CN107029722B - 一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法 - Google Patents

一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107029722B
CN107029722B CN201710348690.3A CN201710348690A CN107029722B CN 107029722 B CN107029722 B CN 107029722B CN 201710348690 A CN201710348690 A CN 201710348690A CN 107029722 B CN107029722 B CN 107029722B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tie coat
parts
preparation
slurries
coat slurries
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201710348690.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107029722A (zh
Inventor
郭凤
余剑
李长明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Process Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Process Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Process Engineering of CAS filed Critical Institute of Process Engineering of CAS
Priority to CN201710348690.3A priority Critical patent/CN107029722B/zh
Publication of CN107029722A publication Critical patent/CN107029722A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107029722B publication Critical patent/CN107029722B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0225—Coating of metal substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/745—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/009—Preparation by separation, e.g. by filtration, decantation, screening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明提供了一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法。所述过渡涂层浆液包括如下质量份数的组分：12‑31.5份催化剂载体、1.2‑10.5份金属粉末、1.2‑7份玻璃纤维和6‑14份粘结剂。所述过渡涂层是通过将上述过渡涂层浆液负载于金属载体表面，在保护环境下干燥和焙烧得到。由本发明提供的过渡涂层浆液制备的过渡涂层具有较高的热稳定性，与金属载体间具有较强的粘结力，能有效解决过渡涂层易从金属载体表面脱落的问题。

Description

一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制 备方法
技术领域
本发明属于金属载体整体式催化剂技术领域，具体涉及一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法。
背景技术
随着人们环保意识的提高，氮氧化物的危害与排放也越来越多的受到关注。我国大气污染物中的氮氧化物(NOX)90％以上来源于矿物燃料，其中70％来自于煤燃烧过程(40％来源于燃煤火电厂、另外约30％的NOx来源于各种工业锅炉、窑炉等以煤为燃料的工业燃烧设备)。燃煤电厂及工业锅炉通常采用整体式选择性催化还原(selectivecatalytic reduction,SCR)脱硝催化剂对废气进行脱硝处理。常用的整体式催化剂主要形状有板式、波纹式或蜂窝状等。但这几种形状的催化剂均需要用到练泥及成型设备等；此外，整体式脱硝催化剂还需要一定的装填空间，增加设备投资及占地面积，在实际运行过程中存在易发生磨损变形等缺点。
催化剂活性组分与金属载体一体化的金属载体整体式催化剂结构更为紧凑，如在锅炉空气预热器上涂覆活性组分，可以同时发挥脱硝及空气预热的作用，节省大量空间，又降低了脱硝设备投资及运行成本。因此，金属载体整体式催化剂在催化燃烧、甲烷化、费托合成、煤液化和脱硝等领域都有很好的应用前景。
但是，金属载体本身存在以下缺点：(1)金属基体的表面光滑，不具备传统陶瓷载体的多孔结构；(2)金属基体与氧化物涂层的热膨胀系数差异大，导致热循环时界面处存在严重的交互热应力；(3)氧向金属基体表面扩散，易造成基体的表面氧化。因此不能在金属载体上直接负载催化剂活性组分，而需要先在金属载体表面负载一层过渡涂层，再在过渡涂层表面负载催化剂活性涂层。
