CN101259438A - 应用于选择性催化转换器的玻璃涂层及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于柴油车尾气净化领域，具体涉及一种在对柴油发动机尾气进行净化处理的选择性催化转换器上，在金属合金载体上制备的玻璃涂层及该涂层的制备方法。按玻璃涂层总质量计，含有20～70％的氧化硅SiO₂，5～20％的氧化硼B₂O₃，其余氧化物为氧化铝Al₂O₃、氧化铜CuO、氧化钴CoO、氧化镍NiO、氧化锰MnO₂、氧化钠Na₂O、氧化钾K₂O、氧化钙CaO、氧化铈CeO₂或氧化铬Cr₂O₃金属氧化物中的4～9种。制备方法包括制备玻璃涂层凝胶溶液和将金属合金载体浸入玻璃涂层凝胶溶液中进行涂敷等步骤。本发明的在金属合金载体上涂敷的玻璃涂层可以大大优化SCR催化剂的性能，具有很大的推广应用价值。

Description

应用于选择性催化转换器的玻璃涂层及制备方法

技术领域

本发明属于柴油车尾气净化领域，具体涉及一种在对柴油发动机尾气进行净化处理的选择性催化转换器上，在金属合金载体上制备玻璃涂层及该涂层的制备方法。

技术背景

随着大气污染的日趋严重，在世界范围内的环境保护已引起了人们的高度重视。欧洲议会通过了更加严格的欧5和欧6标准汽车排放标准，这就意味着，未来几年内全球的汽车生产商，将面临巨大挑战。在排放法规的压力下，一方面国外的车用重负荷柴油机正不断进行技术升级和改进，另一方面，选择恰当的后处理技术策略和装备，例如，SCR(Selective Catalytic Reduction)催化转化还原技术，DPF(Diesel Particulate Filter)颗粒捕捉器，DOC(Diesel OxidationCatalyst)氧化型催化器等。自70年代开始，SCR技术在国外作为发电厂等的固定源使用的脱硝技术而进行了开发和广泛应用。90年代国外开始把SCR技术应用到柴油汽车上，并相应进行了SCR催化剂工艺技术和尿素还原剂的开发验证，在欧洲和日本成功的实现了工业化应用。净化汽车尾气对车用催化剂载体提出了更高的要求，作为尾气净化材料应该具有机械强度高、热稳定性好、热膨胀系数低、起燃快、压降小、催化转化率高以及耐久性好等特点。与传统的陶瓷载体相比较，金属合金载体具有众多优点：几何比面积更大，有利于催化活性物质的吸附，减少排气阻力；热传导系数更高，可以迅速传热，从而避免载体局部过热的结构热损坏；比热更低，可以缩短到达催化反应温度的时间，快速点火。在现代催化剂设计理念中，表面涂层不仅起到载体作用，同时还有助催化剂的作用，涂层的涂覆量和结合强度都会直接影响到催化净化器的使用效果，因此研究涂层涂覆工艺是十分重要的。但是合金载体材料与传统的涂层之间结合力较差等缺陷，尤其是涂层负载困难和使用过程中的涂层剥落问题，对涂敷工艺提出了更高更新的要求。本发明针对以上问题，通过生产与实践探索出了一套完整的用于SCR技术以金属合金为载体的玻璃涂层涂敷技术。

发明内容

本发明的目的是在柴油车尾气选择性催化转换器的金属载体上提供一种抗高温氧化、SCR催化剂催化效率高、金属载体表面和担载催化剂有较强结合力的玻璃涂层以及在金属合金载体上制备该玻璃涂层的方法。

本发明的技术方案为：

载体的选择：金属合金载体为北京北冶功能材料有限公司出售的耐高温的Ni-Cr-Fe合金材料，其中Ni质量含量35％，Cr质量含量20％，Fe质量含量45％；Ni-Cr合金材料，其中Ni质量含量80％，Cr质量含量20％。

