[發明專利]一種蜂窩陶瓷載體涂層的制備方法

無效

• 申請號: 200910193316.6
• 申請日: 2009-10-26
• 公開（公告）號: CN101695672A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 余林;楊霞卿;孫明;李永峰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J37/02;B01J35/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及一種蜂窩陶瓷載體涂層的制備方法。

背景技術

隨著社會的進步和經濟的快速發展，汽車尾氣帶來的環境污染越來越嚴重。采用汽車尾氣催化凈化的方法是減少尾氣污染的一種有效手段。由于汽車操作彈性大，作為尾氣凈化材料應該具有機械強度高，熱穩定性好，熱膨脹系數低，耐久性好的特點。蜂窩陶瓷堇青石因其機械強度高，熱穩定性好，熱膨脹系數低等特點，廣泛用于作為汽車尾氣的載體。然而堇青石比表面積很小(＜1m²/g)，為了縮小凈化器的體積，必須在堇青石基質材料上再附上一層高比表面涂層(washcoat)，以增大比表面。γ-Al₂O₃是目前應用最廣泛的涂層材料。氧化鋁涂層漿液的制備不同對涂層結構和物化性能都有很大影響，進而對最后制備的催化劑的性能產生影響。

目前，制備氧化鋁涂層的方法有：①以硝酸鋁或氯化鋁為鋁源，采用溶膠凝膠法制備溶膠，這種工藝控制參數多，重現性差，不適合工業化生產。②以活性氧化鋁粉為鋁源制備涂層漿液，此方法工藝復雜，周期長。③以擬薄水鋁石為鋁源制備溶膠，該方法原料成本低，制備周期短，能耗小，相對于其他方法更易實現過程控制，便于工業化。

然而，以擬薄水鋁石為鋁源制備的溶膠，其流變性差，觸變性大，不易均勻涂覆在蜂窩陶瓷上，殘余溶膠不易吹出，常發生堵孔現象。因此改變其流動性與觸變性是制備應用的關鍵之一。另外，為滿足工業化要求，進一步提高氧化鋁涂層的比表面也是一關鍵。

中國專利(200510114492)公開了一種氧化鋁載體的制備方法，將單糖或雙糖的水溶液作為膠溶劑與水合氧化鋁混合，然后混捏，成型，干燥，焙燒得到氧化鋁載體。中國專利(00105234)公開了一種鋁溶膠的改性方法，在鋁溶膠中添加磷和稀土化合物進行改性。中國專利(200610049232)公開了一種稀土復合氧化物涂層負載Pd催化劑的制備方法，采用稀土復合氧化物作為涂層。本專利研究了添加不同種類不同量的造孔劑和分散劑提高涂層比表面積和改善溶膠流動性、觸變性，并將其用于蜂窩陶瓷的涂層材料，未見有報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種蜂窩陶瓷載體涂層的制備方法。

本發明的制備方法步驟如下：

①室溫下，以固含量為22％的擬薄水鋁石漿液為原料，加入硝酸，酸鋁摩爾比為0.08～0.1，加入造孔劑，造孔劑與擬薄水鋁石的質量比為0.19％～3％，加入分散劑尿素，尿素與擬薄水鋁石的質量比為35％～50％，高速攪拌2～5h，得到鋁溶膠；

②蜂窩陶瓷堇青石的預處理：將蜂窩陶瓷堇青石浸漬于2mol/L的硝酸中6h，取出，用去離子水水清洗至pH＝7，風干，然后于110℃過夜干燥；

③將預處理好的蜂窩陶瓷堇青石浸漬鋁溶膠中，浸漬3～20min取出，吹出孔道中的殘余溶膠，在空氣中風干，然后在80～110℃干燥，以1～2℃/min的速率升溫至500℃，保持3～8h，得到產物。

上述造孔劑為聚乙烯醇，或者聚乙二醇，或者羧甲基纖維素。

上述蜂窩陶瓷堇青石采用商業產品，其孔密度為200孔/英寸²～400孔/英寸²。

上述擬薄水鋁石為商業產品，白色粉狀。

本發明的有益效果是：本發明改善了溶膠的流動性與觸變性，抗震性好，用作涂層材料大大提高了蜂窩陶瓷的比表面。適用于工業化的需要。

具體實施方式

實施例1：以固含量為22％的擬薄水鋁石為鋁源，攪拌30min，加入硝酸，酸鋁摩爾比為0.08，加入擬薄水鋁石質量的2.07％的聚乙二醇，加入擬薄水鋁石質量的35％的尿素，高速攪拌2h，得到鋁溶膠。將預處理好的蜂窩陶瓷堇青石浸漬在溶膠中，10min后取出，吹出殘余溶膠，風干，然后在110℃干燥，以1℃/min的速率升溫至500℃，保持3h。得到改性后的蜂窩陶瓷載體。然后超聲震蕩。

實施例2：以固含量為22％的擬薄水鋁石為鋁源，攪拌30min，加入硝酸，酸鋁摩爾比為0.08，加入擬薄水鋁石質量的0.94％的聚乙烯醇，加入擬薄水鋁石質量的40％的尿素，高速攪拌4h，得到鋁溶膠。將預先處理好的蜂窩陶瓷堇青石浸漬在溶膠中，5min后取出，吹出殘余溶膠，風干，然后在110℃干燥，以1.5℃/min的速率升溫至500℃，保持4h。得到改性后的蜂窩陶瓷載體。然后超聲震蕩。