关于催化剂过渡涂层的研究已有报道，如CN 105344339A公开了一种蜂窝载体催化剂涂层的制备方法，实现了蜂窝载体负载催化剂涂层的负载量的精确调控。CN102451731A公开了一种蜂窝载体催化剂涂层浆液的制备及其应用，制备了含分子筛的涂层浆液。CN 104906953A公开了低温脱硝催化剂涂覆于回转式空气预热器受热元件表面的催化剂结构，既具有空气预热器的作用，又能够作为脱硝反应器，解决了现有催化剂骨架重量太大，基架无法称重的问题。
但是，上述文件均存在过渡涂层与金属载体间粘结性差，活性组分容易随过渡涂层脱落的问题。
CN 102553596A公开了一种在金属基板上制备催化剂涂层的方法，需要先用高温火焰粉末喷枪将金属基板预热至熔点附近，并在金属基板上热喷涂一层α-氧化铝纳米颗粒，火焰温度高达2500-3500℃。CN 104324726A公开了一种金属载体整体式催化剂的制备和涂覆方法，先将FeCrAl合金在850-1050℃下氧化，使金属载体表面生成氧化膜，增大金属载体表面的粗糙度，然后以拟薄水铝石为原料制备铝溶胶，浸涂法负载过渡层，然后涂覆NiO、La2O3及LiO活性组分。上述文件虽然能在一定程度上提高过渡涂层与金属载体间的粘接强度，但均需要用到高温处理，且操作步骤复杂。
因此，在本领域期望得到一种制备方法更简单，与金属载体间粘结力更强的催化剂过渡涂层。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法。由该过渡涂层浆液制备的过渡涂层具有较高的热稳定性，与金属载体间具有较强的粘结力，能有效解决过渡涂层易从金属载体表面脱落的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液，包括如下质量份数的组分：
本发明中，金属粉末与金属载体之间具有较强的结合力，玻璃纤维在焙烧时更容易在金属载体表面附着，二者具有协同提高过渡涂层与金属载体之间粘结力的作用。金属粉末和玻璃纤维在特定的比例下，与其他组分配合，从而使得到的过渡涂层浆液制备的过渡涂层具有较高的热稳定性，与金属载体间具有较强的粘结力。
本发明中，所述催化剂载体的质量份数可以是12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份或31.5份等。
所述金属粉末的质量份数可以是1.2份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份、10份或10.5份等。
所述玻璃纤维的质量份数可以是1.2份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份或7份等。
所述粘结剂的质量份数可以是6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份、10份、10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份或14份等。
作为本发明的优选技术方案，所述过渡涂层浆液的分散介质为水。
优选地，所述分散介质的质量份数为30-40份；例如可以是30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等。
优选地，所述过渡涂层浆液还包括3-10.5份(例如3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份等)造孔剂。
通过添加造孔剂，能够增加由本发明所述过渡涂层浆液制备的过渡涂层的孔隙率，从而增加催化剂的负载量。
优选地，所述造孔剂选自活性炭、淀粉、碳酸氢铵、尿素或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或至少两种的组合；例如可以是活性炭与淀粉的组合、活性炭与碳酸氢铵的组合、活性炭与尿素的组合、淀粉与碳酸氢铵的组合、淀粉与聚甲基丙烯酸甲酯的组合或尿素与聚甲基丙烯酸甲酯的组合等。
优选地，所述活性炭的粒径为20-30μm；例如可以是20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、26μm、27μm、28μm、29μm或30μm等。
优选地，所述过渡涂层浆液还包括1.8-7份(例如可以是1.8份、2份、2.2份、2.5份、2.8份、3份、3.2份、3.5份、3.8份、4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份、5.2份、5.5份、5.8份、6份、6.2份、6.5份、6.8份或7份等)的分散剂。
优选地，所述分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇、硬脂酸甘油酯或吐温80中的一种或至少两种的组合；例如可以是十二烷基苯磺酸钠与十六烷基三甲基溴化铵的组合、十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇的组合、十二烷基苯磺酸钠与硬脂酸甘油酯的组合、十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇的组合、聚乙二醇与硬脂酸甘油酯的组合、聚乙二醇与吐温80的组合或硬脂酸甘油酯与吐温80的组合等。
作为本发明的优选技术方案，所述催化剂载体的粒径小于等于10μm；例如可以是10μm、9μm、8μm、7μm、6μm、5μm、4μm、3μm、2μm或1μm等。