玻璃涂层的成份：

本发明针对柴油发动机尾气进行净化处理的选择性催化转换器，选择的涂层组分不仅有调整玻璃涂层的表面张力、高温粘度、化学稳定性、硬度、玻璃热膨胀系数的作用，而且选用的成份可以作为SCR后处理器催化剂的助剂，提高氮氧化物的转化效率。

本发明选用铝、锰、铜、钴、镍等金属氧化物(如Al₂O₃、MnO₂、CuO、CoO、NiO等)和硅、硼的氧化物(SiO₂、B₂O₃)，涂层附着在金属载体上，各种氧化物占玻璃涂层总质量的百分比为：20～70％的氧化硅(SiO₂)，5～20％的氧化硼(B₂O₃)，其余氧化物为氧化铝(Al₂O₃)、氧化铜(CuO)、氧化钴(CoO)、氧化镍(NiO)、氧化锰(MnO₂)、氧化钠(Na₂O)、氧化钾(K₂O)、氧化钙(CaO)、氧化铈(CeO₂)、氧化铬(Cr₂O₃)中的4～9种。

进一步优选实施方式中，玻璃涂层中氧化硅(SiO₂)的含量为50～70％，氧化硼(B₂O₃)的含量为5～10％，氧化钴(CoO)的含量为3～10％，其余为氧化铝(Al₂O₃)、氧化铜(CuO)、氧化镍(NiO)、氧化锰(MnO₂)、氧化钠(Na₂O)、氧化钾(K₂O)、氧化钙(CaO)、氧化铈(CeO₂)、氧化铬(Cr₂O₃)中的3～8种。

更进一步优选实施方式中，其余氧化物为氧化铝(Al₂O₃)、氧化铜(CuO)、氧化铬(Cr₂O₃)；或为氧化镍(NiO)、氧化锰(MnO₂)、氧化钠(Na₂O)；或为氧化铝(Al₂O₃)、氧化镍(NiO)、氧化钾(K₂O)、氧化钙(CaO)；或为氧化铝(Al₂O₃)、氧化铜(CuO)、氧化镍(NiO)、氧化锰(MnO₂)、氧化钾(K²O)、氧化钙(CaO)、氧化铈(CeO₂)、氧化铬(Cr₂O₃)。

本专利玻璃涂层的制备方法：

a)金属合金载体表面预处理，具体为：

1)将金属合金载体完全浸入体积比为1∶2∶6的氨水、过氧化氢与去离子水的混合溶液中，超声波清洗1～4小时，碱洗去除金属表面的油污，其后烘干；

2)将上述金属合金载体再完全浸入体积比为1∶2∶6的盐酸、过氧化氢与去离子水的混合溶液中，酸洗1～30分钟，中和残留碱液同时酸洗去除金属载体表面的氧化物，其后烘干；

3)将上述金属合金载体完全浸入去离子水中，超声波清洗1～4小时，洗去表面残留酸根离子等，其后烘干；

4)将上述金属合金载体完全浸入无水乙醇中，超声波清洗1～4小时，增强金属合金载体表面的分散能力，使涂敷的涂层更均匀，其后烘干；

5)将上述合金金属载体于空气条件下在500℃～1000℃温度下焙烧1～3小时，室温冷却。

b)玻璃涂层凝胶溶液的制备：

1)首先将玻璃涂层中各物质的硝酸盐加蒸馏水配制成一定质量浓度的溶液：

九水硝酸铝(Al₂(NO₃)₃9H₂O)：    5～38％

六水硝酸锰(Mn(NO₃)₂6H₂O)：     5～50％

六水硝酸镍(Ni(NO₃)₂6H₂O)：     5～50％

六水硝酸钴(Co(NO₃)₂6H₂O)：     5～50％

六水硝酸铈(Ce(NO₃)₃6H₂O)：     5～50％

三水硝酸铜(Cu(NO₃)₂3H₂O)：     5～40％

九水硝酸铬(Cr(NO₃)₃9H₂O)：     5～28％

四水硝酸钙(Ca(NO₃)₂4H₂O)：     5～35％

硝酸钠(NaNO₃)：                5～38％

硝酸钾(KNO₃)：                 5～24％

再以蒸馏水为溶剂，配制质量浓度为5％～20％的硼酸溶液，然后将10～30g上述4～9种硝酸盐混合溶液与10～25g硼酸溶液混合，在20～60℃的温度下搅拌1～3小时，直到所有盐完全溶解；

