CN103157455B - 一种汽车尾气净化催化剂载体耐温涂膜铝胶的制备方法 - Google Patents

一种汽车尾气净化催化剂载体耐温涂膜铝胶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车尾气净化催化剂载体耐温涂膜铝胶的制备方法，以NaAlO2和Al2(SO4)3为原料，在氧化铝制备过程中，通过添加适当助剂制备大孔容、高比表面、耐高温且价格低廉的氧化铝复合材料载体，用来代替目前密度大、价格昂贵的金属载体，本发明制备出的氧化铝孔容≥0.8ml/g，比表面在550℃时≥455m2/g，在1100℃时≥140m2/g，从而极大提高了汽车尾气净化催化剂的耐高温性能和使用寿命。

Description

一种汽车尾气净化催化剂载体耐温涂膜铝胶的制备方法
技术领域
本发明涉及汽车尾气净化催化剂载体氧化铝涂层的制备工艺技术，具体涉及一种大孔容、高比表面、耐高温涂膜铝胶的制备方法。
背景技术
世界汽车的产销量正在迅速增加，汽车尾气已成为世界各地城市大气污染的重要来源，对人体身心健康带来极大危害，因此汽车尾气净化与处理已成为许多国家环境保护的强制性法规。我国的汽车尾气污染控制从上世纪80年代开始，目前随着国家对环境污染的逐步重视，国家和地方制定了更严格的大气排放标准，因此尾气净化催化剂研发必须向高端技术领域发展。
汽车尾气净化催化剂自1975年问世以来，目前已发展到第三代产品。其结构是将起催化作用的催化剂固定在催化剂载体上，该载体是铝（Al）、Al的氧化物及起辅助催化作用的铈（Ce）的氧化物构成的涂层，而对CO、NOX的氧化和对NOX的还原起催化作用的催化剂则是附在涂层上的贵金属铂 (Pt)、钯（Pb）、铑（Rh）及稀土金属。
载体主要担载催化活性组分，载体的选择对催化剂活性有很大影响。早期第一代的载体是以活性氧化铝、硅氧化镁、硅藻土为原料制得的颗粒物，这种载体虽价格便宜，但存在压力降和热容大、耐热性差、强度低和易破碎等缺点；故80年代后逐渐被第二代蜂窝陶瓷载体和堇青石载体取代，但这些载体孔容和比表都很小，需要氧化铝涂层以负载活性金属，因此氧化铝的孔容、比表面以及耐温性能决定了贵金属的负载量和催化剂使用寿命；目前最新第三代产品主要是采用金属载体外加氧化铝涂层或将Ni-Cr、Fe-Cr-Al或Fe-Mo-W等合金压成波纹状而制成的整体型合金载体。这些载体虽然热稳定性好，但堆密度很大，且价格昂贵，目前主要在要求严格的欧美等发达国家应用。
CN101745375A公开了一种高热稳定性的铈锆铝基氧化物涂膜材料，其中氧化铝20~70%，氧化铈20~60%，氧化锆5~25%以及少量的氧化镧和稳定剂组成，该涂膜材料经450~550℃焙烧2~4小时比表面有100m2/g，1000℃焙烧10小时比表面只有60 m2/g，1100℃焙烧5小时比表面下降至40 m2/g，可见该材料比表面小，耐温性差，由其制成的汽车尾气净化催化剂失效快，使用寿命短。
CN1200954A公开了一种高热稳定性的氧化物涂膜材料，它含有5~60%的氧化铈，0.1~10%的氧化镨、氧化镧、氧化钇及氧化钕中的至少一种作稳定剂，氧化铝、氧化锆、氧化钛、二氧化硅或其混合物为载体，在900℃焙烧10小时后，比表面在20~40m2/g之间，该涂层耐温性能差，比表面小，使用寿命较短。
CN1348836A 公开了一种汽车尾气净化催化剂载体用的纳米级氧化铝，它采用高纯度的有机醇铝水解，经固液分离、烘干等步骤制的纳米氧化铝，经1000℃焙烧，比表面达100m2/g。这种方法一般用于制备高纯度纳米氧化铝，价格昂贵。用作汽车尾气净化催化剂载体与普通氧化铝相比，价格过于昂贵，无明显优势。
CN1817447A公开了一种低铈型高热稳定性的氧化物涂膜材料，它含有15mol~40mol%的氧化铈，50mol~85mol%的氧化锆以及5mol~15mol%的助剂氧化镧、氧化锶、氧化钇中的一种或几种。经500~600℃煅烧，比表面只有120m2/g，1000℃煅烧，比表面下降之60m2/g，其中不含氧化铝，耐热性也不理想。
发明内容
本发明目的是提供一种汽车尾气净化催化剂载体耐温涂膜铝胶的制备方法，以NaAlO2和Al2(SO4)3为原料，在氧化铝制备过程中，通过添加适当助剂制备大孔容、高比表面、耐高温且价格低廉的氧化铝复合材料载体，用来代替目前密度大、价格昂贵的金属载体，从而提高汽车尾气净化催化剂的耐高温性能和使用寿命。
