掺杂不同量Nd2O3对CeO2-ZrO2-Al2O3材料性能的影响

摘要： 采用共沉淀法制备了一系列Nd2O3含量为0~13wt%的CeO2-ZrO2-A12O3(CZA)复合氧化物, 并通过X射线衍射(XRD)、低温N2吸附–脱附、氧脉冲吸附(OSC)、H2–程序升温还原(H2-TPR)及扫描电子显微镜(SEM)等方法对所制备的材料进行了表征. 研究结果表明, Nd2O3在CZA固溶体中的溶解限约为10wt%, 过量Nd的添加会出现分相形成Nd0.5Ce0.5O1.75氧化物. 掺杂适量Nd能有效抑制氧化物晶粒的长大, 提高材料的热稳定性和氧化还原性能. Nd2O3的掺杂量为10wt%时, 样品的织构稳定性最好, 1000℃老化5 h后, 比表面积和孔容分别达97.14 m2/g和 0.44 mL/g. Nd2O3的掺杂量为7wt%时, 样品有高的储氧量, 经600℃和1000℃焙烧后储氧量分别为938.01 μmol/g和821.72 μmol/g; 体相氧的移动能力最强, 还原性能最佳, 老化后还原峰温由465℃升高到483℃. SEM结果表明, 所制备的材料均为球形颗粒, Nd2O3的添加可以有效阻止高温焙烧过程中粒子的团聚.