复合纳米高性能稀土储氧材料的制备科学与技术

复合纳米高性能稀土储氧材料是满足国5及以上排放标准的汽油车尾气净化催化剂的源头技术和核心技术。研究和掌握复合纳米高性能稀土储氧材料的制备科学规律及制备方法和条件与材料的结构、织构、储氧/释氧性能和氧化还原性能的内在联系规律。研究稀土纳米晶粒的种类，尺度，形貌和比例对复合纳米高性能稀土储氧材料的织构性能，储氧性能和抗老化性能的影响规律。研究由不同的稀土纳米晶构成的复合纳米高性能稀土储氧材料特有的的纳米相界面特征和由不同稀土纳米晶构成的孔表面特征，研究复合纳米高性能稀土储氧材料与Pt，Rh，Pd的相互作用规律。研制出具有优异织构性能，储氧性能，抗高温老化性能和独特表面性能的复合纳米高性能稀土储氧材料。揭示制备过程对储氧材料的物相、织构和储氧性能的影响规律，揭示材料的储氧/释氧机制和抗高温老化机制。

汽油车尾气净化催化剂是近年来在催化领域发展最成功的范例。汽油车尾气净化催化剂的发展是由各国政府不断加严的排放标准推动的。而稀土储氧材料是控制和提高汽油车尾气净化催化剂性能的关键。稀土储氧材料要面对：极端苛刻的反应条件，高温高空速非稳态；催化反应体系复杂，氧化还原反应都同时存在。因此稀土储氧材料要具有高比表面，大孔容，高温下稳定。稀土储氧材料的发展方向是依靠对制备过程的精细设计和精确控制。.本项目的主要研究内容为复合纳米高性能稀土储氧材料的制备规律、织构性能与制备条件的关系。如起始物的选择、组合和配比、制备条件对材料的结构织构和性能的规律，高温老化对稀土储氧材料的性能的影响规律。高性能稀土储氧材料用于汽油车净化催化剂的性能研究。.共研究了六种稀土储氧材料，其中含Al2O3储氧材料五种，具有中等Ce含量的稀土储氧材料一种。其中含Al2O3储氧材料经过1000℃5h老化后的比表面积超过100m2/g，孔容超过0.5ml/g，储氧量达到800µmol•g-1。而中等铈含量的储氧材料老化后的比表面积也达到50m2/g，孔容达到0.17ml/g，储氧量超过400µmol•g-1。解决了影响储氧材料的比表面和储氧量，特别是老化后的比表面和储氧量下降程度大的关键问题，结果表明5种材料的织构性能和储氧性能均达到了预期要求，处于国内领先，国际相当水平。为催化剂的制备奠定了坚实的基础。制备的催化材料用于汽油车尾气净化催化剂，其中新鲜密偶催化剂中HC的起燃温度低于250℃，老化后的起燃温度仅280℃；新鲜三效催化剂的HC起燃温度仅260℃，老化三效催化剂的起燃温度约320℃，老化催化剂的CO和NOx的起燃温度低于200℃。催化剂的性能能够满足高标准的排放要求。