本发明通过以下技术方案实现：
一种汽车尾气净化催化剂载体耐温涂膜铝胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备偏铝酸钠溶液备用，其质量浓度以氧化铝计为50～350g/L；制备硫酸铝溶液备用，其质量浓度以氧化铝计为10～150g/L；
（2）在机械搅拌下，将硫酸铝溶液和偏铝酸钠溶液以5～30ml/min流速进行并流成胶中和反应，在中和过程中，将耐温助剂溶液和表面活性剂溶液以每分钟5～30滴流速并流加入到反应体系中，控制中和反应温度为40～95℃，中和pH值为 6～10；所述耐温助剂为硫酸铝溶液和偏铝酸钠溶液中氧化物的1～10%；所述表面活性剂为硫酸铝溶液和偏铝酸钠溶液中氧化物的1～5%；
（3）中和反应结束后，将反应液全部放入老化罐，在60～80℃温度下，老化时间为10～180min；老化结束前，加入扩孔剂，继续搅拌老化3～15min；所述扩孔剂为硫酸铝溶液和偏铝酸钠溶液中氧化物的1～10%；
（4）将步骤（3）所得液体压入压滤机，然后用温度60～80℃、pH值7～10的水进行多次洗涤, 直至用Ba2+检测不出滤液中的SO4 2-为止；
（5）将水洗后的湿滤饼放在干燥箱中进行干燥，温度控制在100～120℃，时间3～10小时；
（6）将干燥后的样品分别进行焙烧，焙烧温度为550℃、950℃、1100℃，时间为3～10小时。
本发明进一步改进方案是，步骤（1）所述偏铝酸钠溶液质量浓度以氧化铝计为80～250g/L，硫酸铝溶液质量浓度以氧化铝计为20～100g/L；步骤（2）中和反应温度为55～90℃，中和pH值为7.5～9.5；步骤（3）老化时间20～120min。
本发明更进一步改进方案是，步骤（1）所述偏铝酸钠溶液质量浓度以氧化铝计为100～150g/L，硫酸铝溶液质量浓度以氧化铝计为40～60g/L；步骤（2）中和反应温度为65～85℃，中和pH值为8～9；步骤（3）老化时间30～90min。
本发明更进一步改进方案是，所述耐温助剂是水玻璃、硝酸镧、氯氧化锆、硝酸铈、硝酸钕、硝酸钡、硝酸镨中的一种或两种以上。
本发明更进一步改进方案是，所述表面活性剂为磺酸盐型表面活性剂、硫酸酯型表面活性剂、长链胺盐型表面活性剂、聚氧乙烯醚型表面活性剂、二乙醇胺、三乙醇胺一种或两种以上。
本发明更进一步改进方案是，所述扩孔剂为聚乙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、纤维素甲醚、聚乙烯醇、聚丙烯胺、尿素、硫脲、水溶性C4-C22脂肪酸、丙二醇甘油、三甘醇、纤维素、淀粉、田青粉中的一种或两种以上。
本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：
本发明与现有技术相比具有如下优点：
一、本发明通过加入表面活性剂和扩孔剂，可有效调节氧化铝孔容和比表面，从而制备出孔容≥0.8ml/g，比表面在550℃时≥455m2/g的氧化铝。
二、本发明通过在中和过程中加入耐温助剂，使稀土元素与铝原子形成共融体，大大提高了氧化铝在高温时的晶型转化温度，保留较大比表面，1100℃焙烧10小时比表面达140m2/g以上，比现有的在1100℃焙烧10小时比表面只有20~100m2/g具有极大提高。
三、利用本发明制备的氧化铝作为汽车尾气净化催化剂载体或载体涂膜铝胶，具有成本低、重量轻、使用寿命长、尾气转化彻底等优点，比现有的蜂窝陶瓷、堇青石和金属载体具有极大优势，也更有利于推广应用。
具体实施方式
实施例1：
NaAlO2溶液配制：在机械搅拌下，将320g苛性钠加入1000ml去离子水中，然后升温至沸腾，缓慢加入400g氢氧化铝，待全部溶解后，保温105～110℃4小时，然后自然降至室温，加水配成1500ml 200g/L以氧化铝计的溶液。
Al2(SO4)3溶液配制：在机械搅拌下，将1200ml去离子水加热致70～80℃，然后加入792g Al2(SO4)3·18H2O，待全部溶解后，降至室温，加水配成1800ml 67g/L以氧化铝计的溶液。