优选地，所述催化剂载体选自二氧化钛、二氧化硅、氧化铝或黏土中的一种或至少两种的组合；例如可以是二氧化钛与二氧化硅的组合、二氧化钛与氧化铝的组合、二氧化钛与黏土的组合、二氧化硅与氧化铝的组合、二氧化硅与黏土的组合或氧化铝与黏土的组合等。
本领域技术人员可以根据催化剂的种类对催化剂载体的种类进行具体选择。由于二氧化钛具有高稳定性、高分散性和无毒性，因此被认为是多种催化剂过渡涂层中催化剂载体的最佳选择。而且二氧化钛本身也是脱硝催化剂的活性成分之一，针对脱硝催化剂，催化剂载体优选为锐钛矿型二氧化钛。
优选地，所述金属粉末的粒径小于等于50μm；例如可以是50μm、48μm、45μm、42μm、40μm、35μm、30μm、25μm、20μm、15μm、10μm或5μm等。
本发明通过对催化剂载体与金属粉末的粒径进行选择，使其在合适的范围内相互配合，有助于提高过渡涂层的表面粗糙度，增大催化剂的负载量，提高催化剂涂层与过渡涂层间的结合力。当催化剂载体和金属粉末的粒径过大时，均会导致过渡涂层与金属载体的粘接强度下降，容易脱落。此外，金属粉末的粒径过大时，还容易导致其负载的催化剂涂层脱落。
优选地，所述金属粉末选自铁粉、铝粉、铜粉、镁粉、锡粉、银粉或金粉中的一种或至少两种的组合；例如可以是铁粉与铝粉的组合、铁粉与铜粉的组合、铁粉与镁粉的组合、铁粉与锡粉的组合、铜粉与镁粉的组合、铜粉与锡粉的组合、镁粉与银粉的组合或锡粉与金粉的组合等。
优选地，所述金属粉末与所述金属载体所含金属元素相同。
需要说明的是，实际应用中所述金属粉末和金属载体都不是纯的金属单质，其不可避免地含有除主体金属元素之外的微量的其他元素，如不锈钢中除了铁之外，可能还含有微量的锌、锡、铝、锰等。本领域技术人员应该明了，本发明所述“金属粉末与金属载体所含金属元素相同”意指二者的主体金属元素相同，不应理解为二者所含全部金属元素相同。
当金属载体与金属粉末所含金属元素不同时，制得的过渡涂层与金属载体间也具有良好的粘结力，如铜粉同样适用于铸铁或不锈钢载体；但金属粉末与金属载体所含金属元素相同时，制得的过渡涂层与金属载体间的粘结力更强。
作为本发明的优选技术方案，所述玻璃纤维的直径为2-10μm；例如可以是2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm等。
优选地，所述玻璃纤维的长度小于等于3mm；例如可以是3mm、2.5mm、2mm、1.5mm、1mm或0.5mm等。
当玻璃纤维的直径和/或长度在本发明特定选择的范围内时，有助于提高过渡涂层与金属载体间的粘结力；玻璃纤维过长时，难以分散均匀，相应地，粘结强度下降；其直径过小时同样会导致过渡涂层的粘结强度降低。
优选地，所述粘结剂选自硅溶胶、铝溶胶、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、三乙醇胺、聚乙烯醇或聚乙二醇中的一种或至少两种的组合；例如可以是硅溶胶与铝溶胶的组合、硅溶胶与羟丙基甲基纤维素的组合、铝溶胶与三乙醇胺的组合、羟丙基甲基纤维素与聚乙烯醇的组合、三乙醇胺与聚乙烯醇的组合或聚乙烯醇与聚乙二醇的组合等。
将配方量的各组分搅拌混合后即制得上述金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液，其粘度为600-1000mPa·s。
第二方面，本发明提供一种金属载体整体式催化剂过渡涂层，由上述过渡涂层浆液制备得到。
第三方面，本发明提供一种上述过渡涂层的制备方法，所述制备方法为：将上述过渡涂层浆液负载于金属载体表面，在保护环境下干燥和焙烧，得到所述过渡涂层。
由于在干燥和焙烧的过程中，过渡涂层浆液中的金属粉末以及金属载体容易被氧化，导致形成的过渡涂层与金属载体的粘结强度下降，甚至脱落，因此对过渡涂层浆液的干燥和焙烧需要在保护环境下进行。
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法还包括在将所述过渡涂层浆液负载于金属载体表面之前，对所述金属载体进行预处理。
优选地，所述预处理为除杂、除油、除锈和表面磷化。
优选地，所述负载的方法为喷涂、浸涂或涂布中的任意一种。
优选地，所述保护环境为氮气环境、惰性气体环境或真空环境中的任意一种。
作为本发明的优选技术方案，所述干燥的温度为60-120℃，例如可以是60℃、62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃、80℃、82℃、85℃、88℃、90℃、92℃、95℃、98℃、100℃、102℃、105℃、108℃、110℃、112℃、115℃、118℃或120℃等；时间为3-6h，例如可以是3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或6h等。
优选地，所述干燥的初始温度为60-80℃，例如可以是60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或80℃等；升温速率为1-2℃/min；例如可以是1℃/min、1.2℃/min、1.4℃/min、1.5℃/min、1.6℃/min、1.8℃/min或2℃/min等。
更优选地，所述干燥的方法为：先在60-80℃(例如60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或80℃等)下维持1-2h(例如1h、1.2h、1.4h、1.5h、1.6h、1.8h或2h等)，然后升温至90-100℃(例如90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃或100℃等)，维持1-2h(例如1h、1.2h、1.4h、1.5h、1.6h、1.8h或2h等)，最后升温至105-120℃(例如105℃、106℃、108℃、110℃、112℃、114℃、115℃、116℃、118℃或120℃等)，维持1-2h(例如1h、1.2h、1.4h、1.5h、1.6h、1.8h或2h等)。
