一种汽车尾气净化用储氧材料技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种用于汽车尾气净化用储氧材料。
背景技术
在汽车行驶过程中，其空燃比很难精确控制，因为实际工况总是在稀薄燃烧和浓
缩燃烧之间变动，影戏借助于氧传感器保持空燃比在计量比附近摆动，其频率和幅度因催
化剂的不同而不同，因此催化剂交替处在富养和贫氧状态，因此需要在催化剂中添加一定
量的物质来控制催化剂的储氧量。
大量的研究报导催化剂中添加稀土氧化物和过渡金属氧化物可大大地减少贵金
属的用量，同时不会降低催化剂的活性。因此，将稀土和过渡金属有效的结合起来，不仅可
以满足日益严格的汽车尾气排放标准，而且能提高催化剂的活性和使用寿命。在使用的稀
土元素中铈是最受重视的元素之一，研究表明，在废气净化催化剂中，Ce具有多种功能：储
存及释放氧，为了使催化剂在贫氧状态下更好地氧化HC和CO，以及在富氧条件下更好地还
原NO，常借助于催化剂涂层中的氧化铈来改善尾气条件下的氧化-还原反应，起到吸氧及释
氧的作用。
铈锆固溶体的储氧性能与其晶相结构、热稳定性、孔隙率和比表面积紧密相关。将
铈锆固溶体制备纳米多孔材料，有利于改善其储氧性能，性能优良的铈锆固溶体不但能够
提高催化效率并延长催化剂寿命，而且能降低贵金属的使用量。然而，不同是制备方法制备
得到的铈锆固溶体晶相结构、孔隙率和比表面积不同，因此其性能相差很大。
发明内容
本发明的目的在于提出一种汽车尾气净化用储氧材料，其储氧能力好、热稳定性
强，而且在其中添加的第三组分(非贵金属、稀土金属等)具有很好的协同作用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种汽车尾气净化用储氧材料，其为(Ce0.6Zr0.4)1-xFexO2-x/2，所述储氧材料如下方
法制备，包括：
(1)将可溶性铈盐、可溶性锆盐、可溶性铁盐和柠檬酸溶于无水乙醇中，室温下搅
拌，直至变为乳白色；
(2)60-80℃下水浴加热，直至溶液变为透明溶胶；
(3)在透明溶胶中加入浓硝酸，直至生成黄色凝胶，继续水浴加热直至生成发泡凝
胶；
(4)将发泡凝胶烘干，研磨成粉末；
(5)380-420℃下焙烧60-90min，然后升温到580-620℃焙烧5-8h，得到所述储氧材
料。
优选的，x的取值为0.48-0.62，优选0.5。
本发明的Ce-Zr-Fe固溶体中，Fe的存在方式主要有3种，Fe含量较低时，Fe与CeZr
形成替代式固溶体，随着Fe含量的增加，Fe与CeZr形成填隙式固溶体，Fe存在于固溶体的晶
格里，当Fe含量继续增大，未进入CeZr固溶体晶格中的Fe独立成相Fe2O3。因此本发明控制Fe
的含量为0.48-0.62，使得其形成填隙式固溶体，得到最大的储氧量和催化作用的平衡。
本发明所用可溶性铈盐、可溶性锆盐、可溶性铁盐，优选硝酸盐。
在铈锆固溶体中，Fe组分的添加主要是对铈锆固溶体的晶胞参数产生影响，进而
改变其储氧性能。不同方法下，即使加入同样组分，其得到的固溶体，晶胞参数也不尽相同。
本发明制备得到的铈锆固溶体，具有优异的储氧性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种汽车尾气净化用储氧材料，其为(Ce0.6Zr0.4)1-xFexO2-x/2，所述储氧材料如下方
法制备，包括：
(1)将可溶性铈盐、可溶性锆盐、可溶性铁盐和柠檬酸溶于无水乙醇中，室温下搅
拌，直至变为乳白色；
(2)60℃下水浴加热，直至溶液变为透明溶胶；
(3)在透明溶胶中加入浓硝酸，直至生成黄色凝胶，继续水浴加热直至生成发泡凝
胶；
(4)将发泡凝胶烘干，研磨成粉末；
(5)380℃下焙烧60min，然后升温到580℃焙烧5h，得到所述储氧材料。
实施例2
一种汽车尾气净化用储氧材料，其为(Ce0.6Zr0.4)1-xFexO2-x/2，所述储氧材料如下方
法制备，包括：
(1)将可溶性铈盐、可溶性锆盐、可溶性铁盐和柠檬酸溶于无水乙醇中，室温下搅
拌，直至变为乳白色；
(2)80℃下水浴加热，直至溶液变为透明溶胶；
(3)在透明溶胶中加入浓硝酸，直至生成黄色凝胶，继续水浴加热直至生成发泡凝
胶；
(4)将发泡凝胶烘干，研磨成粉末；
(5)420℃下焙烧90min，然后升温到620℃焙烧8h，得到所述储氧材料。
实施例3
一种汽车尾气净化用储氧材料，其为(Ce0.6Zr0.4)1-xFexO2-x/2，所述储氧材料如下方
法制备，包括：
(1)将可溶性铈盐、可溶性锆盐、可溶性铁盐和柠檬酸溶于无水乙醇中，室温下搅
拌，直至变为乳白色；
(2)70℃下水浴加热，直至溶液变为透明溶胶；
(3)在透明溶胶中加入浓硝酸，直至生成黄色凝胶，继续水浴加热直至生成发泡凝
胶；
(4)将发泡凝胶烘干，研磨成粉末；
(5)380-420℃下焙烧80min，然后升温到600℃焙烧6h，得到所述储氧材料。
在实施例1-3中，x取值0.5。
实施例1-3的铈锆固溶体，经试验验证，其储氧量在2300-3000μmol/g，对于NO的转
化率从400℃起燃，对于碳氢化合物从300℃起燃。
对比例1-3
将x取值变为0.4，其余与实施例1-3相同。
对比例1-3的铈锆固溶体，经试验验证，其储氧量在800-1100μmol/g，对于NO的转
化率从560℃起燃，对于碳氢化合物从420℃起燃。效果明显差于实施例1-3，说明特定含量
的Fe与铈锆固溶体的联用，起到协同作用。
对比例4-6
将制备方法替换为共沉淀法，其余与实施例1-3相同。
对比例4-6的铈锆固溶体，经试验验证，其储氧量在1300-1600μmol/g，对于NO的转
化率从510℃起燃，对于碳氢化合物从430℃起燃。其效果明显差于实施例1-3。说明本申请
的铈锆固溶体，采用特定的方法，才能获得最优的效果。