2)称取4～20毫升质量浓度为85％～99％的乙醇、1～10毫升水、0.1～1.5毫升质量浓度为65～80％的浓硝酸，将三种溶液混合并搅拌均匀后，使溶液的pH值为1～5，再称取10～35毫升的正硅酸乙酯，缓慢、间歇、同时强力搅拌的倒入上述三种混合液中，最终形成透明的混合溶液；

3)取步骤2)溶液10～30g，然后将溶液缓缓的注入到20～50g步骤1)的混合液中，同时强力搅拌，最终形成的混合液为玻璃涂层，陈化8～15小时，制成玻璃涂层凝胶溶液。

c)金属合金载体上玻璃涂层的涂敷过程：

1)涂敷：具体为将金属合金载体浸入玻璃涂层凝胶溶液中涂敷，每一次涂敷后将金属合金载体取出于空气中阴干15～30分钟，阴干后用吹风机吹干，然后再进行下一次的浸渍涂覆，直至使金属载体增重2％～10％，最后一次涂覆后直接将金属合金载体在空气中于室温下阴干；

2)由于湿凝胶膜内包裹着大量溶剂和水，需要经干燥过程，才能得到干凝胶膜，将步骤1)阴干后的涂敷涂层的金属载体于空气中在40℃～180℃的温度下烘干至恒重，随炉冷却后取出；

3)为了消除干凝胶中的气孔，使其致密化，并使制品的相组成和显微结构能满足产品性能的要求，有必要对经干燥处理的涂层作进一步的热处理。将经步骤2)处理后的载体于空气中在500℃～800℃的温度下煅烧1～15分钟，再进行室温淬火处理得到无定形态涂层，从而在金属合金载体表面制备得到玻璃涂层。

本发明的技术效果为：

a)金属合金载体具有如下优点：

1)具有更高的几何表面积(单位为m²)，有利于催化活性物质的吸附，并减少排气阻力。在获得相同净化性能的条件下可节约作为催化剂使用的活性组分(特别是贵金属组分)；

2)热传导系数更高，可以迅速传热，避免载体局部过热的结构热损坏；

3)金属载体的热熔小，热导率高，一方面可以提高在汽车冷启动时SCR催化系统的加热速率，从而提高冷启动时对尾气的净化效果；另一方面还可以改善载体内部温度分布的均匀性。

b)预处理过程提高载体与涂层的结合能力：

经过预处理的金属合金载体比表面积大大提高，载体与涂层结合能力大大增强。选取未处理过的涂覆玻璃涂层的金属合金载体与经过预处理后的涂覆玻璃涂层的金属合金载体经超生振动进行比较，经过预处理后的金属合金载体上涂层的损失量远远低于未处理的结果，比较结果如表：

表1：载体预处理与未处理的涂层经超生振动后的损失量

此表说明，载体经预处理后，能改善催化剂涂层的微观结构，增加了载体与涂层的结合强度，能有效的改善涂层剥落问题。

c)涂层组分的选择优化SCR催化剂的性能：

本发明选用氧化锰、氧化铈、氧化铜、氧化镍、氧化铬、氧化钴等为玻璃涂层成份，它们不仅是玻璃涂层中的密着剂，可以增加玻璃涂层的结合力，降低表面张力，而且还可以优化SCR催化剂的性能。氧化锰可以降低催化剂的起燃温度，提高催化剂的低温活性；氧化铈具有良好的贮氧能力，可以贮存并适时供应必要的氧；氧化铬可以增强催化剂的抗中毒能力；氧化铜、氧化镍和氧化钴的加入可以增强SCR催化剂的还原特性，提高氮氧化物的转化效率。

