发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的涂层的热稳定性较差、涂覆次数较多、花费时间较长的问题,提供一种热稳定性较好、涂覆次数较少、花费时间较短的柴油车尾气催化剂涂层用浆液及其使用方法。
为实现以上目的,本发明提供了以下技术方案:
一种柴油车尾气催化剂涂层用浆液,其组成成分包括二氧化钛粉体和粘结剂,所述浆液的组成成分及其重量份比例为:二氧化钛粉体25~35,pH调节剂1~4,粘结剂10~20,去离子水50~60。
所述二氧化钛粉体为经二氧化硅改性处理的锐钛矿型二氧化钛。
所述pH调节剂为磷酸、醋酸、盐酸中的至少一种。
所述粘结剂为有机粘结剂与硅溶胶的混合物。
所述有机粘结剂与硅溶胶的质量比为1∶2~4∶5。
所述有机粘结剂为三乙醇胺、聚乙烯醇、聚乙二醇中的至少一种。
所述粘结剂为三乙醇胺与硅溶胶的混合物,且三乙醇胺、硅溶胶的质量比为2∶3。
一种所述柴油车尾气催化剂涂层用浆液的使用方法,该使用方法依次包括以下步骤:
a.将二氧化钛粉体、PH调节剂、粘结剂和去离子水按所需比例混合后搅拌2h,得到浆液;
b.采用浸渍法将上述浆液涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上;
c.用气体吹扫出残余在堇青石蜂窝陶瓷载体孔道中的液体;
d.将上述经吹扫过的堇青石蜂窝陶瓷载体于110℃干燥3h,然后在500℃下煅烧4h,得到负载有二氧化钛的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层,此时,即可完成柴油车尾气催化剂涂层用浆液的使用。
所述浸渍法依次包括以下步骤:
第一次涂覆:用真空涂覆机将浆液浸渍到堇青石蜂窝陶瓷载体孔道内,浸渍方向是从堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的一端向堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的另一端;
第二次涂覆:用真空涂覆机对上述浸渍过浆液的堇青石蜂窝陶瓷载体孔道再次浸渍,浸渍方向是从堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的另一端向堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的一端;
所述第一次涂覆和第二次涂覆的时间均为半分钟。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明一种柴油车尾气催化剂涂层用浆液及其使用方法对其组成成分及重量份比例进行了调节,有效增强了二氧化钛粉体与堇青石蜂窝陶瓷载体的结合强度,制得的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层经超声振动后的脱落率仅为0.5%~1.5%。因此,本发明可以降低堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的脱落率。
2、本发明一种柴油车尾气催化剂涂层用浆液及其使用方法中二氧化钛粉体选用的是经二氧化硅改性处理过的锐钛矿型二氧化钛,即TiO2/SiO2复合氧化物,二氧化硅的加入提高了二氧化钛粉体的热稳定性。因此,本发明提高了堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的热稳定性。
3、本发明一种柴油车尾气催化剂涂层用浆液及其使用方法只需对堇青石蜂窝陶瓷载体进行两次涂覆操作就能使负载量达到20%~60%,涂覆次数较少,且每次的涂覆时间仅需半分钟,花费的时间也较短。因此,本发明使得堇青石蜂窝陶瓷载体的涂覆次数较少、花费的时间较短。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
一种柴油车尾气催化剂涂层用浆液,其组成成分包括二氧化钛粉体和粘结剂,所述浆液的组成成分及其重量份比例为:二氧化钛粉体25~35,pH调节剂1~4,粘结剂10~20,去离子水50~60。
所述二氧化钛粉体为经二氧化硅改性处理的锐钛矿型二氧化钛。
所述pH调节剂为磷酸、醋酸、盐酸中的至少一种。
所述粘结剂为有机粘结剂与硅溶胶的混合物。
所述有机粘结剂与硅溶胶的质量比为1∶2~4∶5。
所述有机粘结剂为三乙醇胺、聚乙烯醇、聚乙二醇中的至少一种。
所述粘结剂为三乙醇胺与硅溶胶的混合物,且三乙醇胺、硅溶胶的质量比为2∶3。
一种所述柴油车尾气催化剂涂层用浆液的使用方法,该使用方法依次包括以下步骤:
a.将二氧化钛粉体、PH调节剂、粘结剂和去离子水按所需比例混合后搅拌2h,得到浆液;
b.采用浸渍法将上述浆液涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上;
c.用气体吹扫出残余在堇青石蜂窝陶瓷载体孔道中的液体;
d.将上述经吹扫过的堇青石蜂窝陶瓷载体于110℃干燥3h,然后在500℃下煅烧4h,得到负载有二氧化钛的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层,此时,即可完成柴油车尾气催化剂涂层用浆液的使用。
所述浸渍法依次包括以下步骤:
第一次涂覆:用真空涂覆机将浆液浸渍到堇青石蜂窝陶瓷载体孔道内,浸渍方向是从堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的一端向堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的另一端;
第二次涂覆:用真空涂覆机对上述浸渍过浆液的堇青石蜂窝陶瓷载体孔道再次浸渍,浸渍方向是从堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的另一端向堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的一端;
所述第一次涂覆和第二次涂覆的时间均为半分钟。
本发明的原理说明如下:
组成成分及其重量份比例:本发明一种柴油车尾气催化剂涂层用浆液及其使用方法通过调节浆液的组成成分及其重量份比例,即二氧化钛粉体25~35,pH调节剂1~4,粘结剂10~20,去离子水50~60,从而将浆液的粘度控制在合适的范围内,当浆液的粘度在该合适的范围内时,制得的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量较高,二氧化钛粉体与堇青石蜂窝陶瓷载体的结合强度较强,经超声振动后涂层的脱落率较低。
