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一种用于汽车尾气处理的钙钛矿型催化剂及其制备方法 0 0

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申请进展

基本信息

申请人信息

代理人信息

摘要

法律状态

权利要求

说明书

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2013-01-02

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2013-05-15

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2014-11-05

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2033-01-02

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201310000337.8	申请日	2013-01-02
公开/公告号	CN103041802B	公开/公告日	2014-11-05
授权日	2014-11-05	预估到期日	2033-01-02
申请年	2013年	公开/公告年	2014年
缴费截止日
分类号	B01J23/34 、B01J23/83 、B01D53/94 、B01D53/72 、B01D53/56	主分类号	B01J23/34
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	0
权利要求数量	1	非专利引证数量	0
引用专利数量	0	被引证专利数量	0
非专利引证
引用专利		被引证专利
专利权维持	5	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	桂林理工大学	第一申请人	桂林理工大学
专利权人	桂林理工大学	当前专利权人	桂林理工大学
发明人	刘来君、黄延民、史丹平、郑少英、方亮	第一发明人	刘来君
地址	广西壮族自治区桂林市建干路12号	邮编
申请人数量	1	发明人数量	5
申请人所在省	广西壮族自治区	申请人所在市	广西壮族自治区桂林市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

摘要

本发明公开了一种用于净化汽车尾气的钙钛矿型催化剂及其制备方法。该催化剂的组成通式为HoMe3Al4O12，其中Me=Mn、Cu或Fe。本发明的钙钛矿型催化剂的最终烧结过程在2~8GPa下进行，合成了纯的钙钛矿化合物。该化合物能够形成AlO6八面体，AlO6八面体具有很强的刚性，在高温下能保持稳定，使该催化剂不易中毒。另外，由于这些化合物能够产生大量的氧空位，催化剂中的氧空位在与汽车尾气发生作用的过程中，吸附/解吸更多的氧，能够促进CO和NO向对环境无污染的CO2和NO2转化，提高转化效率。

摘要附图

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2014-11-05	授权
2	2013-05-15	实质审查的生效	IPC(主分类): B01J 23/34 专利申请号: 201310000337.8 申请日: 2013.01.02
3	2013-04-17	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种用于净化汽车尾气的钙钛矿型催化剂，其特征在于钙钛矿型催化剂的组成通式为HoMe3Al4O12，其中Me=Mn、Cu或Fe；
所述的钙钛矿型催化剂的制备方法具体步骤为：
（1）以氧化铁、氧化铜、氧化钬、二氧化锰和氧化铝为原料，按HoMe3Al4O12的化学计量比进行配料，其中Me=Mn、Cu或Fe；
（2）将步骤（1）称量好的原料放在尼龙或氧化锆球磨罐中，以无水乙醇和氧化锆球做为球磨介质，所加的无水乙醇质量为原料质量的1~2.5倍，所加的氧化锆球质量为原料质量的2~8倍，并以250~400转/分钟的球磨速度球磨4～24小时，然后将球磨后浆料烘干；
（3）将步骤（2）所得的混合粉料放入氧化铝坩埚中，以5～10℃/分钟的升温速率至
700～900℃温度范围内预烧1～8小时；
（4）将步骤（3）所得的粉体经二次球磨，球磨条件与步骤（2）的球磨条件相同，然后烘干、压制成型，以5~30℃/分钟的升温速率至900～1100℃烧结1～10小时，整个烧结过程均在2~8 GPa下进行，即得到钙钛矿型催化剂HoMe3Al4O12，其中Me=Mn、Cu或Fe；
所述氧化铁、氧化铜、氧化钬、二氧化锰和氧化铝均为分析纯。

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于净化汽车尾气的钙钛矿型催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域。

背景技术

[0002] 汽车尾气净化是环境保护研究中的热点课题之一。现行的催化剂主要是用载体型的铂或铂-钯催化剂，其中的贵金属含量较高。为了降低成本，保护环境，提出可用稀土元素制成钙钛矿型化合物来代替贵金属，因此钙钛矿型化合物在汽车尾气净化领域就日益成为研究热点。

[0003] 近年来，有很多学者报道了钙钛矿型的催化剂的相关研究。其中1971年Libby提出钴酸盐，1972年Voorhoeve等提出亚锰酸盐，1974年又提出复合钙钛矿Ba2CoWO6。1972年，Wiswanathan [Wiswanathan B., CO oxidation and NO reduction on perovskite oxides, Catal Rev- Sci Eng., 1992, 34 (4): 337~354] 对钙钛矿型氧化物作过系统的评述，其中对LaCoO3的初步检验表明，在CO高浓度时NOX可达到高的转化率，在CO低浓度时CO和HCX可达到高的转化率。钙钛矿型氧化物之所以有催化效果，主要是由于其中能形成大量的氧空位，氧空位能吸附/解吸大量氧，吸附氧与阳离子的结合比晶格氧要弱，能够提高低温下对CH4和NO的氧化活性。钙钛矿型催化剂不仅能减少贵金属的使用，同时使催化剂保持优良的低温活性。因此，这类催化剂成为众多科研工作者追求的目标。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种净化汽车尾气的钙钛矿型催化剂及制备方法。该催化剂用于净化汽车尾气，对CH4和NO气体具有较高的转化效率。

