本發明屬于催化劑技術領域，具體涉及一種甲烷催化燃燒催化劑及其制備方法。
背景技術：
甲烷是一種具有正四面體分子結構的穩定烴類(c-h鍵鍵能413kj/mol)，礦井乏風(vam)存在大量的低濃度甲烷，傳統燃燒無法進行，且回收難度大。在石油和煤礦開采的過程中，會存在大量油田伴生氣和煤層氣，由于受到技術手段的制約，加之在油田及煤礦開采過程中伴生氣相對難以控制，很大一部分含低濃度甲烷的油田(或煤層氣)伴生氣被排空，除此之外，工業馳放氣也總會有大量含甲烷的氣體排放出來。若將油田伴生氣(或煤層氣)和工業馳放氣中的甲烷氣體直接排放到空氣中則會造成嚴重的溫室效應(甲烷的溫室效應是co2的25倍以上)，因此需要將其通過燃燒轉化成溫室效應低的co2和h2o。然而，一方面甲烷常規燃燒的可燃濃度約為28％以上，油田伴生氣或工業馳放氣等含有甲烷的氣體中，甲烷濃度較低，不能實現常規燃燒；另一方面甲烷常規燃燒溫度高達1600℃，采用傳統的燃燒方式會產生較多的nox、co、hc等污染物，并且能源利用率低。因此，為了實現低濃度、低污染與高效的燃燒甲烷，需借助催化燃燒的方法，催化燃燒可以在保證燃燒效率的情況下，降低燃燒溫度，減少環境污染，催化燃燒的關鍵在于尋找一種高溫穩定性好、催化活性高的催化劑。
目前，甲烷低溫燃燒催化劑通常為將貴金屬或貴金屬氧化物負載在氧化鋁或氧化鈰載體上制備而成。以氧化鋁為載體的負載型貴金屬催化劑在進行甲烷催化燃燒的反應中，甲烷優先被貴金屬吸附，隨后被貴金屬氧化物氧化。然而，在高溫催化條件下，貴金屬氧化物會分解轉化為貴金屬單質，導致上述催化劑失活；以氧化鈰為載體的負載型貴金屬催化劑在進行甲烷催化燃燒的反應中，由于二氧化鈰載體能產生較多的氧空位，活化氧氣分子轉為活性氧物種，因此可提高催化劑中貴金屬氧化物的穩定性，避免催化劑在高溫條件下的失活。然而，單純的二氧化鈰載體熱穩定性較差，高溫下也易燒結。
為此，中國專利文獻cn103464152a公開了一種尾氣凈化用催化劑，該催化劑包括氧化鋁載缽、負載在氧化鋁上的二氧化鈰以及負載在二氧化鈰表面的貴金屬活性組分，上述催化劑中的氧化鋁載體和二氧化鈰之間相互分散和接觸，起到了相互阻隔作用，因此可避免單純的二氧化鈰載體熱穩定性差、高溫易燒結的缺陷。但由于上述催化劑中的貴金屬活性組分分散于二氧化鈰的表面上，在甲烷的催化燃燒過程中，一方面，上述貴金屬活性組分與二氧化鈰的接觸面積較小，造成貴金屬無法得到充分的氧供給，使得貴金屬在反應過程中無法全部維持氧化態，造成催化劑活性組分在高溫條件下的穩定性差，同時也降低了催化劑的催化活性；另一方面，由于貴金屬無法得到充分的氧供給，使得催化劑活性組分大多以貴金屬單質存在，而貴金屬單質在高溫條件下易遷移團聚燒結而失活，同樣造成上述催化劑高溫穩定性差、催化劑的催化活性低。此外，上述催化劑以氧化鋁為載體，高溫下氧化鋁載體容易燒結，使其比表面積明顯減小，造成負載的活性組分聚集燒結和催化活性下降。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術中甲烷催化燃燒催化劑的高溫穩定性差、催化劑的催化活性低的缺陷，從而提供一種高溫穩定性好、催化活性高的甲烷催化燃燒催化劑，進而提供其制備方法。
本發明解決上述技術問題采用的技術方案為：
一種甲烷催化燃燒催化劑，包括載體和負載于所述載體上的活性組分，所述活性組分的外部包覆有為其提供氧空位的包覆層，還包括催化助劑鈰鋯固溶體。
所述包覆層為金屬氧化物層；所述活性組分為貴金屬；所述載體為氧化鑭改性的氧化鋁。
