CN108993463A - 一种纸型催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及催化剂材料制备技术领域，具体公开一种纸型催化剂及其制备方法，所述催化剂包括由改性海泡石纤维和陶瓷纤维组成的复合载体和负载在所述复合载体上的活性组分。所述催化剂的制备方法包括：将海泡石纤维进行活化改性；然后配合陶瓷纤维、无机粘结剂和有机粘结剂打浆，倒入纸页成型器，并经真空吸滤除水，成型，高温炉焙烧，活性组分盐溶液中浸渍、干燥后焙烧得纸型催化剂。本发明所制备的催化剂具有良好的力学性质，同时由于海泡石具有很强的吸附性，负载活性组分后，可避免其他催化剂中活性组分易流失的问题，且纤维纸的多孔特性还可以为催化反应提供更多的活性位点，提高催化剂的反应活性。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂材料制备技术领域，尤其涉及一种纸型催化剂及其制备方法。
背景技术
当今社会随着柴油发动机的发展，大气中柴油碳烟颗粒物的含量逐渐增多，并成为城市细颗粒物污染的主要来源之一。在柴油机尾气净化方面，颗粒捕集器(DPF)得到普遍使用和广泛研究。尽管车辆使用高硫含量的燃油时排放的颗粒物的数量和质量都比车辆使用低硫含量时大，但经过DPF的过滤后，不论使用何种燃油，颗粒物的数量和质量都会大幅减少。目前，DPF装置主要为蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷和金属丝网，但DPF通道容易被捕集到的碳烟颗粒堵塞，造成DPF的实效。DPF的再生方式主要包括提供额外热源装置使排气温度达到再生温度的主动再生和使用催化剂涂层降低再生温度的被动再生两种方式。对比来看，主动再生增加了装置复杂度，被动再生更加便捷。采用对碳烟燃烧具有高效作用的催化剂作为DPF滤芯材料是其被动再生的核心问题。
目前，常用的碳烟催化燃烧的催化剂主要有贵金属催化剂，碱金属和碱土金属催化剂以及过渡金属催化剂，尽管这些催化剂对碳烟的催化燃烧具有较高的活性，但仍然存在一些问题。因为这些催化剂的存在形式主要分为散装型和整装型。散装催化剂制备工艺简单，价格低廉但极易团聚，且寿命短，比表面积较小，催化剂排列不规则，易造成高的压降和流体分流，从而限制了催化活性；整装催化剂传热和传质性能较差，也限制了其催化活性的提高；且催化剂在使用过程中活性组分易流失，使用寿命较短。
发明内容
针对现有碳烟催化燃烧的催化剂活性较低，使用寿命较短的等问题，本发明提供一种纸型催化剂。
进一步地，本发明还提供一种纸型催化剂的制备方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种纸型催化剂，所述催化剂包括由改性海泡石纤维和陶瓷纤维组成的复合载体和负载在所述复合载体上的活性组分。
海泡石纤维的改性方法可以为本领域常规的酸改性、离子交换法改性、表面有机改性或高温处理改性等。
海泡石纤维是一种链式层状结构的纤维状富镁硅酸盐黏土矿物，是由两层硅氧四面体片之间夹一层金属阳离子八面体组成，形成2:1型的层状结构单元。改性后的海泡石纤维纯度提高，具有较大的比表面积(300m2/g)和发达的孔隙结构，具有极强的吸附能力和离子交换性能。