先在5000ml不锈钢反应釜中加入1000ml去离子水，在机械搅拌下, 加热至75℃，然后进行并流成胶。稳定NaAlO2溶液流速5～30ml/min，调整Al2(SO4)3溶液流速至溶液pH值为8.5， 然后以5～30滴/分钟的速度同时加入浓度为126g/L十二烷基苯磺酸钠（LAS）溶液100ml和浓度为210g/L水玻璃溶液（以SiO2计）100ml，30min后开始溢流，保持反应釜的液位稳定。约3小时左右，中和完毕，将反应液全部放入老化罐，控制老化温度60～70℃，老化20min后加入扩孔剂聚乙烯粉末，再老化15分钟开始压料，然后依次进行2～5次洗涤和压滤，水洗温度为70～80℃，直到滤液中检测不出SO4 2-用Ba2+为止，得湿滤饼1000g。取600g湿滤饼放在干燥器中干燥，温度控制在100～120℃，时间5小时。干燥后的滤饼分三份，分别放在马弗炉中焙烧550℃ 5小时，950℃ 10小时，1100℃ 10小时得到煅烧后的氧化铝样品，然后进行表征。表1中给出了实施例1样品的物化性质，其中比表面是由低温N2物理吸附法经BET计算求得，孔容是由压汞仪测得的。
实施例2：
按实施例1的工艺方法，表面活性剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚，耐温助剂选用硝酸镧，扩孔剂选用田青粉，其它条件均不变。表1中给出了实施例2样品的物化性质。
实施例3：
按实施例1的工艺方法，表面活性剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚，耐温助剂选用水玻璃和硝酸镧的混合物，扩孔剂选用田青粉，其它条件均不变。表1中给出了实施例3样品的物化性质。
实施例4：
按实施例1的工艺方法，表面活性剂选用十二烷基苯硫酸钠，耐温助剂选用硝酸铈，扩孔剂选用甲基纤维素，其它条件均不变。表1中给出了实施例4样品的物化性质。
实施例5：
按实施例1的工艺方法，表面活性剂选用十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，耐温助剂选用硝酸铈，扩孔剂选用甲基纤维素，其它条件均不变。表1中给出了实施例5样品的物化性质。
实施例6：
按实施例1的工艺方法，表面活性剂选用三乙醇胺，耐温助剂选用硝酸镨，扩孔剂选用三甘醇，其它条件均不变。表1中给出了实施例6样品的物化性质。
实施例7：
按实施例1的工艺方法，表面活性剂选用三乙醇胺，耐温助剂选用硝酸镨，扩孔剂选用田青粉和甲基纤维素的混合物，其它条件均不变。表1中给出了实施例7样品的物化性质。
实施例8：
按实施例1的工艺方法，表面活性剂选用二乙醇胺，耐温助剂选用氯氧化锆，扩孔剂选用水溶性脂肪酸，其它条件均不变。表1中给出了实施例8样品的物化性质。
实施例9：
按实施例1的工艺方法，表面活性剂选用二乙醇胺和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，耐温助剂选用硝酸镨和硝酸钡的混合物，扩孔剂选用尿素和淀粉的混合物，其它条件均不变。表1中给出了实施例9样品的物化性质。
实施例1对比例：
按实施例1的工艺方法，所不同的是在中和与老化过程中不加入十二烷基苯磺酸钠、水玻璃和聚乙烯粉末。表1中给出了实施例1对比例样品的物化性质。
表1

Claims (5)

1.一种汽车尾气净化催化剂载体耐温涂膜铝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）制备偏铝酸钠溶液备用，其质量浓度以氧化铝计为50～350g/L；制备硫酸铝溶液备用，其质量浓度以氧化铝计为10～150g/L；
（2）在机械搅拌下，将硫酸铝溶液和偏铝酸钠溶液以5～30mL/min流速进行并流成胶中和反应，在中和过程中，将耐温助剂溶液和表面活性剂溶液以每分钟5～30滴流速并流加入到反应体系中，控制中和反应温度为40～95℃，中和pH值为 6～10；所述耐温助剂为硫酸铝溶液和偏铝酸钠溶液中氧化物的1～10%；所述表面活性剂为硫酸铝溶液和偏铝酸钠溶液中氧化物的1～5%；
（3）中和反应结束后，将反应液全部放入老化罐，在60～80℃温度下，老化时间为10～180min；老化结束前，加入扩孔剂，继续搅拌老化3～15min；所述扩孔剂为硫酸铝溶液和偏铝酸钠溶液中氧化物的1～10%；