进一步优选地，所述干燥的方法为：先在80℃下维持1-2h，然后升温至100℃，维持1-2h，最后升温至120℃，维持1-2h。
本发明中，过渡涂层的干燥速率不能过快，高温快速干燥容易导致过渡涂层开裂。
优选地，所述焙烧的温度为480-650℃；例如可以是480℃、500℃、520℃、540℃、550℃、560℃、580℃、600℃、620℃、640℃或650℃等。
优选地，所述焙烧的时间为2-5h；例如可以是2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h等。
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法为：将上述过渡涂层浆液负载于预处理后的金属载体表面，在保护环境下，先在60-80℃下维持1-2h，然后以1-2℃/min的速率升温至90-100℃，维持1-2h，然后以1-2℃/min的速率升温至105-120℃，维持1-2h，最后在480-650℃下焙烧2-5h，得到所述过渡涂层。
第四方面，本发明提供一种金属载体整体式催化剂，包括上述金属载体整体式催化剂过渡涂层和负载在所述过渡涂层上的催化剂涂层。
优选地，所述过渡涂层的厚度为40-60μm。
本发明对催化剂涂层所用的催化剂不做具体限定，示例性地可以选择脱硝催化剂、脱硫催化剂、甲烷化催化剂、同时脱硫脱硝催化剂等。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中，金属粉末与金属载体之间具有较强的结合力，玻璃纤维更容易在金属载体表面附着，二者具有协同提高过渡涂层与金属载体之间粘结力的作用。金属粉末和玻璃纤维在特定的比例下，与其他组分配合，从而使得到的过渡涂层浆液制备的过渡涂层具有较高的热稳定性，与金属载体间具有较强的粘结力。
本发明提供的过渡涂层与金属载体间的粘结力达到4-6.2kgf/cm2；500℃至室温高低温循环作用5次，粘结力仍能保持80％-90％％，具有较高的热稳定性。
当金属粉末与金属载体所含金属元素相同时，能够进一步提高过渡涂层的热稳定性和与金属载体间的粘结力。其粘结力达到5.5-6.2kgf/cm2；500℃至室温高低温循环作用5次，粘结力能够保持85％-90％。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述具体实施方式仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例中采用工业锅炉空气预热器上的铸铁片和不锈钢板作为金属载体，并在负载过渡涂层浆液前，对铸铁片和不锈钢板进行除杂、除油、除锈、和表面磷化处理，具体步骤如下：
对铸铁片和不锈钢片首先进行超声清洗表面除杂；然后利用有机溶剂去污剂等去除金属载体表面上的油渍；再将生锈的金属载体放置于无机除锈剂中数分钟，并配合刷子刷去金属表面的锈迹，用清水冲洗金属载体，除去表面残留的除锈剂，干燥后将金属载体浸入磷化液中，80-90℃处理10-20min，完成磷化过程。
本发明实施例中，铝溶胶和硅溶胶的质量浓度均为40wt％。
实施例1
一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液，包括如下质量份数的组分：
其中氧化铝的粒径为5-10μm；铝粉的粒径为40-50μm；玻璃纤维的直径为5-10μm，长度为2mm。
由上述过渡涂层浆液制备过渡涂层的方法如下：
将上述过渡涂层浆液分别喷涂于预处理后的铸铁片和不锈钢板表面，在氮气环境下，先在80℃下维持1h，然后以1℃/min的速率升温至100℃，维持1h，然后以2℃/min的速率升温至120℃，维持1h，最后在480℃下焙烧5h，得到铸铁片整体式催化剂过渡涂层和不锈钢板整体式催化剂过渡涂层。
实施例2
一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液，包括如下质量份数的组分：
其中二氧化硅的粒径为1-5μm；铜粉的粒径为20-30μm；玻璃纤维的直径为2-5μm，长度为3mm。
用上述过渡涂层浆液制备过渡涂层的方法如下：
将上述过渡涂层浆液分别喷涂于预处理后的铸铁片和不锈钢板表面，在氮气环境下，先在60℃下维持2h，然后以1.2℃/min的速率升温至90℃，维持1h，然后以1.8℃/min的速率升温至105℃，维持2h，最后在650℃下焙烧2h，得到铸铁片整体式催化剂过渡涂层和不锈钢板整体式催化剂过渡涂层。
实施例3
一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液，包括如下质量份数的组分：
其中黏土的粒径为5-10μm；铁粉的粒径为40-50μm；玻璃纤维的直径为2-5μm，长度为1mm；活性炭的粒径为20-25μm。
用上述过渡涂层浆液制备过渡涂层的方法如下：
将上述过渡涂层浆液分别喷涂于预处理后的铸铁片和不锈钢板表面，在氮气环境下，先在70℃下维持2h，然后以1.5℃/min的速率升温至95℃，维持1h，然后以2℃/min的速率升温至110℃，维持1.5h，最后在500℃下焙烧4h，得到铸铁片整体式催化剂过渡涂层和不锈钢板整体式催化剂过渡涂层。
实施例4
一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液，包括如下质量份数的组分：
