[發明專利]一種車載三元催化器用自發光光觸媒結構及其制造方法

在審

• 申請號: 202011106521.7
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112253289A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 鄧雪梅
• 申請（專利權）人: 貴州黔鰲信息技術有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/28;B01J21/06;B01J27/24;B01J35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種車載三元催化器用自發光光觸媒結構及其制造方法，該自發光光觸媒結構由內向外設置有兩組導體，所有正負極區分開并與兩組導體分別并聯的以6片為一套的共計8套?10套的照射方向從截面圓心出發向外發射的單片功率為15mW?25mW的紫外LED片、套裝在兩組導體和紫外LED片外的透明導熱層、冷卻循環水道以及最外層表面固定有光觸媒顆粒的石英玻璃管，冷卻循環水道的通道就是透明導熱層與石英玻璃管之間的間隙；透明導熱層具體為日本宇部興產公司生產的Upilex S；光觸媒顆粒具體為碳、氮雙摻雜的二氧化鈦顆粒。本發明不采用貴重金屬、成本較低、自發式、光觸媒、易潔。

技術領域

本發明涉及電氣環保設備技術領域，尤其涉及一種車載三元催化器用自發光光觸媒結構及其制造方法。

背景技術

三元催化器，是安裝在汽車排氣系統中最重要的機外凈化裝置，它可將汽車尾氣排出的CO一氧化碳、HC碳氫化合物和NOx氮氧化物等有害氣體通過氧化和還原作用轉變為無害的二氧化碳、水和氮氣。由于這種催化器可同時將廢氣中的三種主要有害物質轉化為無害物質，故稱三元。其技術原理是，當高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的凈化劑將增強CO、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進行一定的氧化-還原化學反應，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體；HC化合物在高溫下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx還原成氮氣和氧氣。三種有害氣體變成無害氣體，使汽車尾氣得以凈化。

其缺點在于：1、在汽車剛剛啟動排氣系統溫度尚未升溫或北方寒冬天氣時，由于達不到最佳的550℃-700℃催化溫度，催化效率不高，具體體現在排出的尾氣中有害氣體占比大；2、目前常用的催化劑僅有貴重金屬鉑、銠、鈀，成本既高、又不可再生，而且易被汽油中的鉛、硫以及機油中的磷等元素污染而致失效甚至老化；3、表面被尾氣中未燃燒完全的固體碳或其它有機物覆蓋后，因為與尾氣直接接觸面積減小，催化效率明顯降低。

因此，市面上急需一種不采用貴重金屬、成本較低、自發式、光觸媒、易潔的車載三元催化器用自發光光觸媒結構及其制造方法。

發明內容

本發明旨在提供一種不采用貴重金屬、成本較低、自發式、光觸媒、易潔的車載三元催化器用自發光光觸媒結構及其制造方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種車載三元催化器用自發光光觸媒結構，該自發光光觸媒結構由內向外設置有兩組導體，所有正負極區分開并與兩組導體分別并聯的以6片為一套的共計8套-10套的照射方向從截面圓心出發向外發射的單片功率為15mW-25mW的紫外LED片、套裝在兩組導體和紫外LED片外的透明導熱層、冷卻循環水道以及最外層表面固定有光觸媒顆粒的石英玻璃管，冷卻循環水道的通道就是透明導熱層與石英玻璃管之間的間隙；透明導熱層具體為日本宇部興產公司生產的Upilex S；光觸媒顆粒具體為碳、氮雙摻雜的二氧化鈦顆粒。

該自發光光觸媒結構的制造方法包括以下階段：

S1：原材料準備

①原材料準備：準備日本宇部興產公司生產的Upilex S、石英玻璃管、兩組純銅制導體、48片-60片單片功率為15mW-25mW的紫外LED片，按重量準備鈦酸丁酯8g-10g、冰醋酸24g-30g、鹽酸胍4g-5g、羧甲基纖維素鈉4g-5g；

②輔材準備：準備足量乙醇、去離子水、二甲苯、γ-β-（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷；

S2：碳、氮雙摻雜的二氧化鈦顆粒制備

①將階段S1步驟①準備的鈦酸丁酯8g-10g、冰醋酸24g-30g與階段S1步驟②準備的200ml-210ml乙醇混合均勻，再在混合液中逐漸滴入43ml-46ml階段S1步驟②準備的去離子水至滴入完畢，形成溶膠；

②在室溫下靜置步驟①獲得的溶膠15h-16h，獲得預凝膠；