所述金屬氧化物層為二氧化鈰層。
所述載體、所述活性組分與所述催化助劑的質量比為100：(0.1～3.0)：(2～10)；
所述載體中氧化鑭與氧化鋁的質量比為(3～10)：100；
所述活性組分與所述包覆層的質量比為(0.5～10)：100。
所述氧化鋁為γ-al2o3、κ-al2o3或θ-al2o3中的一種或多種；
所述貴金屬為pd、pt或in中的一種或多種。
所述鈰鋯固溶體通式為cexzr1-xo2，式中0.3≤x≤0.8。
一種制備上述甲烷催化燃燒催化劑的方法，包括如下步驟：
(1)載體的制備
制備可溶性鑭鹽溶液，并浸漬于氧化鋁上，干燥、焙燒得到氧化鑭改性的氧化鋁載體；
(2)二氧化鈰包覆活性組分溶液的制備
向含有貴金屬納米粒子的四氫呋喃溶液中加入疏基酸得到溶液a，而后將上述溶液a加入至醇鈰鹽的四氫呋喃溶液中得到溶液b，再將烷基酸的四氫呋喃溶液加入至溶液b中得到溶液c；
將四氫呋喃、甲醇與水配成溶液d，在40～60℃恒溫條件下將溶液d加入至溶液c中，制得二氧化鈰包覆活性組分的溶液；
(3)包覆活性組分的二氧化鈰在載體上的負載
在步驟(1)制備得到的載體上浸漬步驟(2)制得的二氧化鈰包覆活性組分的溶液，干燥、焙燒，制得催化劑前驅體；
(4)催化助劑在載體上的負載
按催化助劑中鈰、鋯的摩爾比，稱取所需量的鈰鹽、鋯鹽和所需摩爾量的尿素溶于去離子水中配成溶液e；
將催化劑前驅體和防沉劑加入至去離子水中進行研磨，得到平均粒度小于15微米的懸浮液f；
將溶液e與懸浮液f混合并進行水熱反應，而后收集固相，所述固相經洗滌、干燥、焙燒，即制得甲烷催化燃燒催化劑。
步驟(1)中，所述可溶性鑭鹽為硝酸鑭；所述氧化鋁的目數為80～100；所述完成浸漬后的氧化鋁的干燥溫度為140～160℃，時間為2～4h，焙燒溫度為500～900℃，時間為3～5h。
步驟(2)中，所述貴金屬納米粒子平均粒徑不大于5納米；所述疏基酸為巰基丁二酸、巰基十一烷酸、巰基琉瑯酸或巰基己酸中的一種或多種；所述醇鈰鹽為乙烯乙二醇鈰鹽、異丙醇鈰鹽、正辛醇鈰鹽或正癸醇鈰鹽中的一種或多種；所述烷基酸為月桂酸、肉豆蔻酸或硬脂酸中的一種或多種。
步驟(2)中，以所述溶液d的總質量計，溶液d中水的質量百分比不大于5％，溶液d中甲醇的質量百分比不大于10％，且甲醇和水總質量百分數含量不大于10％；所述干燥溫度為110～130℃，時間為6～12h，焙燒溫度為500～700℃，時間為2～4h。
步驟(4)中，所述鈰鹽為硝酸鈰或硝酸鈰銨；所述鋯鹽為氧氯化鋯、硝酸鋯或硝酸氧鋯；所述鈰鹽與所述尿素的摩爾比為1：(3.5～4.5)；所述水熱反應是在水熱反應釜中進行的，所述水熱反應溫度為120～180℃，時間為不小于3h；所述干燥溫度為110～130℃，時間為6～12h，焙燒溫度為500～700℃，時間為2～4h。
本發明的上述技術方案具有如下優點：
(1)本發明所述的甲烷催化燃燒催化劑，包括載體和負載于載體上的活性組分，其中，活性組分的外部包覆有為其提供氧空位的包覆層，該催化劑還包括催化助劑鈰鋯固溶體，本發明所述的催化劑，一方面，通過將包覆層包覆于活性組分的外部，由此增大了包覆層與活性組分的接觸面積，有利于包覆層存儲的氧分子及時傳遞給活性組分，進而使活性組分維持在高價態，由此保持了催化劑活性組分的高溫穩定性，再者高價態的活性組分不易遷移團聚，進而也能提高催化劑的催化活性；另一方面，本發明所述的催化劑還包括催化助劑鈰鋯固溶體，鈰鋯固溶體能產生更多的氧空位，且能夠及時有效的儲放氧，同樣有利于活性組分維持高價態，從而也能提高催化劑活性組分的高溫穩定性；此外，包覆層、鈰鋯固溶體與載體之間相互分散與接觸，起到了相互阻隔作用，抑制了載體的燒結，同時也提高了活性組分的分散度，避免了活性組分的團聚燒結，提高了催化劑高溫熱穩定性和催化活性，同時延長了催化劑的使用壽命。