其中二氧化钛的粒径为1-5μm；铁粉的粒径为30-40μm；玻璃纤维的直径为5-10μm，长度为0.5mm；活性炭的粒径为25-30μm。
用上述过渡涂层浆液制备过渡涂层的方法如下：
将上述过渡涂层浆液分别喷涂于预处理后的铸铁片和不锈钢板表面，在氮气环境下，先在75℃下维持1.5h，然后以1℃/min的速率升温至92℃，维持1.5h，然后以1.5℃/min的速率升温至115℃，维持2h，最后在600℃下焙烧3h，得到铸铁片整体式催化剂过渡涂层和不锈钢板整体式催化剂过渡涂层。
实施例5
一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液，包括如下质量份数的组分：
其中二氧化钛的粒径为5-10μm；铁粉的粒径为10-20μm；玻璃纤维的直径为2-5μm，长度为1mm；活性炭的粒径为25-30μm。
用上述过渡涂层浆液制备过渡涂层的方法如下：
将上述过渡涂层浆液分别喷涂于预处理后的铸铁片和不锈钢板表面，在氮气环境下，先在80℃下维持2h，然后以1.2℃/min的速率升温至100℃，维持2h，然后以2℃/min的速率升温至120℃，维持1h，最后在550℃下焙烧4h，得到铸铁片整体式催化剂过渡涂层和不锈钢板整体式催化剂过渡涂层。
对比例1
与实施例5的区别在于铁粉的质量份数为11.5份，玻璃纤维的用量为0。
对比例2
与实施例5的区别在于铁粉的用量为0，玻璃纤维的质量份数为11.5份。
对比例3
与实施例5的区别在于铁粉的质量份数为1份，玻璃纤维的质量份数为10.5份。
对比例4
与实施例5的区别在于铁粉的质量份数为11份，玻璃纤维的质量份数为0.5份。
本发明中，采用GB5210-85的方法测定过渡涂层和金属载体间的粘结力；热稳定性的测试方法为：将试样由室温(25℃)升温至500℃后再降温至室温，其中，升温时间为20min，降温时间为30min，如此循环5次后测定过渡涂层和金属载体间的粘结力，以粘结力保持率表征热稳定性，粘结力保持率越大，则热稳定性越好。
上述实施例1-5和对比例1-4提供的过渡涂层与金属载体间的粘结力和热稳定性数据如下表1所示：
表1
由表1的数据可知，当不添加金属粉末或玻璃纤维，或者二者的比例超出本发明限定的范围时，均会导致得到的过渡涂层的热稳定性和与金属载体间的粘结力下降。表明本发明中金属粉末和玻璃纤维具有协同提高过渡涂层粘结性和稳定性的作用。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (29)

1.一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液，其特征在于，所述过渡涂层浆液包括如下质量份数的组分：
所述过渡涂层浆液还包括3-10.5份造孔剂。
2.根据权利要求1所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述过渡涂层浆液的分散介质为水。
3.根据权利要求2所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述分散介质的质量份数为30-40份。
4.根据权利要求1所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述造孔剂选自活性炭、淀粉、碳酸氢铵、尿素或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求4所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述活性炭的粒径为20-30μm。
6.根据权利要求1所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述过渡涂层浆液还包括1.8-7份的分散剂。
7.根据权利要求6所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇、硬脂酸甘油酯或吐温80中的一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述催化剂载体的粒径小于等于10μm。
9.根据权利要求1所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述催化剂载体选自二氧化钛、二氧化硅、氧化铝或黏土中的一种或至少两种的组合。
10.根据权利要求1所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述金属粉末的粒径小于等于50μm。
11.根据权利要求1所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述金属粉末选自铁粉、铝粉、铜粉、镁粉、锡粉、银粉或金粉中的一种或至少两种的组合。
12.根据权利要求1所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述金属粉末与所述金属载体所含金属元素相同。
13.根据权利要求1所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为2-10μm。
14.根据权利要求1所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述玻璃纤维的长度小于等于3mm。
15.根据权利要求1所述的过渡涂层浆液，其特征在于，所述粘结剂选自硅溶胶、铝溶胶、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、三乙醇胺、聚乙烯醇或聚乙二醇中的一种或至少两种的组合。
