[發明專利]鈦基四元催化泡沫金屬載體及其制造方法

無效

• 申請號: 201010100422.8
• 申請日: 2010-01-25
• 公開（公告）號: CN101780407A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 徐宏力
• 申請（專利權）人: 徐宏力
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46;B01J23/44;B01J23/42;B01J21/06;B01J35/06;F01N3/035;B01D53/94;B01D53/56;B01D53/62;B01D53/72
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 劉安寧

技術領域

本發明與催化作用有關，也與機動車尾氣凈化技術有關，特別與三元催化載體材料和催化載體的制造方法有關。

背景技術

三元催化是當今世界各國普遍采用的機動車尾氣凈化技術，能有效去除尾氣中CO、HC和NO_X，其綜合凈化率可達90％以上。

隨著經濟發展和社會進步，全球機動車的數量迅猛增加，尾氣污染造成城市空氣質量日愈惡化，形勢嚴峻。世界各國加大尾氣的治理力度，采取強制措施，大幅度提高尾氣排放的限制標準；歐盟議會先后頒布了歐V、歐V1排放標準，美國、日本等國頒布了比歐盟更為嚴厲的排放標準。新的國際排放標準要求CO、HC、NO_X達到超低排放，同時要求對PM(微粒)過濾處理，實現四元凈化。在中國專利申請件中，涉及機動車尾氣處理的有數十件，近年來用于機動車尾氣凈化的催化技術就有10多件，例如200410056853.3號《三元復合金屬氧化物催化劑及其制備方法》、200510086550.0號《稀燃汽油車尾氣排放氮氧化物選擇性還原催化劑制備方法》、200610163467.3號《一種用于內燃機尾氣及工業廢氣凈化的催化劑及制備方法》、200710057219.5號《一種用于汽車尾氣凈化的鈣鈦礦型纖維體復合氧化物催化劑及其制備方法》、200810225539.1號《一種提高低溫起燃性能凈化催化劑的制備方法》、200910044815.9號《不銹鋼載體催化劑的制備方法和涂敷工藝》等。現有三元催化技術難以達到前述更為嚴厲的超低排放標準，三元催化技術特別是關鍵技術蜂窩陶瓷載體和實體金屬載體面臨最嚴峻的考驗和沖擊。各國科技工作者都將催化載體的變革列為主攻方向，希望這一關鍵技術能夠獲得新的突破。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鈦基四元催化泡沫金屬載體，消除和減少傳統載體自身存在的技術缺陷和不足，解決現有關鍵技術的難題。

本發明的又一目的在于提供上述鈦基四元催化泡沫金屬載體的制造方法，使其能夠工業化生產，具有汽車四元催化凈化或柴油車催化過濾的性能，適應機動車發展的需要。

發明人提供的鈦基四元催化泡沫金屬載體，是將鈦作為載體金屬元素，以鈦及鈦合金冶煉獲得三維纖維結構的泡沫鈦金屬材料，切割成形，制成鈦芯片或濾片，經過活化處理，浸涂貴金屬催化劑和輔助劑，若干催化芯片或“濾片”通過排列組合，制成的四元催化泡沫金屬載體。

發明人提供的鈦基四元催化泡沫金屬載體制造方法包括：

①以四氯化鈦和金屬鎂為原料，在還原爐中鎂將四氯化鈦中的鈦還原，經過真空蒸餾、冷凝結晶工藝形成具有三維纖維結構的泡沫鈦材料；

②將泡沫鈦材料切割成鈦芯片或濾片；

③將切割的芯片或濾片進行活化處理；

④將活化的芯片或濾片浸涂貴金屬催化劑及輔助劑；

⑤將上一步的芯片排列組合制成汽車四元催化泡沫鈦金屬載體，或將上一步的濾片排列組合制成柴油車四元催化泡沫鈦金屬載體過濾總成。

上述方法的①中，所述還原爐中控制的反應溫度為750℃；所述真空蒸餾的真空度為0.1333～0.0013Pa，蒸餾溫度為950℃～1000℃；所述冷凝結晶的工藝條件為溫度在200℃以下低溫冷卻48小時。

上述方法的②中，泡沫鈦材料切割成的鈦芯片或濾片形狀與汽車四元催化泡沫鈦金屬載體或制成柴油車四元催化泡沫鈦金屬過濾總成相適應。

上述方法的③中，所述活化處理是指泡沫鈦三維纖維表面層TiO₂催化激活處理。

上述方法的④中，所述貴金屬催化劑是由鉑、鈀、銠或鈰組成的；所述輔助劑是通用的具有提高貴金屬負載能力的稀土元素中間層親和劑。

上述方法的⑤中，所述芯片或濾片排列組合是按照尾氣氣場變化特性曲線的高低進行的。

本發明提供的鈦泡沫金屬載體具有比表面積大、超輕、高強度、裝載捕捉力強、催化起始溫度低、催化活性好、抗中毒、抗震，能同時去除尾氣中CO(一氧化碳)、HC(碳氫化合物)、NO_X(氮氧化合物)和捕捉過濾PM(微粒)的特點，是新一代高效安全的四元催化載體。提供的鈦基四元催化泡沫金屬載體制造方法，將可以從根本上解決現有催化載體的技術難題，實現機動車尾氣從三元凈化向四元化凈化的轉變，從低排放向超低排放的轉變，滿足機動車國際排放標準的技術要求。

附圖說明

圖1為泡沫鈦三維纖維結構材料電子探針顯微結構圖；圖2為鈦基四元催化泡沫金屬載體制造的工藝流程框圖。

具體實施方式

實施例1