综上所述，使用本发明所述的玻璃涂层涂敷技术可在金属表面形成均匀、致密的玻璃涂层。性能优良的玻璃涂层具有较好的化学稳定性和热稳定性，能够提高金属载体的防腐蚀能力，不仅能提供较大的比表面积，而且在热冲击时显示粘弹性，能很好地随金属形变，因此具有附着力强，不怕热冲击的优点。在汽车尾气净化的SCR催化剂中，玻璃涂层不仅可以增强催化剂与金属载体的结合能力，还可以提供较大的比表面积，大大增加了催化剂的负载量，而且涂层中的化学组分还可以起到SCR催化剂助剂的作用，提高催化剂的活性。因此，本发明的金属合金载体涂敷的玻璃涂层可以大大优化SCR催化剂的性能，具有很大的推广应用价值。

附图说明

图1：未进行预处理的Ni-Cr-Fe金属载体的SEM(扫描电镜)照片；

图2：具体实施1、2、4中Ni-Cr-Fe金属合金载体预处理后的SEM(扫描电镜)照片；

图3：具体实施例3中Ni-Cr金属合金载体预处理后的SEM(扫描电镜)照片；

图4：具体实施例2中Ni-Cr-Fe金属合金载体预处理后800℃焙烧的SEM(扫描电镜)照片

图5：实施例1制备的涂覆有玻璃涂层的Ni-Cr-Fe载体表面SEM(扫描电镜)照片。

图1-图5是在日本岛津生产的SSX-550扫描电镜上测得SEM金属载体表面形貌。

如图1所示，可以看到未进行预处理的Ni-Cr-Fe金属载体表面平整，表面上的几个凹陷小坑，是金属载体自身的结构缺陷。

如图2、3所示，可以看到经过预处理的载体，表面发生极大变化，呈现出凸凹不平的表面形貌，比表面积大大增加。

如图4所示，可以看到预处理的载体经过800℃焙烧后，结构变得更加致密，比表面积进一步增加。

如图5所示，可以看到Ni-Cr-Fe金属载体上涂覆有玻璃涂层，涂覆的涂层平整、均匀，厚度为10微米。可以看到有一些小的颗粒状的东西，那是在煅烧过程中形成的气泡，这些并不影响对后来催化剂的涂覆。

具体实施方式

本专利是用具体实施方案来阐述本发明，而不是对本发明的限制，凡是一种能够用在选择性催化转换器上，在金属合金载体上制备玻璃涂层的方法，凡是涉及以金属氧化物为主要成分或者与之相关的非金属氧化物、稀土氧化物，并且按照此方法涂覆的涂层，均为我们权利保护范围。

实施例1：

将质量浓度为25％氨水、质量浓度为30％过氧化氢和去离子水按体积比为1∶2∶6混合，将Ni-Cr-Fe金属合金载体完全浸入混合溶液中，超声波清洗1小时，其后烘干；再将质量浓度为35％盐酸、质量浓度为30％过氧化氢和去离子水按体积比为1∶2∶6混合，把载体完全浸入混合溶液中，酸洗5分钟，取出烘干；将酸洗后的金属载体用去离子水完全浸泡，超声波清1小时，洗去附着在金属表面的酸根离子，取出烘干。最后用无水乙醇清洗金属载体，超声波清洗1小时，其后烘干。在富氧条件下于1000℃焙烧1小时，取出于室温冷却。

分别配制质量浓度为38％九水硝酸铝(Al(NO₃)₃9H₂O)溶液，30％三水硝酸铜(Cu(NO₃)₂3H₂O)溶液，35％的六水硝酸钴(Co(NO₃)₂6H₂O)溶液，28％九水硝酸铬(Cr(NO₃)₃9H₂O)溶液，取上述盐的水溶液：硝酸铝15g，硝酸铜1.5g，硝酸钴2g，硝酸铬7.5g混合均匀。再称量2克硼酸加入18毫升的水混合，两种盐溶液混合搅拌(室温下)90分钟。将20毫升质量浓度为85％的乙醇与7毫升的水混合，用质量浓度为65％的硝酸调节溶液的pH值为1～5，均匀搅拌。称量正硅酸乙酯溶液30毫升，缓慢的将正硅酸乙酯以每1分钟5ml的速度倒入配好的混合溶液中，同时强力搅拌，最终形成透明澄清的溶液，从其中取20g溶液缓缓的加入到上述硝酸盐和硼酸的混合溶液中，将两种混合液均匀搅拌、陈化12小时，制成一种成份的玻璃凝胶溶液。