(2)本發明所述的甲烷催化燃燒催化劑，其載體采用氧化鑭改性的氧化鋁，通過在氧化鋁中加入氧化鑭，使得氧化鑭與氧化鋁形成復合氧化物和固熔體，緩解和穩態了氧化鋁的相變，抑制了氧化鋁載體的燒結，同時也提高了活性組分的分散，避免了活性組分的團聚燒結，提高了催化劑高溫熱穩定性和催化活性，同時延長了催化劑的使用壽命。
(3)本發明所述的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法，首先采用浸漬法制備氧化鑭改性的氧化鋁載體，而后采用可控水解法來制備二氧化鈰包覆的負載貴金屬活性組分，具體為，通過向貴金屬納米粒子的四氫呋喃溶液中加入疏基酸，由此可實現疏基酸對納米貴金屬粒子的表面改性，以便二氧化鈰前驅物醇鈰鹽能很好的接觸并吸附在貴金屬粒子表面，接著用烷基酸固化這種前驅結構，并將四氫呋喃、甲醇與水配成的溶液加入至上述前驅結構溶液中，使得醇鈰鹽水解成二氧化鈰后緊密包覆在貴金屬粒子的表面，二氧化鈰和貴金屬粒子的接觸面積實現了最大化和均勻分布；接著將二氧化鈰包覆的貴金屬粒子分散在經鑭改性的氧化鋁載體上，由于鑭改性的氧化鋁具有較大的比表面積和高溫穩定性，進一步提高了貴金屬活性相的分散和穩定性。最后通過水熱法在改性氧化鋁負載的氧化鈰包覆鈀納米粒子的材料表面均勻沉積上一層鈰鋯固溶體材料，改變了鈰鋁接觸截面，使得氧的存儲、釋放和傳遞的性能提高，進而使得貴金屬氧化物的再生速率和穩定性提高，由此提高了催化劑的高溫穩定性和催化活性。
(4)本發明所述的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法，控制負載上包覆有活性組分的二氧化鈰后的催化劑和負載催化助劑后的催化劑的焙燒溫度均為500～700℃，此時催化劑載體的比表面積均在220m2/g以上，從而保證催化劑載體具有較大的比表面積，緩解和穩態了氧化鋁的相變，抑制了氧化鋁載體的燒結，同時也提高了貴金屬活性組分的分散，避免了活性組分的團聚燒結。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明具體實施方式中的技術方案，下面將對具體實施方式描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例1制備的甲烷催化燃燒催化劑微結構示意圖；
其中，附圖標記如下所示：
1-氧化鋁；2-氧化鑭粒子；3-鈰鋯固溶體粒子；4-氧化鈰包覆層；5-貴金屬納米粒子。
具體實施方式
下面將對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。
實施例1
本實施例提供的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法包括如下步驟：
(1)載體的制備
稱取18.7gla(no3)3·6h2o溶于160ml去離子水中配成溶液，然后稱取200g目數為90目的γ-al2o3，測其吸水率為80％，將上述溶液用等量浸漬法浸漬γ-al2o3，而后收集固相，所述固相經150℃干燥3h、600℃焙燒4h，即為氧化鑭改性的氧化鋁載體(la2o3/al2o3)，上述載體中氧化鑭與氧化鋁的質量比為6：100；
