Способ получения композиций на основе циркония и церия

Изобретение относится к технологии получения оксидных материалов, в частности к способу получения композиций на основе оксидов циркония и церия с добавкой по меньшей мере одного редкоземельного элемента, обладающих высокой термически стабильной удельной поверхностью, и может быть применено в системах нейтрализации выхлопных газов автомобильного транспорта. Техническая проблема, на решение которой направленно изобретение, заключается в необходимости повышения каталитической активности систем нейтрализации выхлопных газов автомобильного транспорта, функционирующих при высоких температурах. Технический результат заключается в повышении значения удельной поверхности системы на основе оксидов циркония и церия за счет изменения технологии приготовления в жидкой среде смеси, содержащей соединения циркония, церия, лантана и другого редкоземельного элемента, изменения смешивания указанной смеси с основным соединением с получением осадка, а также за счет введения дополнительной стадии диспергирования осадка с получением суспензии со средним диаметром частиц по меньшей мере 10 мкм включительно. Заявленный способ получения композиций на основе оксидов циркония, церия и одного или нескольких других редкоземельных элементов включает следующие стадии: (1) приготовление раствора нитрата или хлорида циркония путем растворения основного карбоната циркония в азотной или соляной кислоте при мольном отношении кислоты к цирконию в диапазоне от 1 до 1,4; (2) нагрев раствора нитрата или хлорида циркония до температуры не менее 60оС с получением раствора I; (3) приготовление раствора II, содержащего водорастворимые соли церия, одного или нескольких других редкоземельных элементов и воду; (4) приготовление смеси путем смешения раствора I и раствора II; (5) введение в реакционный объем водной среды; (6) формирование осадка путем дозирования смеси в реакционный объем в котором поддерживается перемешивание и постоянное значение рН из диапазона значений от 7 до 9 включительно за счет контролируемого введения раствора-осадителя; (7) диспергирование упомянутого осадка в жидкой среде до снижения среднего диаметра частиц суспензии по крайней мере до значения 10 мкм; (8) нагревание осадка в жидкой среде до температуры по меньшей мере 100°С; (9) добавку к осадку ПАВ выбранной из анионных ПАВов, неионных ПАВов, полиэтиленгликолей, карбоновых кислот и их солей и ПАВов типа этоксилатов карбоксиметилированных жирных спиртов; (10) сушку и обжиг полученного осадка. Авторы предложенного изобретения исходили из того, что в ходе нагрева осадка в водной среде протекают процессы коагуляции и коалесценции, ведущие к деградации удельной поверхности оксидной системы. Для подавления этих процессов предложено предварительно подвергать полимеризации водный раствор солей циркония, вести гидролиз солей при постоянном значении pH путем одновременной подачи смеси, содержащей соли циркония, церия, одного или нескольких других редкоземельных элементов, и водного раствора аммиака в общий реакционный объем, проводить операцию диспергирования полученной суспензии перед нагревом осадка в водной среде. В данных условиях, в отличие от традиционных методов прямого и обратного осаждения, образуются частицы, обладающие большей устойчивостью к процессам коагуляции и коалесценции при нагреве осадка в водной среде, что в свою очередь позволяет существенно повысить удельную поверхность композиции после операций сушки и обжига. Организация-разработчик: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU). Разработка защищена патентом RU 2 737 778 C1 Источник информации: https://fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2737778&TypeFile=html