稀土催化材料廣泛用于汽車尾氣、工業(yè)廢氣、室內(nèi)空氣的凈化等領(lǐng)域。CeO2作為汽車尾氣三效催化劑的助催化劑是必不可少的，有關(guān)氧化鈰在其中的主要作用國內(nèi)外報道也較多，大致有以下幾個方面：（1）有助于貴金屬在表面的均勻分散，提高活性組分的利用率及可阻止氧化鋁載體因燒結(jié)而造成的聚集和相轉(zhuǎn)變；（2）可促進還原條件下水煤氣變換反應(yīng)的進行，使CO 易于在還原條件下被表面晶格氧氧化而除去；（3）Ce4+/Ce3+低的還原電勢，使Ce4+/Ce3+ 有很好的儲氧能力，有助于CO和HC 在還原條件下的氧化和NO在氧化條件下的還原；（4）高的儲氧能力擴大了空燃比的可操作范圍，提高了三效催化劑（TWC）的總催化利用率。
1 鈰鋯固熔體在三效催化劑中的作用
近年來Ce_xZr_1-xo₂ 固熔體用作汽車尾氣凈化催化劑受到了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注，也是目前稀土催化材料研究的熱點之一。將ZrO2 引入CeO2 的晶格中生成Ce_xZr_1-xo₂  固熔體，在x為一個確定值時，Ce_xZr_1-xo₂ 用于TWC具有更高的儲氧能力（OSC）、釋氧能力、熱穩(wěn)定性、抗老化和催化活性。原因是CeO2 用于TWC時，氧化還原過程主要發(fā)生在表面，所以高比表面積（BET)是CeO2 具有高OSC的先決條件。但汽車排氣管溫度有時會很高，導(dǎo)致SeO2粒子的聚集，從而減小了SeO2的比表面積（BET），使儲氧能力大大降低。加之含SeO2催化劑在低溫下不易被還原，限制了它在低溫場合下的應(yīng)用。在SeO2中摻雜諸如Zr4+ ，La3+ ，Ga3+等，可提高SeO2的抗高溫?zé)Y(jié)性和降低被還原溫度，特別是Zr4+ 的加入，易形成鈰鋯固熔體，改善了SeO2的體相特性。Ce_xZr_1-xo₂ 固熔體與SeO2 相比，具有以下優(yōu)點：（1）降低了表面和體相還原溫度，明顯改善了氧化還原的動力學(xué)行為，大大提高催化劑的貯氧能力，使CO，HC 在還原條件下和NO在氧化條件下的轉(zhuǎn)化率大大提高；（2）無論是在氧化或還原條件下，Ce_xZr_1-xo₂固熔體的抗高溫?zé)Y(jié)性明顯比SeO2 好得多，與SeO2 相比，Ce_xZr_1-xo₂ 固熔體因體相氧參與反應(yīng)，即使在表面積較低的情況下，也易于被還原；（3）改變了氧化物的體相構(gòu)成，利于體相氧的遷移和擴散，使體相反應(yīng)過程變得活潑。

摻雜Zr4+ 后，使氧在體相中的活動能力增加，體相CeO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)的溫度降低，在中等溫度下體相CeO2也可參與Ce4+/Ce3+氧化還原反應(yīng)，從而導(dǎo)致固熔體有高的儲氧能力。而升高焙燒溫度，各樣品均發(fā)生燒結(jié)，比表面積下降，使參與氧化還原循環(huán)的表面氧濃度下降，這可能是900℃焙燒的Ce_xZr_1-xo₂固熔體儲氧量低于600℃固熔體的主要原因。

我們通過助表面活性劑法制得鈰鋯固熔體與CeO2相比有較大的比表面積。經(jīng)過高溫灼燒后，各樣品燒結(jié)，比表面積都均有不同程度的下降。但Ce_xZr_1-xo₂固熔體的比表面積仍較CeO2比表面積大。

加入Ce_xZr_1-xo₂固熔體的催化劑CO，HC和NO_X 的起燃溫度明顯低于含CeO2 催化劑的起燃溫度，其中5號樣品涂層中添加Ce_0.8Zr_0.2o₂催化劑CO，HC和NO_X 的起燃溫度（T50，轉(zhuǎn)化率為50%時 的溫度）分別為：!36，.6(，!70 9，比含CeO2的催化劑分別降低了47,60和30℃。CO，HC和NO_X 的轉(zhuǎn)化率為90% 時溫度分別為：250,340,290℃。這與鈰鋯固熔體有較高的儲氧量和比表面積具有直接關(guān)系。