(2)二氧化鈰包覆活性組分溶液的制備
取2g平均粒徑為2納米的貴金屬鈀粒子，并將其溶于50ml四氫呋喃溶液中，向上述鈀粒子的四氫呋喃溶液中加入2.05g的巰基十一烷酸后得到溶液a，取55.6g的正癸醇鈰鹽并將其溶于100ml四氫呋喃溶液，而后將上述溶液a加入至正癸醇鈰鹽的四氫呋喃溶液中得到溶液b；取1g月桂酸并將其溶于50ml四氫呋喃呋喃溶液中，再將月桂酸的四氫呋喃溶液加入至溶液b中得到溶液c；
將106ml四氫呋喃、5ml甲醇與1ml水配成溶液d，在50℃恒溫條件下將溶液d加入至溶液c中，制得二氧化鈰包覆活性組分的溶液，上述二氧化鈰包覆活性組分的溶液中，活性組分與二氧化鈰的質量比為3：100；
(3)包覆活性組分的二氧化鈰在載體上的負載
取100g步驟(1)制備得到的載體(la2o3/al2o3)浸漬于步驟(2)制得的二氧化鈰包覆活性組分的溶液中，而后收集固相，所述固相經甲醇、水各洗滌3次，120℃干燥8h、600℃焙燒3h，制得催化劑前驅體(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)；
(4)催化助劑在載體上的負載
取9.30g硝酸鈰銨、5.46g氧氯化鋯和3.88g的尿素溶于100ml去離子水中配成溶液e；
取95g催化劑前驅體和0.5g防沉劑加入至200ml去離子水中進行研磨，得到平均粒度小于15微米的懸浮液f；
將溶液e與懸浮液f混合并在150℃進行水熱反應3.2h，而后收集固相，所述固相經洗滌、120℃干燥8h、600℃焙燒3h，即制得甲烷催化燃燒催化劑a((ce0.5zr0.5o2)/[(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)]-600，式中600表示負載催化助劑后的焙燒溫度)。
在本實施例中，甲烷催化燃燒催化劑中的載體、貴金屬鈀與鈰鋯固溶體的質量比為100：1.5：7。
實施例2
本實施例提供的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法包括如下步驟：
(1)載體的制備
稱取16.7gla(no3)3·6h2o溶于160ml去離子水中配成溶液，然后稱取200g目數為100目的κ-al2o3，測其吸水率為80％，將上述溶液用等量浸漬法浸漬κ-al2o3，而后收集固相，所述固相經140℃干燥4h、900℃焙燒3h，即為氧化鑭改性的氧化鋁載體(la2o3/al2o3)，上述載體中氧化鑭與氧化鋁的質量比為3：100；
(2)二氧化鈰包覆活性組分溶液的制備
取2g平均粒徑為3納米的貴金屬鉑粒子，并將其溶于50ml四氫呋喃溶液中，向上述鉑粒子的四氫呋喃溶液中加入1.41g的巰基丁二酸后得到溶液a，取55.35g的正辛醇鈰鹽并將其溶于100ml四氫呋喃溶液，而后將上述溶液a加入至正辛醇鈰鹽的四氫呋喃溶液中得到溶液b；取1.14g肉豆蔻酸并將其溶于50ml四氫呋喃呋喃溶液中，再將肉豆蔻酸的四氫呋喃溶液加入至溶液b中得到溶液c；
將106ml四氫呋喃、5ml甲醇與1ml水配成溶液d，在40℃恒溫條件下將溶液d加入至溶液c中，制得二氧化鈰包覆活性組分的溶液，上述二氧化鈰包覆活性組分的溶液中，活性組分與二氧化鈰的質量比為10：100；
(3)包覆活性組分的二氧化鈰在載體上的負載
取100g步驟(1)制備得到的載體(la2o3/al2o3)浸漬于步驟(2)制得的二氧化鈰包覆活性組分的溶液中，而后收集固相，所述固相經甲醇、水各洗滌3次，110℃干燥12h、700℃焙燒2h，制得催化劑前驅體(ceo2/pt)/(la2o3/al2o3)；
