高鈰基催化劑的氧化還原性能，形成活性氧物種。

4、進(jìn)一步地，所述ceo2氣凝膠中，硝酸鈰固定為0.02mol，n(ce):n(cu)＝1:(0.1-0.3)，不同銅鈰含量對氣凝膠存在影響，具體影響為：銅可以促進(jìn)鈰的氧化還原反應(yīng)，增強(qiáng)催化劑的氧化還原能力，適當(dāng)?shù)你~鈰比例可以優(yōu)化催化劑的活性位點，有助于在高溫下保持催化劑的結(jié)構(gòu)和活性，防止燒結(jié)失活，提高催化效率。

5、進(jìn)一步地，所述過渡金屬氧化物為氧化銅(cuo)。

6、本發(fā)明還提供一種所述的cuce復(fù)合氣凝膠催化材料的制備方法，包括如下步驟：

7、s1：將ce(no3)3溶解在水中，得到鈰鹽水溶液，在室溫下將所述水溶液與氨水溶液共滴入水中，攪拌，控制ph值為堿性，滴定結(jié)束后陳化，抽濾，洗滌；

8、s2：將s1洗滌后的物質(zhì)進(jìn)行超臨界二氧化碳干燥，自然冷卻至室溫后得到ceo2氣凝膠；

9、s3：將所述ceo2氣凝膠浸漬于銅鹽溶液中，攪拌，干燥，焙燒，得到所述cuce復(fù)合氣凝膠催化材料。

10、進(jìn)一步地，s1中，控制ph值為9±0.5；滴定在30min內(nèi)完成；所述陳化的時間為30min；所述洗滌為先用水洗滌，再用無水乙醇洗滌。本發(fā)明先用蒸餾水洗滌除去凝膠中的硝酸鹽，然后用無水乙醇洗滌除去其中水分。

11、進(jìn)一步地，s2中，進(jìn)行超臨界二氧化碳干燥時，壓力為15mpa，溫度為50℃，保壓時間為4h，泄壓速率為2mpa/h。

12、進(jìn)一步地，s3中，攪拌時間為30min；干燥溫度為80℃；所述焙燒為在500℃焙燒4h。

13、本發(fā)明還提供所述cuce復(fù)合氣凝膠催化材料在汽車尾氣催化劑中的應(yīng)用。

14、進(jìn)一步地，所述cuce復(fù)合氣凝膠催化材料用于催化co和no尾氣。

15、本方法制備的催化劑，以鈰基氣凝膠作為載體，負(fù)載過渡金屬氧化物，利用銅鈰之間的協(xié)同效應(yīng)和鈰氣凝膠的高孔隙率和豐富的酸性位點，對汽車尾氣進(jìn)行凈化。鈰氣凝膠特殊的結(jié)構(gòu)可以為活性組分提供豐富的錨定位點，使銅氧化物以納米顆粒形式完全分散，形成高度復(fù)合氧化物催化劑。該催化劑在反應(yīng)溫度200～600℃時，可將co氧化為co2，no還原為n2。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術(shù)效果：

17、本發(fā)明以ceo2氣凝膠為載體，負(fù)載銅氧化物，利用ceo2氣凝膠的高孔隙率和豐富的酸性位點，可促使底物分子的快速吸附和分解，使銅氧化物以納米顆粒形式完全分散，形成高度復(fù)合氧化物催化劑。其中活性組分cuo與ceo2氣凝膠載體直接的高度復(fù)合，提高了催化劑對汽車尾氣的深度催化氧化還原能力。

技術(shù)特征：

1.一種cuce復(fù)合氣凝膠催化材料，其特征在于，以ceo2氣凝膠為載體，所述載體上負(fù)載有過渡金屬氧化物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cuce復(fù)合氣凝膠催化材料，其特征在于，銅鹽為三水合硝酸銅，鈰鹽為六水合硝酸鈰。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cuce復(fù)合氣凝膠催化材料，其特征在于，n(ce):n(cu)＝1:(0.1-0.3)。

4.一種權(quán)利要求1-3任一項所述的cuce復(fù)合氣凝膠催化材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的cuce復(fù)合氣凝膠催化材料的制備方法，其特征在于，s1中，控制ph值為9±0.5；滴定在30min內(nèi)完成；所述陳化的時間為30min；所述洗滌為先用水洗滌，再用無水乙醇洗滌。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的cuce復(fù)合氣凝膠催化材料的制備方法，其特征在于，s2中，進(jìn)行超臨界二氧化碳干燥時，壓力為15mpa，溫度為50℃，保壓時間為4h，泄壓速率為2mpa/h。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的cuce復(fù)合氣凝膠催化材料的制備方法，其特征在于，s3中，攪拌時間為30min；干燥溫度為80℃；所述焙燒為在500℃焙燒4h。

8.權(quán)利要求1-3任一項所述的cuce復(fù)合氣凝膠催化材料在汽車尾氣催化劑中的應(yīng)用。

9.權(quán)利要求1-3任一項所述的cuce復(fù)合氣凝膠催化材料在催化co和no尾氣中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種CuCe復(fù)合氣凝膠催化材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于汽車尾氣催化技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明提出了一種CuCe復(fù)合氣凝膠催化材料及其制備方法和應(yīng)用，通過合成CeO<subgt;2</subgt;氣凝膠載體，使其提供豐富的孔隙率、比表面積和酸性位點，在負(fù)載銅氧化物，開發(fā)出具有高比表面積、高分散性、高深度催化氧化能力的CuCe復(fù)合氧化物氣凝膠催化材料。

技術(shù)研發(fā)人員：龔志軍,張雨璇,姜明明,賈智元
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10