将经过预处理的Ni-Cr-Fe金属合金载体做成长11厘米宽4厘米的条状，放入上述玻璃涂层溶液中，涂覆5遍，每涂一遍用吹风机吹干，最后一遍利用脱脂棉使其在空气中于室温下阴干，接着于空气中在180℃下在烘干箱中烘干3小时，随炉冷却后取出，然后在500℃的温度下在高温炉中煅烧5分钟，室温下淬火，得到涂敷均匀的玻璃涂层。通过扫描电镜在载体上可以看到涂覆了一层本发明的玻璃涂层(厚度为10微米)。通过X射线光电子能谱(XPS)分析测得合金载体上涂覆的涂层的成份(质量含量)为Al₂O₃15％，CuO 5％，CoO 6％，Cr₂O₃8％，B₂O₃ 6％，SiO₂ 60％。

实施例2：

将质量浓度为25％氨水、质量浓度为30％过氧化氢和去离子水按体积比为1∶2∶6混合，将Ni-Cr-Fe金属合金载体完全浸入混合溶液中，超声波清洗1小时，其后烘干；再将质量浓度为35％盐酸、质量浓度为30％过氧化氢和去离子水按体积比为1∶2∶6混合，把载体完全浸入混合溶液中，酸洗5分钟，取出烘干；将酸洗后的金属载体用去离子水完全浸泡，超声波清1小时，洗去附着在金属表面的酸根离子，取出烘干。最后用无水乙醇清洗金属载体，超声波清洗1小时，其后烘干。在富氧条件下于900℃焙烧2小时，取出于室温冷却。

分别配制质量浓度为35％的硝酸钠(NaNO₃)溶液，50％的六水硝酸钴(Co(NO₃)₂6H₂O)溶液，50％六水硝酸镍(Ni(NO₃)₂6H₂O)溶液，35％的六水硝酸锰(Mn(NO₃)₂6H₂O)溶液，取上述盐的水溶液：硝酸钠18g，硝酸钴1.5g，硝酸镍1g，硝酸锰1.5g混合均匀。再称量1.5克硼酸加入16毫升的水混合，两种盐溶液混合搅拌(室温下)90分钟。将15毫升质量浓度为95％的乙醇与5毫升的水混合，用质量浓度为65％的硝酸调节溶液的pH值为1～5，均匀搅拌。称量正硅酸乙酯溶液35毫升，缓慢的将正硅酸乙酯以每1分钟5ml的速度倒入配好的混合溶液中，同时强力搅拌，最终形成透明澄清的溶液，从其中取25g溶液缓缓的加入到上述硝酸盐和硼酸的混合溶液中，将两种混合液均匀搅拌、陈化12小时，制成一种玻璃凝胶溶液。

将经过预处理的Ni-Cr-Fe金属合金载体做成长11厘米宽4厘米的条状，放入上述玻璃涂层溶液中，涂覆5遍，每涂一遍用吹风机吹干，最后一遍利用脱脂棉使其在空气中于室温下阴干，接着于空气中在160℃下在烘干箱中烘干3小时，随炉冷却后取出，然后在550℃的温度下在高温炉中煅烧3分钟，室温下淬火，得到涂敷均匀的玻璃涂层。通过扫描电镜在载体上可以看到涂覆了一层本发明的玻璃涂层(厚度为10微米)。通过X射线光电子能谱(XPS)分析测得合金载体上涂覆的涂层的成份(质量含量)为Na₂O12％，CoO8％，NiO5％，MnO₂7％，B₂O₃5％，SiO₂63％。