16.一种金属载体整体式催化剂过渡涂层，其特征在于，所述过渡涂层由权利要求1-15任一项所述的过渡涂层浆液制备得到。
17.一种如权利要求16所述的过渡涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将权利要求1-15任一项所述的过渡涂层浆液负载于金属载体表面，在保护环境下干燥和焙烧，得到所述过渡涂层。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在将所述过渡涂层浆液负载于金属载体表面之前，对所述金属载体进行预处理。
19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，所述预处理为除杂、除油、除锈和表面磷化。
20.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述负载的方法为喷涂、浸涂或涂布中的任意一种。
21.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述保护环境为氮气环境、惰性气体环境或真空环境中的任意一种。
22.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为60-120℃，时间为3-6h。
23.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的初始温度为60-80℃，升温速率为1-2℃/min。
24.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的方法为：先在60-80℃下维持1-2h，然后升温至90-100℃，维持1-2h，最后升温至105-120℃，维持1-2h。
25.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的方法为：先在80℃下维持1-2h，然后升温至100℃，维持1-2h，最后升温至120℃，维持1-2h。
26.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧的温度为480-650℃。
27.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧的时间为2-5h。
28.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将权利要求1-15任一项所述的过渡涂层浆液负载于预处理后的金属载体表面，在保护环境下，先在60-80℃下维持1-2h，然后以1-2℃/min的速率升温至90-100℃，维持1-2h，然后以1-2℃/min的速率升温至105-120℃，维持1-2h，最后在480-650℃下焙烧2-5h，得到所述过渡涂层。
29.一种金属载体整体式催化剂，其特征在于，所述金属载体整体式催化剂包括权利要求16所述的金属载体整体式催化剂过渡涂层和负载在所述过渡涂层上的催化剂涂层。
CN201710348690.3A 2017-05-17 2017-05-17 一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法 Expired - Fee Related CN107029722B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710348690.3A CN107029722B (zh) 2017-05-17 2017-05-17 一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710348690.3A CN107029722B (zh) 2017-05-17 2017-05-17 一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107029722A CN107029722A (zh) 2017-08-11
CN107029722B true CN107029722B (zh) 2019-10-11

Family

ID=59537684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710348690.3A Expired - Fee Related CN107029722B (zh) 2017-05-17 2017-05-17 一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107029722B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107999059B (zh) * 2017-12-05 2024-01-09 苏州海会汽车科技有限公司 一种金属载体基体的尾气净化催化剂及其制备方法
KR102066143B1 (ko) * 2018-01-25 2020-01-14 한국과학기술연구원 알루미늄 금속분말을 이용한 허니콤 금속 구조체의 제조방법 및 이를 이용한 금속 촉매 모듈
CN108722181A (zh) * 2018-05-29 2018-11-02 中国科学院过程工程研究所 一种在ptc表面涂覆催化剂粉末的方法
CN108889296B (zh) * 2018-07-31 2021-04-02 包头稀土研究院 Scr催化剂浆液及其制备方法和应用