二氧化钛粉体:本发明一种柴油车尾气催化剂涂层用浆液及其使用方法中二氧化钛粉体选用的是经二氧化硅改性处理的锐钛矿型二氧化钛,即TiO2/SiO2复合氧化物。锐钛矿型二氧化钛在进行改性处理的过程中,SiO2和TiO2会发生强烈的相互作用,由于Si4+具有比Ti4+小的半径,因此Si4+会进入到TiO2晶体中,发生Ti-O-Si键合,从而形成类似网络结构的TiO2/SiO2复合材料,该类似网络结构的存在使得锐钛矿型二氧化钛不易向金红石型二氧化钛转变,进而提高其相转变温度,增强二氧化钛粉体的热稳定性。
粘结剂:硅溶胶使二氧化钛粉体在堇青石蜂窝陶瓷载体上具有很强的附着力,而有机粘结剂可以增加浆液的粘度,从而减少涂层的涂覆次数,考虑到载体涂层负载量、涂覆次数等因素,本发明一种柴油车尾气催化剂涂层用浆液及其使用方法在粘结剂的选择上采用了有机粘结剂和硅溶胶混合使用的方式,以减少堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的涂覆次数以及使载体涂层保有一定的负载量。
实施例1:
一种柴油车尾气催化剂涂层用浆液,该浆液的组成成分及其重量份数为:二氧化钛粉体30份,pH调节剂2份,粘结剂15份,去离子水60份,所述二氧化钛粉体为经二氧化硅改性处理的锐钛矿型二氧化钛,所述pH调节剂为磷酸、醋酸、盐酸中的至少一种,所述粘结剂为有机粘结剂与硅溶胶的混合物,所述有机粘结剂为三乙醇胺、聚乙烯醇、聚乙二醇中的至少一种,所述有机粘结剂与硅溶胶的质量比为1∶2。
上述柴油车尾气催化剂涂层用浆液的使用方法,该方法依次包括以下步骤:
a.将二氧化钛粉体、PH调节剂、粘结剂和去离子水按上述重量份数混合后搅拌2h,得到浆液;
b.采用浸渍法将上述浆液涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上;
c.用气体吹扫出残余在堇青石蜂窝陶瓷载体孔道中的液体;
d.将上述经吹扫过的堇青石蜂窝陶瓷载体于110℃干燥3h,然后在500℃下煅烧4h,得到负载有二氧化钛的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层;
所述浸渍法依次包括以下步骤:
第一次涂覆:用真空涂覆机将浆液浸渍到堇青石蜂窝陶瓷载体孔道内,浸渍方向是从堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的一端向堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的另一端;
第二次涂覆:用真空涂覆机对上述浸渍过浆液的堇青石蜂窝陶瓷载体孔道再次浸渍,浸渍方向是从堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的另一端向堇青石蜂窝陶瓷载体孔道的一端;
所述第一次涂覆和第二次涂覆的时间均为半分钟;
最后得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为32.9%,经超声振动后涂层的脱落率为1.0%。
实施例2:
步骤同实施例1,不同的是,所述粘结剂为三乙醇胺与硅溶胶的混合物,且三乙醇胺与硅溶胶的质量比为2∶3。得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为53.2%,经超声振动后涂层的脱落率为1.3%。
实施例3:
步骤同实施例1,不同的是,所述有机粘结剂与硅溶胶的质量比为4∶5。得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为38.3%,经超声振动后涂层的脱落率为0.8%。
实施例4:
步骤同实施例1,不同的是,所述浆液各组成成分的重量份数为:二氧化钛粉体25份,pH调节剂1份,粘结剂10份,去离子水50份。得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为30.6%,经超声振动后涂层的脱落率为0.6%。
实施例5:
步骤同实施例4,不同的是,所述粘结剂为三乙醇胺与硅溶胶的混合物,且三乙醇胺与硅溶胶的质量比为2∶3。得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为33.7%,经超声振动后涂层的脱落率为1.0%。
实施例6:
步骤同实施例4,不同的是,所述有机粘结剂与硅溶胶的质量比为4∶5。得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为42.6%,经超声振动后涂层的脱落率为1.1%。
实施例7:
步骤同实施例1,不同的是,所述浆液各组成成分的重量份数为:二氧化钛粉体35份,pH调节剂4份,粘结剂20份,去离子水60份。得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为39.4%,经超声振动后涂层的脱落率为1.2%。
实施例8:
步骤同实施例7,不同的是,所述粘结剂为三乙醇胺与硅溶胶的混合物,且三乙醇胺、硅溶胶的质量比为2∶3。得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为43.3%,经超声振动后涂层的脱落率为1.2%。
实施例9:
步骤同实施例7,不同的是,所述有机粘结剂与硅溶胶的质量比为4∶5。得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为40.6%,经超声振动后涂层的脱落率为1.5%。
实施例10:
步骤同实施例1,不同的是,所述浆液各组成成分的重量份数为:二氧化钛粉体35份,pH调节剂4份,粘结剂10份,去离子水50份。得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为29.7%,经超声振动后涂层的脱落率为1.5%。
实施例11:
步骤同实施例10,不同的是,所述粘结剂为三乙醇胺与硅溶胶的混合物,且三乙醇胺、硅溶胶的质量比为2∶3。得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为35.4%,经超声振动后涂层的脱落率为1.4%。
实施例12:
步骤同实施例10,不同的是,所述有机粘结剂与硅溶胶的质量比为4∶5。得到的堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的负载量为33.9%,经超声振动后涂层的脱落率为1.2%。