实施例3：

将质量浓度为25％氨水、质量浓度为30％过氧化氢和去离子水按体积比为1∶2∶6混合，将Ni-Cr金属合金载体完全浸入混合溶液中，超声波清洗1小时，其后烘干；再将质量浓度为35％盐酸、质量浓度为30％过氧化氢和去离子水按体积比为1∶2∶6混合，把载体完全浸入混合溶液中，酸洗5分钟，取出烘干；将酸洗后的金属载体用去离子水完全浸泡，超声波清洗1小时，洗去附着在金属表面的酸根离子，取出烘干。最后用无水乙醇清洗金属载体，超声波清洗1小时，其后烘干。在富氧条件下于900℃焙烧1小时，取出于室温冷却。

分别配制质量浓度为30％的九水硝酸铝(Al(NO3)₃9H2O)溶液，24％的硝酸钾(KNO₃)溶液，33.3％四水硝酸钙(Ca(NO₃)₂4H₂O)溶液，50％的六水硝酸镍(Ni(NO₃)₂6H₂O)溶液，50％六水硝酸钴(Co(NO₃)₂6H₂O)溶液，取上述盐的水溶液：硝酸铝8g，硝酸钾1g，硝酸钙2g，硝酸镍1g，硝酸钴1.5g混合均匀。再称量2克硼酸加入16毫升的水混合，两种盐溶液混合搅拌(室温下)90分钟。将15毫升质量浓度为85％的乙醇与5毫升的水混合，用质量浓度为65％的硝酸调节溶液的pH值为1～5，均匀搅拌。称量正硅酸乙酯溶液35毫升，缓慢的将正硅酸乙酯以每1分钟5ml的速度倒入配好的混合溶液中，同时强力搅拌，最终形成透明澄清的溶液，从其中取23g溶液缓缓的加入到上述硝酸盐和硼酸的混合溶液中，将两种混合液均匀搅拌、陈化12小时，制成一种玻璃凝胶溶液。

将经过预处理的Ni-Cr金属合金载体做成长11厘米宽4厘米的条状，放入上述玻璃涂层溶液中，涂覆5遍，每涂一遍用吹风机吹干，最后一遍利用脱脂棉使其在空气中于室温下阴干，接着于空气中在120℃下在烘干箱中烘干3小时，随炉冷却后取出，然后在600℃的温度下在高温炉中煅烧1～5分钟，室温下淬火，得到涂敷均匀的玻璃涂层。通过扫描电镜在载体上可以看到涂覆了一层本发明的玻璃涂层(厚度为10微米)。通过X射线光电子能谱(XPS)分析测得合金载体上涂覆的涂层的成份(质量含量)为Al₂O₃8％，K₂O4％，CaO6％，NiO3％，CoO3％，B₂O₃7％，SiO₂69％。

实施例4：

将质量浓度为25％氨水、质量浓度为30％过氧化氢和去离子水按体积比为1∶2∶6混合，将Ni-Cr-Fe金属合金载体完全浸入混合溶液中，超声波清洗1小时，其后烘干；再将质量浓度为35％盐酸、质量浓度为30％过氧化氢和去离子水按体积比为1∶2∶6混合，把载体完全浸入混合溶液中，酸洗5分钟，取出烘干；将酸洗后的金属载体用去离子水完全浸泡，超声波清1小时，洗去附着在金属表面的酸根离子，取出烘干。最后用无水乙醇清洗金属载体，超声波清洗1小时，其后烘干。在富氧条件下于800℃焙烧2小时，取出于室温冷却。分别配制质量浓度为38％的九水硝酸铝(Al(NO3)₃9H₂O)溶液，23％的硝酸钾(KNO3)溶液，25％的四水硝酸钙(Ca(NO₃)₂4H₂O)溶液，50％的六水硝酸镍(Ni(NO₃)₂6H₂O)溶液，50％的六水硝酸钴(Co(NO₃)₂6H₂O)溶液，40％的三水硝酸铜(Cu(NO₃)₂3H₂O)溶液，50％的六水硝酸锰(Mn(NO₃)₂6H₂O)溶液，50％的六水硝酸铈(Ce(NO₃)₃6H₂O)溶液，26％的九水硝酸铬(Cr(NO₃)₃9H₂O)溶液均匀混合，取上述盐的水溶液：硝酸铝4.5g，硝酸钾0.5g，硝酸钙0.6g，硝酸镍1.2g，硝酸钴1.2g，硝酸铜1.6g，硝酸锰4g，硝酸铈1g，硝酸铬1.5g混合均匀。再称量1.5克硼酸加入9毫升的水，两种盐溶液混合搅拌(室温下90分钟)。将13毫升质量浓度为95％的乙醇与6毫升的水混合，用质量浓度为65％的硝酸调节溶液的pH值为1～5，均匀搅拌。称量正硅酸乙酯溶液28毫升，缓慢的将正硅酸乙酯以每1分钟5ml的速度倒入配好的混合溶液中，同时强力搅拌，最终形成透明澄清的溶液，从其中取21g溶液缓缓的加入到上述硝酸盐和硼酸的混合溶液中，将两种混合液均匀搅拌、陈化12小时，制成一种玻璃凝胶溶液。

