【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于催化劑領域，具體涉及一種缺陷納米尖晶石材料及其制備方法和在高溫抗失活rh三效催化劑中的應用。
技術介紹
1、隨著社會經濟的發展和工業規模的不斷擴張，交通運輸產生的有害汽車尾氣(co、nox、ch化合物)不僅嚴重威脅人類生命健康安全，還對生態環境保護帶來了巨大挑戰。三元催化器可以將有害的汽車尾氣高效轉化為無害的n2，h2o和co2，現已成為燃油車必備部件。其主要成分三效催化劑是由pt，rh，pd等貴金屬活性中心，具有高比表面積的al2o3催化劑載體和稀土ce、la等氧化物助劑組成。其中，rh具有優異的低溫no消除反應活性，是不可替代的重要組分。同時rh在高溫條件下與al2o3涂層會相互作用形成rhalox物種，產生不可逆的失活，還會在al2o3表面發生燒結團聚，導致低溫性能下降。因此，如何抑制rh中心在al2o3表面失活是目前三效催化領域面臨的重大挑戰。
2、當前針對rh失活問題的研究主要以改性氧化鋁載體表面為主，將有機ti或有機zr前驅體沉積在al2o3表面，限制rh和al2o3的直接接觸，從而抑制了rhalox失活物種的生成，這種方法可以保證催化劑在900℃水熱老化后仍然保持較好的低溫冷啟動活性，但是rh老化后發生了明顯的團聚現象，不利于重復利用，并且由于有機ti或有機zr價格高昂，原子層沉積操作繁瑣，所以該方法不利于實際應用。
3、因此，開發新型納米載體代替al2o3，在兼具高熱穩定性和高比表面積的前提下，能夠調節rh和載體的相互作用，同時實現抑制rhalox物種形成和rh金屬粒子燒結，
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決現有技術的三效催化劑中超900℃高溫產生rhalox及rh失活和低溫冷啟動過程活性低的問題。本專利技術提供了一種缺陷納米尖晶石材料及其制備方法和在高溫抗失活rh三效催化劑中的應用。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、本專利技術的目的之一在于提供一種缺陷納米尖晶石材料的制備方法，所述方法：
4、s1：將m(no3)2·nh2o和al(no3)3·9h2o均勻分散于去離子水中，得到混合溶液；
5、s2：向s1得到的混合溶液中加入na2co3溶液，至(m+al)與na2co3物質的量比為2，攪拌均勻后，調ph為9-11，陳化，洗滌離心，干燥，得到缺陷納米尖晶石前驅體；
6、s3：取s2的缺陷納米尖晶石前驅體于瓷舟中，氫氬混合氣中煅燒還原，得到mxal2o4缺陷納米尖晶石。
7、進一步限定，s3的m為fe、ni、cu、zn或co，0.8＜x＜1。
8、進一步限定，s1的混合溶液中m(no3)2·nh2o濃度為0.5-3mol/l，al(no3)3·9h2o濃度為0.5-3mol/l，m(no3)2·nh2o與al(no3)3·9h2o的摩爾比為1:1。
9、進一步限定，s2的陳化時間為10-35h，干燥溫度為60-100℃。
10、進一步限定，s3的煅燒溫度為700-900℃，氫氬混合氣體體積分數為85～95％ar+5～15％h2，還原時間為0.5-3h。
11、本專利技術的目的之二在于提供一種缺陷納米尖晶石材料，所述缺陷納米尖晶石材料由上述制備方法制備而成。
12、本專利技術的目的之三在于提供一種上述缺陷納米尖晶石材料在高溫抗失活rh三效催化劑中的應用。
13、本專利技術的目的之四在于提供一種高溫抗失活rh三效催化劑，所述高溫抗失活rh三效催化劑由上述缺陷納米尖晶石材料和rh(no3)3制備而成。
14、本專利技術的目的之五在于提供一種上述高溫抗失活rh三效催化劑的制備方法，所述方法：
15、將上述的缺陷納米尖晶石材料均勻分散于水中，逐滴滴入rh(no3)3溶液，攪拌，蒸干，氫氬混合氣中煅燒還原，得到高溫抗失活rh三效催化劑。
16、進一步限定，rh的負載量為1～3wt％，攪拌時間為1-3h，蒸干溫度為60-100℃。
17、進一步限定，氫氬混合氣體體積分數為85～95％ar+5～15％h2，煅燒溫度為400-600℃，還原時間為2-5h。
18、與現有技術相比，本專利技術的具體優點如下：