(4)催化助劑在載體上的負載
取9.30g硝酸鈰銨、7.05g氧氯化鋯和3.56g的尿素溶于100ml去離子水中配成溶液e；
取95g催化劑前驅體和0.5g防沉劑加入至200ml去離子水中進行研磨，得到平均粒度小于15微米的懸浮液f；
將溶液e與懸浮液f混合并在180℃進行水熱反應3.5h，而后收集固相，所述固相經洗滌、110℃干燥12h、500℃焙燒4h，即制得甲烷催化燃燒催化劑b((ce0.3zr0.7o2)/[(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)]-500，式中500表示負載催化助劑后的焙燒溫度)。
在本實施例中，甲烷催化燃燒催化劑中的載體、貴金屬鈀與鈰鋯固溶體的質量比為100：0.1：10。
實施例3
本實施例提供的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法包括如下步驟：
(1)載體的制備
稱取18.7gla(no3)3·6h2o溶于160ml去離子水中配成溶液，然后稱取200g目數為80目的θ-al2o3，測其吸水率為80％，將上述溶液用等量浸漬法浸漬θ-al2o3，而后收集固相，所述固相經160℃干燥2h、500℃焙燒5h，即為氧化鑭改性的氧化鋁載體(la2o3/al2o3)，上述載體中氧化鑭與氧化鋁的質量比為10：100；
(2)二氧化鈰包覆活性組分溶液的制備
取2g平均粒徑為1納米的貴金屬銦粒子，并將其溶于50ml四氫呋喃溶液中，向上述銦粒子的四氫呋喃溶液中加入1.39g的巰基己酸后得到溶液a，取37.2g的異丙醇鈰鹽并將其溶于100ml四氫呋喃溶液，而后將上述溶液a加入至異丙醇鈰鹽的四氫呋喃溶液中得到溶液b；取1.42g硬脂酸并將其溶于50ml四氫呋喃呋喃溶液中，再將硬脂酸的四氫呋喃溶液加入至溶液b中得到溶液c；
將106ml四氫呋喃、5ml甲醇與1ml水配成溶液d，在50℃恒溫條件下將溶液d加入至溶液c中，制得二氧化鈰包覆活性組分的溶液，上述二氧化鈰包覆活性組分的溶液中，活性組分與二氧化鈰的質量比為0.5：100；
(3)包覆活性組分的二氧化鈰在載體上的負載
取100g步驟(1)制備得到的載體(la2o3/al2o3)浸漬于步驟(2)制得的二氧化鈰包覆活性組分的溶液中，而后收集固相，所述固相經甲醇、水各洗滌3次，130℃干燥6h、500℃焙燒4h，制得催化劑前驅體(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)；
(4)催化助劑在載體上的負載
取9.30g硝酸鈰銨、5.46g氧氯化鋯和4.58g的尿素溶于100ml去離子水中配成溶液e；
取95g催化劑前驅體和0.5g防沉劑加入至200ml去離子水中進行研磨，得到平均粒度小于15微米的懸浮液f；
將溶液e與懸浮液f混合并在150℃進行水熱反應4h，而后收集固相，所述固相經洗滌、130℃干燥6h、700℃焙燒2h，即制得甲烷催化燃燒催化劑c((ce0.8zr0.2o2)/[(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)]-700，式中700表示負載催化助劑后的焙燒溫度)。
在本實施例中，甲烷催化燃燒催化劑中的載體、貴金屬鈀與鈰鋯固溶體的質量比為100：3.0：2。
對比例1