将经过预处理的Ni-Cr-Fe金属合金载体做成长11厘米宽4厘米的条状，放入上述玻璃涂层溶液中，涂覆5遍，每涂一遍用吹风机吹干，最后一遍利用脱脂棉使其在空气中于室温下阴干，接着于空气中在120℃下在烘干箱中烘干3小时，随炉冷却后取出，然后在700℃的温度下在高温炉中煅烧1～5分钟，室温下淬火，得到涂敷均匀的玻璃涂层。通过扫描电镜在载体上可以看到涂覆了一层本发明的玻璃涂层(厚度为10微米)。通过X射线光电子能谱(XPS)分析测得合金载体上涂覆的涂层的成份(质量含量)为Al₂O₃6％，K₂O1％，CaO2％，NiO3％，CoO3％，CuO3％，MnO₂5％，CeO₂2％，Cr₂O₃4％，B₂O₃8％，SiO₂63％。

在上述方法制备的玻璃涂层上涂敷SCR催化剂后，其活性组分的负载量可增加1％～10％，对尾气的净化率均可达到85％以上。

Claims (10)

1、应用于选择性催化转换器的玻璃涂层，其特征在于：按玻璃涂层总质量计，含有20～70％的氧化硅SiO₂，5～20％的氧化硼B₂O₃，其余氧化物为氧化铝Al₂O₃、氧化铜CuO、氧化钴CoO、氧化镍NiO、氧化锰MnO₂、氧化钠Na₂O、氧化钾K₂O、氧化钙CaO、氧化铈CeO₂或氧化铬Cr₂O₃中的4～9种。

2、如权利要求1所述的应用于选择性催化转换器的玻璃涂层，其特征在于：氧化硅SiO₂的含量为50～70％，氧化硼B₂O₃的含量为5～10％，氧化钴CoO的含量为3～10％，其余氧化物为氧化铝Al₂O₃、氧化铜CuO、氧化镍NiO、氧化锰MnO₂、氧化钠Na₂O、氧化钾K₂O、氧化钙CaO、氧化铈CeO₂、氧化铬Cr₂O₃中的3～8种。

3、如权利要求2所述的应用于选择性催化转换器的玻璃涂层，其特征在于：其余氧化物为氧化铝Al₂O₃、氧化铜CuO、氧化铬Cr₂O₃。

4、如权利要求2所述的应用于选择性催化转换器的玻璃涂层，其特征在于：其余氧化物为氧化镍NiO、氧化锰MnO₂、氧化钠Na₂O。

5、如权利要求2所述的应用于选择性催化转换器的玻璃涂层，其特征在于：其余氧化物为氧化铝Al₂O₃、氧化镍NiO、氧化钾K²O、氧化钙CaO。

6、如权利要求2所述的应用于选择性催化转换器的玻璃涂层，其特征在于：其余氧化物为氧化铝Al₂O₃、氧化铜CuO、氧化镍NiO、氧化锰MnO₂、氧化钾K²O、氧化钙CaO、氧化铈CeO₂、氧化铬Cr₂O₃。

