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储氧材料是汽车尾气净化的三效催化剂的重要组成部分，储氧材料的储放氧的能力和抗高温老化性能直接影响着三效催化剂的效果。目前为止，三效催化剂所用的储氧材料有CeO2、 CexZr1-xO2、 Ce0.6Zr0.3Y0.1O2等，它们在增加汽车尾气净化的“操作窗口”发挥了非常重要的作用。但随着汽车数量的逐年增加和人们对环保意识的加强，各国政府出台的汽车尾气排放标准越来越严格和苛刻，现在的储氧材料越来越受到挑战，它们的储放氧能力和抗高温老化性能很难应对现状，势必要寻求更好的储氧材料。
本实验采用超声膜扩散法制备了CexZr1-xO2(x=0.4，0.6，0.8)、Ce0.6Zr0.3Y0.1O2、PrxZr1-xO2(x=0，0.2，0.4，0.6，0.8，1)和TbxZr1-xO2(x=0，0.2，0.4，0.6，0.8，1)新鲜与老化试样。利用热重与微分扫描量热(TG/DSC)技术研究了前驱体试样的固溶过程并确定了固溶温度。通过控温还原(TPR)、控温脱附(TPD)和起燃(Light-off)实验对所制备的储氧材料进行了还原、储氧量、脱附、表面活性氧和催化转化性能的系统研究。对新鲜与老化试样的形貌、比表面积、颗粒度大小、晶体结构、化学成分分别采用了TEM、BET、XRD、Raman和XPS技术进行了分析。研究表明，PrxZr1-xO2和TbxZr1-xO2(尤其在x≥0.8)显示出比国际目前通用的储氧材料CexZr1-xO2(x=0.4，0.6，0.8)、Ce0.6Zr0.3Y0.1O2更好的储放氧能力和抗高温老化持久性能。同时，起燃实验表明Pr0.4Zr0.6O2和Tb0.4Zr0.6O2呈现出比Ce0.4Zr0.6O2更低的对汽车尾气有害成分CO、NOx和碳氢化合物CH转化温度和更高的转化率。研究发现，PrxZr1-xO2和TbxZr1-xO2(x=0，0.2，0.4，0.6，0.8，1)在储氧量、低温起燃和转化率、抗高温老化耐久性的三大关键考察性能方面均显示出优于国际目前通用的CexZr1-xO2和CeZrY1O2汽车尾气净化能力，并对PrxZr1-xO2和TbxZr1-xO2的储氧等机制作了研究讨论。实验证明本研究的PrxZr1-xO2和TbxZr1-xO2是未来汽车尾气净化三效催化剂的强有力候选储氧材料。