本對比例提供的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法與實施例1的制備方法的區別僅在于，將實施例1制備得到的甲烷催化燃燒催化劑a繼續在1050℃下焙燒20小時得到催化劑a1((ce0.5zr0.5o2)/[(ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)]-600/1050，式中1050表示將實施例1制得的催化劑繼續在1050℃焙燒)。
對比例2
本對比例提供的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法與實施例1的制備方法的區別僅在于，省去實施例1中催化助劑在載體上負載的步驟(即省去實施例1中的步驟(4))，得到催化劑b1((ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)-600，式中600表示負載上包覆有活性組分的二氧化鈰后的催化劑的焙燒溫度)。
對比例3
本對比例提供的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法是將對比例2制得的催化劑b1繼續在1050℃下焙燒20小時得到催化劑b2((ceo2/pd)/(la2o3/al2o3)-600/1050，式中1050表示將對比例2制得的催化劑b1繼續在1050℃焙燒)。
對比例4
本對比例提供的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法包括如下步驟：
(1)載體的制備
稱取18.7gla(no3)3·6h2o溶于160ml去離子水中配成溶液，然后稱取200g目數為90目的γ-al2o3，測其吸水率為80％，將上述溶液用等量浸漬法浸漬γ-al2o3，而后收集固相，所述固相經150℃干燥3h、600℃焙燒4h，即為氧化鑭改性的氧化鋁載體(la2o3/al2o3)，上述載體中氧化鑭與氧化鋁的質量比為6：100；
(2)取2g平均粒徑為2納米的貴金屬鈀粒子，并將其溶于50ml四氫呋喃溶液中，向上述鈀粒子的四氫呋喃溶液中加入2.05g的巰基十一烷酸和50ml水后得到溶液a；
(3)取100g步驟(1)制備得到的載體(la2o3/al2o3)浸漬于步驟(2)制得的溶液中，而后收集固相，所述固相經甲醇、水各洗滌3次，120℃干燥8h、600℃焙燒3h，制得催化劑c1(pd/(la2o3/al2o3)-600，式中600表示負載上活性組分鈀后催化劑的焙燒溫度)。
對比例5
本對比例提供的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法是將對比例4制得的催化劑c1繼續在1050℃下焙燒20小時得到催化劑c2(pd/(la2o3/al2o3)-600/1050，式中1050表示將對比例4制得的催化劑c1繼續在1050℃下焙燒)。
對比例6
本對比例提供的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法包括如下步驟：
(1)取2g平均粒徑為2納米的貴金屬鈀粒子用去離子水配成80ml的溶液；
(2)取100g目數為90目的γ-al2o3，加入至步驟(1)的溶液中，而后于120℃干燥12h、600℃焙燒3h得到催化劑d1(pd/al2o3-600，式中600表示負載活性組分鈀后催化劑的焙燒溫度)。
對比例7
