[發(fā)明專利]覆蓋有炭層的泡沫金屬載體及煅燒工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110414403.7
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102527443A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王丹;張克金;許德超;崔龍;米新艷;王金興;張喆;于麗娜;潘艷春
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J35/02;B01J37/02;B01J37/08;B01J23/755
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王薇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種覆蓋有炭層的泡沫金屬載體和煅燒工藝，應(yīng)用于汽車尾氣的SCR或POC后處理行業(yè)。

背景技術(shù)

當(dāng)前，全球面臨能源和環(huán)境的綜合挑戰(zhàn)。在傳統(tǒng)汽車的排放達(dá)標(biāo)的技術(shù)手段選擇方面，人們?nèi)匀幻媾R不少的難題，例如，如何選擇后處理的載體和催化劑等方面。

后處理載體是構(gòu)成車用后處理平臺的關(guān)鍵因素，截止到目前為止，在后處理載體方面絕大多數(shù)是進(jìn)口的陶瓷載體，這種陶瓷載體的機(jī)械強(qiáng)度稍差，不太適應(yīng)于中國的實(shí)際情況；同樣，成熟的金屬載體也是被國外的技術(shù)和專利壟斷，成為制約中國后處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

因此，如何獲得低成本和高性能的后處理載體是推進(jìn)該領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的核心內(nèi)容。

泡沫金屬是一種物理功能與結(jié)構(gòu)特性一體化的新型工程材料。80年代初國際上開始金屬泡沫材料研制，金屬泡沫材料具備質(zhì)輕、隔音、過濾和阻燃特性，又有很強(qiáng)的吸震和電磁屏蔽作用，因此，廣泛應(yīng)用于國防工業(yè)。90年代起，泡沫金屬推廣應(yīng)用于民用工業(yè)，例如，高水平的泡沫鎳應(yīng)用于電容和超級電容的制備。目前，我國泡沫金屬研制和生產(chǎn)技術(shù)水平居于世界前列。

從結(jié)構(gòu)上分析和實(shí)際測試表明，泡沫金屬是最理想的后處理金屬載體，例如，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高于陶瓷載體，氣流通道紊亂，最容易獲得預(yù)想的催化效果，此外，催化劑的涂敷和施工工藝較為簡單，因此，選擇金屬泡沫作為載體，具備理論上的先進(jìn)性。

泡沫金屬的成本由工藝過程成本和材料成本兩方面所決定，應(yīng)該把優(yōu)化過程工藝成本和材料成本同時進(jìn)行。

考慮到使用成本，作為載體使用的泡沫金屬不可能100%有純鎳和純鉻沉積而成，因此，技術(shù)性的鐵摻雜成為必然。但是，由于鐵在高溫下容易被氧化，骨架中的鐵氧化后的強(qiáng)度將降低70%以上，或干脆成為廢品，因此，在泡沫金屬的煅燒中，采用氣氛保護(hù)或氫氣進(jìn)行還原必不可少。

檢索發(fā)現(xiàn)很多的泡沫金屬電沉積或制備過程的專利，也有的專利包括了最后的煅燒過程中的氫氣氣氛還原的，但是，還沒有和本專利權(quán)項(xiàng)相同的專利申報，例如，專利申請?zhí)枮镃N201010100422.8的‘鈦基四元催化泡沫金屬載體及其制造方法’專利是采用以鈦及鈦合金冶煉獲得三維纖維結(jié)構(gòu)的泡沫鈦金屬材料；專利申請?zhí)枮镃N200810068869.4的‘塑料基泡沫金屬化的方法’專利是將塑料基泡沫浸于低溫?zé)峁袒途酆衔镢y漿或?qū)⒌蜏責(zé)峁袒途酆衔镢y漿噴涂到塑料基泡沫上，使塑料基泡沫的纖維粘附上導(dǎo)電層，然后再進(jìn)行電鍍而制備；專利申請?zhí)枮镃N200610117833.1的‘應(yīng)用于尾氣過濾及催化劑載體的泡沫鐵鉻鋁及其制作工藝’專利，所述的泡沫鐵鉻鋁是以泡沫形狀金屬為基材，在基材的多孔表面進(jìn)行火焰噴涂鐵鉻鋁；專利申請?zhí)枮镃N200510032174.7的‘三維通孔或部分孔洞彼此相連多孔金屬泡沫及其制備方法’專利是將一種或多種粒徑在1~100μm的金屬或合金粉末均勻分散在含粘接劑的溶液中制成料漿，再將該漿液灌入通孔聚氨酯海綿泡沫中，經(jīng)烘干、燒結(jié)得到三維通孔泡沫金屬材料；專利申請?zhí)枮镃N03208577.X的‘復(fù)合金屬多孔鋁’專利是采用泡沫金屬骨架組成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，采用熱浸鋁方法在該骨架上進(jìn)行復(fù)合金屬鋁；專利申請?zhí)枮镃N00133631.2的‘一種復(fù)合泡沫金屬及其制備方法’專利是先將泡沫材料制備導(dǎo)電層，采用電沉積的方法，在泡沫材料上沉積金屬(A)，再在金屬(A)表面沉積另一金屬(B)，經(jīng)過熱處理后,形成復(fù)合泡沫金屬；專利申請?zhí)枮镃N02129612.X的‘一種復(fù)合金屬多孔體及其制備方法’專利首先以泡沫材料為芯膜，在該芯膜上沉積一種、或二種、或二種以上金屬制備多孔金屬或多孔合金；之后再以多孔金屬或多孔合金為骨架，在該骨架上采用熱浸方法進(jìn)行熱浸金屬或合金，即可制備出復(fù)合金屬多孔體。

在傳統(tǒng)的泡沫金屬煅燒工藝中，要求采用氫氣氣氛還原的工藝，它要求具備精密的煅燒爐和生產(chǎn)控制工藝，例如，在爐內(nèi)通入70%氮?dú)?30%氫氣混合氣體，并在爐體內(nèi)形成微正壓（0.05~0.1kg/cm2）體系，顯而易見它存在安全方面的問題，此外，氫氣還原的煅燒爐成本以及工藝材料的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種覆蓋有炭層的泡沫金屬載體和煅燒工藝，其對現(xiàn)有的制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化，降低了成本，減少了生產(chǎn)安全隱患，并改進(jìn)對成品的熱處理工藝，該載體具備堆密度提高、減少泡沫金屬表面的氧化、提高強(qiáng)度、增大比表面積等優(yōu)點(diǎn)，有利于后續(xù)SCR或POC催化劑的涂敷；很好地回避了復(fù)雜、危險且成本高昂的氫氣還原工序；具有很高的實(shí)用價值。