[發(fā)明專利]一種耐高溫活性涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210163547.4
• 申請(qǐng)日: 2012-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN102671716A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫敏;孔德雙;宦秀樺;楊紅兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇高淳陶瓷股份有限公司;南京英斯威爾環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J37/02
• 分類號(hào): B01J37/02;B01J35/04;B01J23/10
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 黃明哲;王清義

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種催化劑技術(shù)領(lǐng)域的涂層的制備方法，具體是關(guān)于一種耐高溫活性涂層的制備方法。

背景技術(shù)

三元催化凈化器已經(jīng)成為控制汽車尾氣排放的關(guān)鍵技術(shù)，可將尾氣中的CO、HC和NO_x等有害成分大幅度降低。三元催化凈化器一般由載體、活性涂層和活性組分三部分構(gòu)成。其中常用的載體主要是堇青石蜂窩陶瓷載體。由于蜂窩陶瓷載體的比表面積通常較小，一般需要在載體上涂覆一層大比表面積且結(jié)合牢固的涂層材料，一方面為活性組分的高度分散提供支撐，另一方面對(duì)活性組分進(jìn)行調(diào)節(jié)以改善催化活性和穩(wěn)定性。

涂層在蜂窩陶瓷載體上的負(fù)載量、牢固度以及其耐熱穩(wěn)定性是影響催化劑活性及使用壽命的主要因素。目前三效催化劑活性涂層的制備主要包括載體的前處理、涂層漿料的制備、漿料的涂覆、吹掃、干燥和焙燒等步驟。從活性涂層的制備工藝來(lái)看，要得到高質(zhì)量的涂層，所用漿料必須具有很好的穩(wěn)定性、流動(dòng)性、跟載體結(jié)合的牢固性，從而提高活性涂層的牢固度和穩(wěn)定性。活性涂層通常起到分散和穩(wěn)定活性組分的作用。高溫使用環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，或者經(jīng)過(guò)驟冷驟熱變化時(shí)，常規(guī)三效催化劑活性涂層比表面積降低、織構(gòu)破壞甚至發(fā)生結(jié)構(gòu)變化等，導(dǎo)致處于均勻分散狀態(tài)的貴金屬活性組分的燒結(jié)以形成大體積的顆粒，從而導(dǎo)致催化劑性能的快速降低。因此，獲得負(fù)載量大、與陶瓷載體結(jié)合牢固、耐高溫的活性涂層對(duì)發(fā)揮催化劑活性組分的催化性能以及保證催化劑穩(wěn)定性方面具有至關(guān)重要的影響。

中國(guó)專利公開號(hào)CN101653724A公開了一種催化劑技術(shù)領(lǐng)域的陶瓷催化劑表面活性涂層及其制備方法，該涂層的組分及質(zhì)量百分百為：6.62～33.11%的擬薄水鋁石、0～26.49%的γ-Al₂O₃以及0.33～1.96%的添加劑，余量為水。該發(fā)明制備出的活性氧化鋁涂層具有敷損失小、涂層均勻以及理化性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，所得涂層的脫落率小于1.55%。

目前許多研究工作主要采用改進(jìn)材料和制備方法和元素?fù)诫s等手段來(lái)解決汽車尾氣催化劑涂層材料的高溫?zé)崂匣瘑栴}。中國(guó)專利公開號(hào)CN1454707A公開了一種高熱穩(wěn)定性氧化鋁及其制備方法。該氧化鋁包括氧化鋁和添加劑，所說(shuō)的添加劑為稀土氧化物、堿土金屬氧化物、過(guò)渡金屬氧化物中兩種或者兩種以上的組合。該發(fā)明高熱穩(wěn)定性的氧化鋁的制備方法包括如下步驟：將纖維素微晶粉末在稀土、堿土金屬、過(guò)渡金屬鹽與鋁的鹽溶液里進(jìn)行浸漬，經(jīng)老化、干燥、焙燒后，即可獲得該發(fā)明的高熱穩(wěn)定性的氧化鋁。在1050℃高溫老化15h后，其比表面積維持在80-110m²/g，但該發(fā)明沒有提及涂層的制備及其牢固性。

中國(guó)專利公開號(hào)CN1200954A公開了一種高的熱穩(wěn)定性的儲(chǔ)氧材料，它含有氧化鈰和至少一種選自氧化鐠、氧化鑭、氧化釔及氧化釹的穩(wěn)定劑，其中該穩(wěn)定劑和任選的氧化鈰以高度分散狀存在于大比表面積載體物質(zhì)的比表面上，該載體物質(zhì)是氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、二氧化硅或其它混合氧化物，在900℃空氣中煅燒10h后，該儲(chǔ)氧物質(zhì)仍然具有大于20、最好大于30m²/g的比表面積。中國(guó)專利公開號(hào)CN101690890A公開了一種高熱穩(wěn)定性鈰基儲(chǔ)氧材料的制備方法，特征是含有二氧化鈰和二氧化鋯以及少量氧化鋁和至少一種選自氧化鑭、氧化鐠、氧化釔、氧化鋱的稀土晶型穩(wěn)定劑。經(jīng)1050℃高溫老化5h后，其比表面積均高于35m²/g，并且儲(chǔ)氧量高于400μmol/g。

中國(guó)專利公開號(hào)CN101049558A公開了一種高溫?zé)岱€(wěn)定性車用催化劑涂層材料及其制備方法。該發(fā)明提供的復(fù)合氧化物其各氧化物的重量百分比含量為Al₂O₃∶70-80wt%、LaO_x∶10-20wt%、CeO₂∶3-5wt%、BaO∶3-8wt%。該復(fù)合氧化物在1000℃的高溫下處理2小時(shí)，其比表面積維持在105-115m²/g。

中國(guó)專利公開號(hào)CN101249459A公開了一種汽車尾氣凈化器高性能納米組合催化涂層材料及其制備方法，所述涂層材料由具有高耐熱性高比表面積的氧化鋁復(fù)合氧化物納米材料和高儲(chǔ)氧性能的鈰鋯復(fù)合氧化物納米材料經(jīng)納米組合技術(shù)按一定配比球磨制備而成，在一定的助劑作用下，控制其合適的孔結(jié)構(gòu)、表面結(jié)構(gòu)和粒度。涂層材料經(jīng)1100℃4h熱老化后比表面積為20-120m²/g。