ZrTiO?載體硝酸鋯
核心制備工藝(以浸漬法為例)該方法操作簡便,能實現鋯元素在鈦基載體上的均勻分散,具體步驟為:第一步先制備缺陷 TiO?納米片,將二氧化鈦粉末在氮氣氣氛下以 5℃/min 升溫至 400℃并熱處理 3h,得到 Def-TiO?;第二步制備混合液,把 Def-TiO?與去離子水混合后置于 60℃恒溫水浴,攪拌時加入適量硝酸鋯,持續攪拌 1h 后超聲處理 30min;第三步干燥煅燒,將混合液水浴蒸干得到粘稠物,干燥后在 500℃下煅燒 5h,最終制得 ZrTiO?粉末載體。
在催化劑制備中的延伸應用制備出的 ZrTiO?載體常用來負載活性組分,打造高效催化劑。比如負載錳、鈰等金屬時,可將 ZrTiO?粉末與硝酸錳、硝酸鈰及檸檬酸溶液混合,室溫攪拌溶解后 120℃干燥 10h,再于 400 - 600℃煅燒 5h,得到 Mn?Ce???/ZrTiO?系列催化劑,其中 Mn?.?Ce?.?/ZrTiO?表現出優異的低溫脫硝活性與穩定性;另外也可通過膠體晶體模板技術制備 3DOM(三維有序大孔)結構的 ZrTiO?載體,負載鎢、鈰、錳等氧化物形成 W?CeMnO?/ZrTiO?催化劑,該催化劑能同步去除碳煙顆粒和氮氧化物,在柴油發動機尾氣治理中具有潛在價值。
硝酸鋯作為鋯源的優勢一方面硝酸鋯易溶于水和乙醇等常見溶劑,配制原料液時無需特殊溶劑,能降低工藝成本與操作難度;另一方面它分解性能良好,在后續煅燒過程中,硝酸根可完全分解揮發,不會在 ZrTiO?載體中殘留雜質,保證載體純度,進而避免雜質影響后續催化劑的活性位點性能。
其他相關制備場景硝酸鋯還可用于制備鈦酸鋯相關復合材料,比如在柔性鈦酸鋯纖維膜的制備中,硝酸鋯可作為含鋯化合物原料,其溶解后產生的 Zr??能吸附在 Ti - O - Ti 膠體上,為纖維膜中鈦酸鋯結構的形成提供穩定鋯源。