[0005] 净化汽车尾气的钙钛矿催化剂，其结构式为HoMe3Al4O12，其中Me=Mn、Cu或Fe。

[0006] 上述的净化汽车尾气的钙钛矿催化剂的制备方法具体步骤为：

[0007] （1）以氧化铁、氧化铜、氧化钬、二氧化锰和氧化铝为原料，按HoMe3Al4O12的化学计量比进行配料，其中Me=Mn、Cu或Fe。

[0008] （2）将步骤（1）称量好的原料放在尼龙或氧化锆球磨罐中，以无水乙醇和氧化锆球做为球磨介质，所加的无水乙醇质量为原料质量的1~2.5倍，所加的氧化锆球质量为原料质量的2~8倍，并以250~400转/分钟的球磨速度球磨4～24小时，然后将球磨后浆料烘干。

[0009] （3）将步骤（2）所得的混合粉料放入氧化铝坩埚中，以5～10℃/分钟的升温速率至700～900℃温度范围内预烧1～8小时。

[0010] （4）将步骤（3）所得的粉体经二次球磨，球磨条件与步骤（2）的球磨条件相同，然后烘干、压制成型，以5~30℃/分钟的升温速率至900～1100℃烧结1～10小时，整个烧结过程均在2~8 GPa下进行，即可得到纯的钙钛矿型的催化剂HoMe3Al4O12，其中Me=Mn、Cu或Fe。

[0011] 所述氧化铁、氧化铜、氧化钬、二氧化锰和氧化铝均为分析纯。

[0012] 与现有的净化汽车尾气的催化剂相比，本发明的钙钛矿型催化剂可以形成AlO6八面体，AlO6八面体具有很强的刚性，在高温下能保持稳定，使该催化剂不易中毒。另外，由于这些化合物中存在锰、铁、铜的化合价不稳定的金属阳离子，在高温烧结过程中，部分容易还原导致化合价降低，从而产生大量的氧空位。催化剂中的氧空位在与汽车尾气发生作用的过程中，吸附/解吸更多的氧，能够促进CO和NO向对环境无污染的CO2和NO2转化，提高转化效率。因此本发明中所公开的钙钛矿型催化剂HoMe3Al4O12（其中Me=Mn、Cu或Fe）具有很好的高温稳定性和高的转化效率。

实施方案

[0016] 实施例1：

[0017] 钙钛矿型催化剂HoMn3Al4O12。

[0018] （1）以氧化钬、二氧化锰和氧化铝为原料，按HoMn3Al4O12的化学计量比进行配料。

[0019] （2）将步骤（1）称量好的原料放在尼龙球磨罐中，以无水乙醇和氧化锆球做为球磨介质所加的无水乙醇质量为原料质量的1倍，所加的氧化锆球质量为原料质量的2倍，并以400转/分钟的球磨速度球磨4小时，然后将球磨后浆料烘干。

[0020] （3）将步骤（2）所得的混合粉料放入氧化铝坩埚中，以5℃/分钟的升温速率至800℃温度范围内预烧8小时。

[0021] （4）将步骤（3）所得的粉体经二次球磨，球磨条件与步骤（2）的球磨条件相同，然后烘干、压制成型，以5℃/分钟的升温速率至1000℃烧结4小时，整个烧结过程均在2 GPa下进行，即可得到钙钛矿型的催化剂HoMn3Al4O12。

[0022] 所述氧化钬、二氧化锰和氧化铝均为分析纯。

[0023] 实施例2：

[0024] 钙钛矿型催化剂HoCu3Al4O12。

[0025] （1）以氧化钬、氧化铜和氧化铝为原料，按HoCu3Al4O12的化学计量比进行配料。

[0026] （2）将步骤（1）称量好的原料放在氧化锆球磨罐中，以无水乙醇和氧化锆球做为球磨介质，所加的无水乙醇质量为原料质量的1.5倍，所加的氧化锆球质量为原料质量的6倍，并以300转/分钟的球磨速度球磨12小时，然后将球磨后浆料烘干。

[0027] （3）将步骤（2）所得的混合粉料放入氧化铝坩埚中，以8℃/分钟的升温速率至700℃温度范围内预烧4小时。

[0028] （4）将步骤（3）所得的粉体经二次球磨，球磨条件与步骤（2）的球磨条件相同，然后烘干、压制成型，以10℃/分钟的升温速率至900℃烧结10小时，整个烧结过程均在5 GPa下进行，即可得到钙钛矿型的催化剂HoCu3Al4O12。

[0029] 所述氧化钬、氧化铜和氧化铝均为分析纯。

附图说明

[0013] 图1为实施例1中制备的催化剂对于CH4和NO的还原活性曲线。

[0014] 图2为实施例2中制备的催化剂对于CH4和NO的还原活性曲线。

[0015] 图3为实施例3中制备的催化剂对于CH4和NO的还原活性曲线。

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