19、(1)本專利技術開發的缺陷納米尖晶石載體替代傳統的al2o3載體，可以從根源上杜絕了rh和al2o3的直接接觸，杜絕rhalox產生，并且不需要額外使用ce或la等進行摻雜就可以保持很好的抗燒結性，能夠有效簡化催化劑合成復雜性，本專利技術制備的缺陷納米尖晶石合成工藝簡單，可輕松實現工業化生產。
20、(2)本專利技術開發的缺陷納米尖晶石載體與負載的rh產生強相互作用，提高了rh中心的遷移能壘，顯著提高rh納米粒子的高溫穩定性。
21、(3)本專利技術新型載體負載的rh催化劑rh-mxal2o4在900℃高溫水熱處理前后比表面積僅由71m2/g下降至69m2/g，在900℃高溫處理后比表面積幾乎不發生變化，并且在900℃4h老化前后冷啟動性能維持不變，顯著抑制了rh失活，極大提高了催化劑的壽命，減少了因為昂貴的rh失活引起的成本增加。co、no和c3h6三種污染物t50(轉化率達到50％的溫度，溫度越低，催化劑性能越好)約為150℃，說明本專利技術兼具優異低溫冷啟動活性與高溫抗燒結性。
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1.一種缺陷納米尖晶石材料的制備方法，其特征在于，所述方法：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，S3的M為Fe、Ni、Cu、Zn或Co，0.8＜x＜1。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，S1的混合溶液中M(NO3)2·nH2O濃度為0.5-3mol/L，Al(NO3)3·9H2O濃度為0.5-3mol/L，M(NO3)2·nH2O與Al(NO3)3·9H2O的摩爾比為1:1。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，S2的陳化時間為10-35h，干燥溫度為60-100℃；S3的煅燒溫度為700-900℃，氫氬混合氣體體積分數為85～95％Ar+5～15％H2，還原時間為0.5-3h。
5.一種缺陷納米尖晶石材料，其特征在于，由權利要求1-4任一項所述制備方法制備而成。
6.權利要求5所述的缺陷納米尖晶石材料在高溫抗失活Rh三效催化劑中的應用。
7.一種高溫抗失活Rh三效催化劑，其特征在于，由權利要求5所述的缺陷納米尖晶石材料和Rh(NO3)3制備而成。
8.權利要求7所述的高溫
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，Rh的負載量為1～3wt％，攪拌時間為1-3h，蒸干溫度為60-100℃。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，氫氬混合氣體體積分數為85～95％Ar+5～15％H2，煅燒溫度為400-600℃，還原時間為2-5h。
...【技術特征摘要】
1.一種缺陷納米尖晶石材料的制備方法，其特征在于，所述方法：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，s3的m為fe、ni、cu、zn或co，0.8＜x＜1。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，s1的混合溶液中m(no3)2·nh2o濃度為0.5-3mol/l，al(no3)3·9h2o濃度為0.5-3mol/l，m(no3)2·nh2o與al(no3)3·9h2o的摩爾比為1:1。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，s2的陳化時間為10-35h，干燥溫度為60-100℃；s3的煅燒溫度為700-900℃，氫氬混合氣體體積分數為85～95％ar+5～15％h2，還原時間為0.5-3h。
5.一種缺...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋術巖，汪嘯，張洪杰，耿保康，
申請(專利權)人：中國科學院長春應用化學研究所，
類型：發明
國別省市：
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