[發(fā)明專利]一種互嵌合氮氧化物還原載體涂層的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510732038.2
• 申請(qǐng)日: 2015-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN105344353A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許德超;崔龍;王丹;王金興;張喆;安宇鵬;張克金;米新艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/68
• 分類號(hào): B01J23/68;B01J37/02;B01D53/94;B01D53/56
• 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)明涉及一種互嵌合氮氧化物還原載體涂層的制備方法，應(yīng)用于汽車尾氣的SCR、POC、DOC和DPF等后處理行業(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(tái)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。

與陶瓷載體相比，金屬載體的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1）比表面積大，孔壁更薄、孔隙率更高；（2）抗震性能好，金屬具有一定的延展性，具有更高的抗熱沖擊性和機(jī)械強(qiáng)度，與殼體熱膨脹情況相當(dāng)，容易匹配和安裝，使用壽命長。（3）起燃速度更快，金屬載體熱容小、熱導(dǎo)率高、能確保催化劑的快速啟動(dòng)。

然而，金屬載體由于本身材質(zhì)的原因，其熱膨脹系數(shù)等理化性質(zhì)與催化劑、活化劑等無機(jī)固體材料具有較大的差異，這就導(dǎo)致金屬載體在負(fù)載活性層和催化層時(shí)難以達(dá)到比擬陶瓷載體的結(jié)合強(qiáng)度。尤其在后處理載體的使用過程中，在高溫惡劣環(huán)境下以及冷熱沖擊情況下，無機(jī)涂層與金屬載體本身非常容易發(fā)生分離、脫落的情況。造成涂覆困難、工藝復(fù)雜、費(fèi)料較多、易脫落、后處理性能不穩(wěn)定、處理器壽命短等諸多問題。

經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)有很多與金屬載體、涂層相關(guān)的專利存在，例如，專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810218986.4的‘摩托車尾氣催化劑金屬載體過渡層的涂覆方法’中，使用水鋁石和硝酸鎂配制成一種過渡層處理液，然后將經(jīng)過預(yù)處理的金屬載體浸入處理液中涂覆、高溫?zé)Y(jié)得到一種過渡層；專利申請(qǐng)?zhí)枮?00610165094.3的‘一種高比表面積三氧化二鋁涂層制備方法及用該方法制備的涂層和金屬載體三效催化器’中，采用三氧化二鋁研磨后加入醇類配制成漿料，涂覆在金屬載體表面，后經(jīng)過干燥、焙燒、老化處理得到三氧化二鋁涂層；申請(qǐng)?zhí)枮?01210120731.0的‘一種用于固態(tài)尿素水解制氨的催化劑涂層及其制備方法’中，采用溶膠凝膠法在鐵鉻鋁合金載體上制備了TiO₂-Al₂O₃涂層；等等。沒有與本專利申請(qǐng)項(xiàng)相同或者近似的專利存在。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種互嵌合氮氧化物還原載體涂層的制備方法，其針對(duì)現(xiàn)有的金屬載體應(yīng)用過程中存在的難涂覆和易脫落的問題，采用水性鋁銀漿材料和無機(jī)涂層漿料參與到中間過渡層的制備之中，一方面鋁銀漿材料與金屬載體表面結(jié)合緊密，水性體系環(huán)保、無污染；另一方面氧化鋁凝膠漿料含有大量的氧化鋁活性材料，具有高比表面積，催化劑負(fù)載其上與之結(jié)合能夠提升催化活性。金屬的鋁的熱膨脹系數(shù)為23.8（單位為10^-6/℃，下同），氧化鋁的熱膨脹系數(shù)為8.8，采用鋁銀漿材料作為過渡層，在經(jīng)過熱處理后，可以使鋁銀漿層轉(zhuǎn)變成鋁和氧化鋁的復(fù)合材料，進(jìn)而使該層的熱膨脹系數(shù)接近于不銹鋼材料的11，使鋁銀漿涂層，此外，采用該方法制備的載體涂層能夠顯著改善金屬載體與無機(jī)涂層之間的熱失配問題，提升了涂層在經(jīng)受冷熱沖擊時(shí)的抗脫落能力，增加了使用壽命，具有很高的實(shí)用價(jià)值；改善金屬纖維載體和活性催化涂層之間的粘接強(qiáng)度和結(jié)合力，提高催化劑涂層的活性，減少脫落，提高后處理器的使用壽命，從而降低維護(hù)和更換成本。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種互嵌合氮氧化物還原載體涂層的制備方法，其特征在于具體步驟如下：通過對(duì)金屬纖維載體進(jìn)行①預(yù)處理②涂覆鋁銀漿層③噴氧化鋁+鈦鎢粉④燒結(jié)⑤涂覆釩催化劑⑥燒結(jié)工藝過程制備一種能夠用于氮氧化物還原的載體互嵌合涂層；

其中載體預(yù)處理是指通過物理、化學(xué)、電化學(xué)手段除去金屬載體表面的氧化層、鈍化層、油脂、污漬等的制備方法，前處理工藝包括打磨，拋丸，電化學(xué)除油、拋光，酸洗，脫脂等。

其中所用鋁銀漿可在市場(chǎng)中采購，以非浮型鋁銀漿為佳，如S-5035型號(hào)鋁銀漿，其粒徑應(yīng)在100~400目之間。