文献综述 前言 随着我国汽车保有量的迅速增加,汽车尾气排放所带来的环境污染日益加剧[1]。

现在汽车尾气处理的主要手段是催化净化,即三效催化剂(threewaycatalysts,TWC)催化转化。

但是随着尾气排放标准和空燃比的不断提高,现有催化剂,特别是催化剂载体的性能已经不能满足净化的需要,如热稳定性差、工作窗口窄和冷启动催化效率低等,严重影响和限制了净化催化剂性能的发挥[2]。

因此热稳定性好、催化效率高的新型催化剂的研究是十分必要的。

一、国内外研究现状与发展 在三效催化器中，由于金属粒子在高温下易发生烧结使比表面积下降，导致CeO2的储氧能力降低，同时，汽车尾气的温度波动较大，有时高达1200℃以上，这就要求催化剂在高温条件下具有较高的储氧能力(0SC)和抗烧结能力，为了提高CeO2在高温条件下的性能，人们进行了与此相关的大量研究工作，发现CeO2在掺入ZrO2生成铈锆固溶体后的氧化还原性和热稳定性得到了显著的提高[3]。

从20世纪90年代开始,铈锆固溶体在汽车尾气净化催化剂中的使用受到国内外的广泛关注。

研究发现,在CeO2中掺杂Zr4 、La3 和Y3 等可提高CeO2的高温热稳定性、降低CeO2的还原温度,特别是Zr4 的加入,容易与Ce形成CexZr1-xO2固溶体,改善了CeO2的体相特性,并且ZrO2是惟一同时具有表面酸性位和碱性位的过渡金属氧化物,同时还有优良的离子交换性能、氧化还原性能及表面富集的氧缺位。

因而铈锆固溶体的获得为实现二者特殊性能的耦合提供了可能。

赵建军等将ZrO2引入CeO2的晶格中生成CexZr1-xO2固溶体,发现在x为一个确定值时,CexZr1-xO2用于TWC具有更高的储氧/释氧能力、热稳定性、抗老化性和催化活性。

铈锆固溶体表现出良好的储氧性能,较高的热稳定性以及优异的低温催化性能,为解决尾气净化催化剂的工作窗口窄和起燃温度高等缺陷提供了可能性,因而铈锆固溶体的研究成为目前稀土催化材料研究的热点[4]。