CN111085187A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种具有脱硫作用的规整载体催化剂及其制备和应用
CN111085206A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种具有脱硫作用的规整载体催化剂及其制备和应用
CN111085258A (zh) * 2018-10-24 2020-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种具有脱硫作用的规整载体催化剂及其制备和应用
CN111085257A (zh) * 2018-10-24 2020-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种具有脱硫作用的规整载体催化剂及其制备和应用
CN109759078B (zh) * 2019-01-21 2023-02-03 北京工业大学 一种负载γ-Fe2O3的成型SCR催化剂的制备方法
CN114364461A (zh) * 2019-06-21 2022-04-15 联邦科学技术研究组织 用于催化涂覆支架的工艺
CN110479356A (zh) * 2019-07-17 2019-11-22 凯龙蓝烽新材料科技有限公司 一种纳米Cu原位浸渍的Cu-分子筛SCR整体催化剂及其制备方法
CN112390472A (zh) * 2020-11-23 2021-02-23 广东佳德环保科技有限公司 一种处理焦化废水的装置系统及方法
CN112662938B (zh) * 2020-12-18 2022-06-24 宁波科森净化器制造有限公司 一种耐高温排气歧管及其制备方法
CN115197593B (zh) * 2022-02-22 2023-04-11 西部宝德科技股份有限公司 一种金属丝网的表面涂层及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104324726A (zh) * 2014-10-13 2015-02-04 上海大学 一种金属载体整体式催化剂的制备和涂覆方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100900387B1 (ko) * 2007-08-24 2009-06-02 한국원자력연구원 수처리용 필터 및 이의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104324726A (zh) * 2014-10-13 2015-02-04 上海大学 一种金属载体整体式催化剂的制备和涂覆方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107029722A (zh) 2017-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107029722B (zh) 一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法
GB9615123D0 (en) Three-way conversion catalysts and methods for the preparation therof
CN100423838C (zh) FeCrAl载体上涂覆铜铈催化剂的制备方法
CN101961653B (zh) 一种复合氧化物催化燃烧催化剂及其制备方法和应用
CN103041873B (zh) 一种催化燃烧催化剂及其制备方法
CN102872865A (zh) 一种蜂窝陶瓷催化剂的制备方法
CN102618868B (zh) 以挤压法预置粉末进行激光熔覆得到复合涂层的方法
JP2008512234A5 (zh)
CN102039205A (zh) 整体式氮氧化物选择性还原催化剂及其制备方法
CN104324726A (zh) 一种金属载体整体式催化剂的制备和涂覆方法
CN112403459B (zh) 一种基于金属相变微胶囊的低温scr催化剂及其制备方法
JP2007501114A5 (zh)
CN103861589A (zh) 用于净化工业有机废气的莫来石负载Pd催化剂及其制备方法
CN101138720B (zh) 用于甲烷直接催化转化的金属基整体式催化剂及其制备方法
CN104084199A (zh) 用于甲烷催化燃烧的整体式催化剂及其制备方法
CN103289452A (zh) 无铬高温红外节能涂料及其制备方法与应用
CN102989235B (zh) 用于过滤熔融金属的过滤器及其制造方法
CN102059123B (zh) 烧结FeCrAl金属纤维多孔载体催化剂及其制备方法
CN103396705A (zh) 一种抗氧化涂料及其制备方法
CN102319573B (zh) 一种简便的铜锰复合氧化物整体式催化剂制备方法
CN102139215B (zh) 一种合成气甲烷化催化剂的制备方法
CN101705464B (zh) 一种热喷涂型铁基粉末多孔表面换热管的制备方法
CN101628233B (zh) 以锶铝石氧化物为涂层的蜂窝陶瓷型钙钛矿整体催化剂的制备方法
CN102553596B (zh) 一种在金属基板上制备催化剂涂层的方法
CN109439036A (zh) 一种耐磨耐刮耐洗不粘锅涂层

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20191011