（4）将步骤（3）所得液体压入压滤机，然后用温度60～80℃、pH值7～10的水进行多次洗涤, 直至用Ba2+检测不出滤液中的SO4 2-为止；
（5）将水洗后的湿滤饼放在干燥箱中进行干燥，温度控制在100～120℃，时间3～10小时；
（6）将干燥后的样品分别进行焙烧，焙烧温度为550℃、950℃、1100℃，时间为3～10小时；
所述耐温助剂是水玻璃、硝酸镧、硝酸钕、硝酸镨中的一种或两种以上。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述偏铝酸钠溶液质量浓度以氧化铝计为80～250g/L，硫酸铝溶液质量浓度以氧化铝计为20～100g/L；步骤（2）中和反应温度为55～90℃，中和pH值为7.5～9.5；步骤（3）老化时间20～120min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述偏铝酸钠溶液质量浓度以氧化铝计为100～150g/L，硫酸铝溶液质量浓度以氧化铝计为40～60g/L；步骤（2）中和反应温度为65～85℃，中和pH值为8～9；步骤（3）老化时间30～90min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为磺酸盐型表面活性剂、硫酸酯型表面活性剂、长链胺盐型表面活性剂、聚氧乙烯醚型表面活性剂、二乙醇胺、三乙醇胺一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述扩孔剂为聚乙烯、聚乙二醇、聚环氧乙烷、纤维素甲醚、聚乙烯醇、聚丙烯胺、尿素、硫脲、水溶性C4-C22脂肪酸、三甘醇、纤维素、淀粉、田菁粉中的一种或两种以上。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104689827A (zh) * 2015-02-12 2015-06-10 柳州豪祥特科技有限公司 一种汽车尾气净化催化剂的制备方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105214659A (zh) * 2015-10-30 2016-01-06 苏州莲池环保科技发展有限公司 一种抗硫的汽车尾气催化剂的制备方法
CN105688902B (zh) * 2016-03-07 2018-04-03 江苏晶晶新材料有限公司 一种新型高效汽车尾气净化催化剂的制备方法
CN110354837B (zh) * 2018-03-26 2022-01-04 中国石油化工股份有限公司 α-氧化铝载体及其制备方法与应用
CN109516784A (zh) * 2018-12-26 2019-03-26 高化学（江苏）化工新材料有限责任公司 一种处理催化剂生产废水微滤膜的制备方法
CN111715204B (zh) * 2020-06-11 2021-03-19 华北电力大学 高温烟气用平板式scr脱硝催化剂及其制备方法
CN114405493B (zh) * 2021-12-20 2024-06-07 西安凯立新材料股份有限公司 一种高强度大孔径氧化铝-氧化钛复合载体的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1053164C (zh) * 1997-12-19 2000-06-07 中国石油化工总公司 一种氧化铝的制备方法
CN102730724A (zh) * 2012-05-31 2012-10-17 江苏晶晶新材料有限公司 大孔容轻堆比活性氧化铝的制备工艺
CN102962104A (zh) * 2012-11-26 2013-03-13 中国铝业股份有限公司 一种尾气净化催化剂复合载体及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104689827A (zh) * 2015-02-12 2015-06-10 柳州豪祥特科技有限公司 一种汽车尾气净化催化剂的制备方法

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