7、在金属合金载体上制备权利要求1所述的应用于选择性催化转换器的玻璃涂层的方法，其步骤如下：

1)将玻璃涂层中各物质的硝酸盐加蒸馏水配制成一定质量浓度的溶液：

九水硝酸铝(Al₂(NO₃)₃9H₂O)：    5～38％

六水硝酸锰(Mn(NO₃)₂6H₂O)：     5～50％

六水硝酸镍(Ni(NO₃)₂6H₂O)：     5～50％

六水硝酸钴(Co(NO₃)₂6H₂O)：     5～50％

六水硝酸铈(Ce(NO₃)₃6H₂O)：     5～50％

三水硝酸铜(Cu(NO₃)₂3H₂O)：    5～40％

九水硝酸铬(Cr(NO₃)₃9H₂O)：    5～28％

四水硝酸钙(Ca(NO₃)₂4H₂O)：    5～35％

硝酸钠(NaNO₃)：               5～38％

硝酸钾(KNO₃)：                5～24％

再以蒸馏水为溶剂，配制质量浓度为5％～20％的硼酸溶液，然后将10～30g上述4～9种硝酸盐混合溶液与10～25g硼酸溶液混合，在20～60℃的温度下搅拌1～3小时，直到所有盐完全溶解；

2)称取4～20毫升质量浓度为85％～99％的乙醇、1～10毫升水、0.1～1.5毫升质量浓度为65～80％的浓硝酸，将三种溶液混合并搅拌均匀后，使溶液的pH值为1～5，，再称取10～35毫升的正硅酸乙酯，缓慢、间歇、同时强力搅拌的倒入上述三种混合液中，最终形成透明的混合溶液；

3)取步骤2)溶液10～30g，然后将溶液缓缓的注入到20～50g步骤1)的混合液中，同时强力搅拌，最终形成的混合液为玻璃涂层，陈化8～15小时，制成玻璃涂层凝胶溶液；

4)将金属合金载体浸入玻璃涂层凝胶溶液中涂敷，每一次涂敷后将金属合金载体取出于空气中阴干15～30分钟，阴干后用吹风机吹干，然后再进行下一次的浸渍涂覆，直至使金属载体增重2％～10％，最后一次涂覆后直接将金属合金载体在空气中于室温下阴干；

5)将阴干后的金属合金载体于空气中在40℃～180℃的温度条件下烘干至恒重，随炉冷却后取出；

6)将金属合金载体于空气中在500℃～800℃的温度下煅烧1～15分钟，进行室温淬火处理后得到无定形态涂层，从而在金属合金载体表面制备得到玻璃涂层。

8、如权利要求7所述的在金属合金载体上制备应用于选择性催化转换器玻璃涂层的方法，其特征在于：所述的金属合金载体Ni-Cr-Fe合金材料或Ni-Cr合金材料。

9、如权利要求8所述的在金属合金载体上制备应用于选择性催化转换器玻璃涂层的方法，其特征在于：金属合金载体经表面处理后使用。

10、如权利要求9所述的在金属合金载体上制备应用于选择性催化转换器玻璃涂层的方法，其特征在于：金属合金载体的表面处理，包括如下步骤，

1)将金属合金载体完全浸入体积比为1∶2∶6的氨水、过氧化氢与去离子水的混合溶液中，超声波清洗1～4小时，其后烘干；

2)将上述金属合金载体再完全浸入体积比为1∶2∶6的盐酸、过氧化氢与去离子水的混合溶液中，酸洗时间为1～30分钟，其后烘干；

3)将上述金属合金载体完全浸入去离子水中，超声波清洗1～4小时，其后烘干；

4)将上述金属合金载体完全浸入无水乙醇中，超声波清洗1～4小时，其后烘干；

5)将上述合金金属载体于空气条件下在500℃～1000℃的温度下焙烧1～3小时，室温冷却。

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