[發明專利]一種尾氣凈化材料、其制備方法及尾氣凈化裝置

有效

• 申請號: 201611174582.0
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106621641B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 李光武
• 申請（專利權）人: 李光武
• 主分類號: B01D49/00
• 分類號: B01D49/00;B01D53/86;B01D53/62;B01D53/72;B01D53/56
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 劉書芝

1.一種尾氣凈化材料，其特征在于，其包含納米孔隙材料和金屬催化劑，所述金屬催化劑分布于所述納米孔隙材料中，所述納米孔隙材料為氣凝膠、干凝膠或凍凝膠，所述金屬催化劑包括鉑、銠、銥、鈀、銅、錳中的至少一種或含有鉑、銠、銥、鈀、銅、錳中至少一種的合金,制備所述尾氣凈化材料的過程包括以下步驟：

制備包含所述金屬催化劑的絡合物或溶液或所述金屬催化劑的納米級或微米級顆粒；

制備所述納米孔隙材料的初始溶液：在反應容器內按重量比1～5:1加入正硅酸四乙脂與乙醇，再加入水和適量鹽酸，加熱至55℃～65℃，攪拌25～35分鐘，冷卻至20℃～25℃，加入氨水調整pH值到4～7，得到所述納米孔隙材料的初始溶液；

向所述納米孔隙材料的初始溶液加入包含所述金屬催化劑的絡合物或溶液或所述金屬催化劑的納米級或微米級顆粒，繼續攪拌混合10～20分鐘，靜置，得到初始凝膠；制備氧化鈦氣凝膠，氧化鋁氣凝膠、氧化鋯氣凝膠時，用對應的鈦酸脂、鋁酸酯、鋯酸脂替代所述正硅酸四乙脂，按照相應常規工藝制備初始凝膠；以及

對所述初始凝膠進行陳化、溶劑置換、疏水處理：將所述初始凝膠逐一浸泡于乙醇、庚烷、氯硅烷中，每次浸泡時間24～30小時；

取出所述初始凝膠放置于梯度減壓加熱干燥箱中，由壓力60000～90000帕開始逐步減壓至常壓，同時溫度由20℃～25℃逐步升溫至230℃～260℃，全部過程共24～30小時，每個小時調整溫度壓力一次，每次調整總變化量的1/24～1/30，得到所述尾氣凈化材料。

2.根據權利要求1所述的尾氣凈化材料，其特征在于，所述納米孔隙材料和所述金屬催化劑的體積比為100～20000:1。

3.根據權利要求1所述尾氣凈化材料，其特征在于，所述納米孔隙材料具有孔洞，所述孔洞的尺度為3nm～500nm。

4.根據權利要求1所述尾氣凈化材料，其特征在于，所述金屬催化劑的絡合物為鉑的甲基乙烯基硅氧烷配位絡合物、鉑-四氫呋喃絡合物、鉑的鄰苯二甲酸二乙酯配位絡合物、鉑的乙烯基硅氧烷絡合物或氯鉑酸-辛醇絡合物，所述金屬催化劑的溶液為氯鉑酸的異丙醇溶液。

5.根據權利要求1所述尾氣凈化材料，其特征在于，制備所述納米孔隙材料為非金屬氧化物氣凝膠、非金屬氧化物干凝膠、非金屬氧化物凍凝膠、金屬氧化物氣凝膠、金屬氧化物干凝膠、金屬氧化物凍凝膠、有機氣凝膠、有機干凝膠、有機凍凝膠、碳氣凝膠、碳干凝膠、碳凍凝膠、有機/無機復合氣凝膠、有機/無機復合干凝膠、有機/無機復合凍凝膠、無機/無機復合氣凝膠、無機/無機復合干凝膠或無機/無機復合凍凝膠中的一種。

6.一種如權利要求1至5任一項所述尾氣凈化材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

制備包含所述金屬催化劑的絡合物或溶液或所述金屬催化劑的納米級或微米級顆粒；

制備所述納米孔隙材料的初始溶液：在反應容器內按重量比1～5:1加入正硅酸四乙脂與乙醇，再加入水和適量鹽酸，加熱至55℃～65℃，攪拌25～35分鐘，冷卻至20℃～25℃，加入氨水調整pH值到4～7，得到所述納米孔隙材料的初始溶液；

向所述納米孔隙材料的初始溶液加入包含所述金屬催化劑的絡合物或溶液或所述金屬催化劑的納米級或微米級顆粒，繼續攪拌混合10～20分鐘，靜置，得到初始凝膠；制備氧化鈦氣凝膠，氧化鋁氣凝膠、氧化鋯氣凝膠時，用對應的鈦酸脂、鋁酸酯、鋯酸脂替代所述正硅酸四乙脂，按照相應常規工藝制備初始凝膠；以及

對所述初始凝膠進行陳化、溶劑置換、疏水處理：將所述初始凝膠逐一浸泡于乙醇、庚烷、氯硅烷中，每次浸泡時間24～30小時；

取出所述初始凝膠放置于梯度減壓加熱干燥箱中，由壓力60000～90000帕開始逐步減壓至常壓，同時溫度由20℃～25℃逐步升溫至230℃～260℃，全部過程共24～30小時，每個小時調整溫度壓力一次，每次調整總變化量的1/24～1/30，得到所述尾氣凈化材料。

7.一種尾氣凈化裝置，其特征在于，所述尾氣凈化裝置包括權利要求1至5任一項所述尾氣凈化材料。