本发明通过改性海泡石纤维与陶瓷纤维之间的搭接配合作用，使催化剂具有了良好的力学性质，同时由于海泡石具有很强的吸附性，负载活性组分后，可避免其他催化剂中活性组分易流失的问题，且纤维纸的多孔特性还可以为催化反应提供更多的活性位点，提高催化剂的反应活性。本发明提供的纤维纸型催化剂不仅整体性能好、比重小、孔隙率高，而且由于结构的疏松多孔性，没有通道壁，各个方向都是一样的，所以气体扩散性好、比传统蜂窝型催化剂更利于热量和气体传递，尤其是本身良好的柔韧性可以使得碳烟与催化剂之间的分离更为容易，有利于降低堵塞孔道的可能，在碳烟消除方面具有十分诱人的应用前景。
可选的，所述改性海泡石纤维和所述陶瓷纤维的质量比为1:0.05～0.5。
基体纤维的种类和配比对纸型催化剂的微观结构、力学性质和催化活性均具有重要影响，选择将改姓海泡石纤维和陶瓷纤维以1:0.05～0.5的配比作为催化剂的基体，可提高纸型催化剂的孔隙率和力学性能，同时具备较好的催化活性。
可选的，所述活性组分的负载量为5～10％。
活性组分的负载量(活性组分的质量占催化剂总质量的百分数)为5～10％时，可使催化剂均匀地负载在催化剂载体上，不会发生团聚，提高催化剂的活性面积，使得催化剂具备较高的催化活性。
可选的，所述陶瓷纤维为莫来石纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、碳化硅纤维中的至少一种。
优选的陶瓷纤维可显著改善纸型催化剂的力学性能和增加催化剂的孔隙率。
可选的，所述改性海泡石纤维的直径为3～5μm。
将改性海泡石纤维通过筛选，选择直径为3～5μm的改性海泡石纤维，可与陶瓷纤维具有更高的匹配度，制作的纸型催化剂的具有更优异的成型效果和力学性质。
可选的，所述活性组分为硝酸钾、二氧化铈、三氧化二铁、氧化镍、氧化铜或氧化锰中的一种或多种。
本发明还提供一种纸型催化剂的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
步骤一、将海泡石原矿研磨，经20～40目筛分处理，除去短纤维和杂质矿物，得海泡石纤维，将所述海泡石纤维加入浓盐酸中，浸泡8～16h，经40目筛分，用去离子水洗至中性，干燥，得改性海泡石纤维；
步骤二、将陶瓷纤维切割，粉碎；
步骤三、将所述改性海泡石纤维、粉碎后的陶瓷纤维、分散剂、无机粘结剂、有机粘结剂和水加入高速分散机中，搅拌，得浆液；
步骤四、将所述浆液倒入纸页成型器中，真空吸滤除水，抄片成型，在90～100℃温度下干燥，得原纸：将所述原纸置于300～500℃条件下加热3～4h，得复合纤维纸；
步骤五、将所述复合纤维纸放入活性组分盐溶液中浸渍3～10min，洗涤、干燥，然后置于300～500℃条件下加热3～4h，得所述纸型催化剂。
本发明提供的纸型催化剂的制备方法，通过控制各工艺参数，可制得力学性能和催化性能兼优的纸型催化剂，操作简单易行，便于实现工业化生产。
可选的，所述改性海泡石纤维、陶瓷纤维、分散剂、无机粘结剂、有机粘结剂和水的质量比为1:(0.1～0.5):(0.1～0.25):(0.05～0.2)：(0.05～0.15)：(300～500)。
优选的，所述改性海泡石纤维、陶瓷纤维、分散剂、无机粘结剂、有机粘结剂和水的质量比为1：0.1：0.2：0.1：0.08：350。
优选的各物质的比可使制备的纸型催化剂具有较高的力学性能和催化性能。
可选的，所述分散剂为六偏磷酸钠。
优选的，所述浓盐酸的浓度为3～6mol/L。
优选的，所述海泡石和浓盐酸的质量比为1:20～40。
优选的浓盐酸浓度和质量比可更好地去除海泡石中的伴生矿物，并且不影响海泡石的基本结构，使海泡石的纯度更高，提高海泡石的比表面积。
优选的，所述无机粘结剂为质量浓度是20～30％的铈溶胶、硅溶胶、水玻璃、铝溶胶、锆溶胶中的一种。
优选的无机粘结剂不会影响海泡石的内部结构，使海泡石纤维的链式层状结构得到较好的保存。