本對比例提供的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法是將對比例6制得的催化劑d1繼續在1050℃下焙燒20小時得到催化劑d2(pd/al2o3-600/1050，式中1050表示將對比例6制得的催化劑d1繼續在1050℃下焙燒)。
對比例8
本對比例提供的甲烷催化燃燒催化劑的制備方法包括如下步驟：
(1)取55.2g的al(no3)3·9h2o，用去離子水配成350ml溶液a，取7ml氨水并溶于350ml去離子水中配成溶液b，將a溶液緩慢加入到b溶液中，加料完畢，ph值控制在8.5左右，陳化12h，離心洗滌后，獲得氧化鋁前驅物c；
(2)取23.9g(nh4)2ce(no3)6和6.3g尿素溶于700ml去離子水中得溶液d，將d溶液加入到水熱反應釜中，水熱反應3小時后取出，離心洗滌后，得到氧化鈰的前驅物e；
(3)取0.075g的pd(no3)3、0.15g檸檬酸銨與0.15g聚乙烯吡咯烷酮溶于去離子水中配成溶液f，將氧化鈰的前驅物e加入至溶液f中，攪拌均勻后，移至水熱反應釜中，水熱反應3h后取出，離心洗滌后，得到貴金屬/氧化鈰的前驅物g。
(4)將獲得的前驅物c和前驅物g加去離子水混合成700ml溶液h，將h移至水熱反應釜中，水熱反應3h后取出，離心洗滌后，干燥12h，600℃焙燒2h，得到催化劑e1(pd/ceo2/al2o3-600)，此催化劑中貴金屬活性組分負載在二氧化鈰的表面上。
實驗例
采用連續流動微反應器來評價本發明實施例1-3及對比例1-8制得的催化劑對甲烷的催化燃燒性能，稱取實施例1-3及對比例1-8制得的催化劑各100mg，以u型石英管作為反應器，進行ch4+2o2→co2+2h2o反應活性測定，具體測定條件為：空速sv為10000h-1·g-1，總流量為100ml/min，配制ch4濃度為3.0％(v)，o2濃度為8％(v)，其余為n2的混合氣，從100℃開始每隔50℃測一個點，直至甲烷轉化率大于90％以上。尾氣中ch4的濃度由島津gc-14c型氣相色譜儀(fid檢測器)監測。催化劑對ch4的轉化效率用下式來計算：r＝(c0-c1)/c0×100％，r為ch4的轉化率，c0為入口處的反應氣ch4濃度，c1為出口反應氣ch4的濃度，用ch4轉化50％和90％的溫度即t50、t90來評價催化劑的活性。
表1實施例1-3及對比例1-8制得的催化劑在不同溫度下催化甲烷燃燒的轉化率
由表1可以看出，(1)在達到相同的甲烷轉化率時，實施例1-3制得的催化劑具有更低的甲烷燃燒溫度，這也說明了實施例1-3制得的催化劑的高溫熱穩定性較好、催化活性較高；(2)催化劑a1、b2、c2和d2的甲烷燃燒溫度均較高，這說明高溫焙燒(大于1000℃)時，催化劑易燒結，從而降低了催化劑的催化活性，而本發明將焙燒溫度控制在500～700℃，緩解和穩態了氧化鋁的相變，抑制了氧化鋁載體的燒結，同時也提高了貴金屬活性組分的分散，避免了活性組分的團聚燒結，提高了催化劑的高溫熱穩定性和催化活性；(3)實施例1-3制得的催化劑的催化活性比沒有鈰鋯固溶體負載的催化劑的甲烷燃燒溫度低，同時比直接用鈀負載的氧化鑭改性的氧化鋁的催化劑的甲烷燃燒溫度低，這也說明了本發明的催化劑的高溫熱穩定好、催化活性高；(4)對比例8制得的催化劑e1相對于本發明實施例1-3制得的催化劑而言，e1具有更高的甲烷燃燒溫度，這也說明了將活性組分用氧化鈰包覆后制得的催化劑對甲烷的催化活性更好。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。