更优选的，所述无机粘结剂为质量浓度为20～30％的水玻璃。
选择硅溶胶作为无机粘结剂，可使海泡石纤维与陶瓷纤维经过高温处理后完好的结合在一起，使制备的催化剂具有较高的孔隙率和柔韧性。
优选的，所述有机粘结剂为聚乙烯醇。
选择聚乙烯醇作为有机粘结剂，在300～500℃条件下煅烧会使有机粘结剂挥发，增加催化剂的孔隙率。
优选的，步骤4和步骤5中，采取程序升温的方式，以1～5℃/min的升温速率升温至300～500℃。
升温速率过高，使水分蒸发的过快，容易引起所述混合纤维质和制备的纸型催化剂发生变形，导致裂纹的产生。
优选的，所述活性组分盐溶液的质量浓度为5～10％，至少含有K+、Ce3+、Fe3+、Cu2+、Mn2+或Ni2+中的一种。
经过活性组分盐溶液对所述复合纤维纸的浸渍，可以提高其催化活性。
更优选的，所述活性组分盐溶液为质量浓度为5～10％的硝酸钾溶液。
硝酸钾可以有效的增加催化剂表面的流动性，改善催化剂与碳烟颗粒物的接触，有助于碳烟及活性组分在纸型催化剂内部的转移，使碳烟颗粒与催化剂充分反应，且使得碳烟与催化剂之间的分离更为容易，有利于降低堵塞孔道的可能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1所制备的纸型催化剂的数码照片；
图2是本发明实施例1所制备的纸型催化剂的扫描电镜照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种海泡石/莫来石纤维纸型催化剂，其制备方法包括如下步骤：
步骤1、将海泡石原矿在研钵中研磨10分钟，使团聚纤维和粉体分散，经20～40目筛分处理，除去短纤维和杂质矿物，得海泡石纤维，将所述海泡石纤维加入6mol/L浓盐酸中，所述海泡石纤维和浓盐酸的质量比为1:20，浸泡8h，经40目筛分，除去大量海泡石伴生矿(滑石、方解石等)，用去离子水洗至中性，干燥，得酸化改性海泡石纤维；
步骤2、对莫来石纤维进行搅碎处理，先进行初步割碎，然后放入物料粉碎机中进一步搅碎，粉碎机转速为300转/分，时间为10分钟；
步骤3、按照质量比为1:0.1:0.2:0.1:0.08:350，称取所述改性海泡石纤维5g、粉碎后的莫来石纤维0.5g、六偏磷酸钠1g、质量分数为20％的水玻璃0.5g、聚乙烯醇0.4g和水1750mL，加入高速分散机中，搅拌，得浆液；
步骤4、将所述浆液倒入纸页成型器中，真空吸滤除水，抄片成型，在90℃温度下干燥，得原纸，将所述原纸置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，400℃条件下加热3h，得复合纤维纸；
步骤5、将所述复合纤维纸放入质量分数为10％的硝酸钾溶液中，浸渍3min，洗涤、干燥，然后置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，400℃条件下加热3h，得海泡石/莫来石纤维纸型催化剂，如图1所示。
实施例2
本实施例提供一种海泡石/莫来石纤维纸型催化剂，其制备方法包括如下步骤：
步骤1、将海泡石原矿在研钵中研磨10分钟，使团聚纤维和粉体分散，经20～40目筛分处理，除去短纤维和杂质矿物，得海泡石纤维，将所述海泡石纤维加入3mol/L浓盐酸中，所述海泡石纤维和浓盐酸的质量比为1:30，浸泡16h，经40目筛分，除去大量海泡石伴生矿(滑石、方解石等)，用去离子水洗至中性，干燥，得酸化改性海泡石纤维；
步骤2、对莫来石纤维进行搅碎处理，先进行初步割碎，然后放入物料粉碎机中进一步搅碎，粉碎机转速为300转/分，时间为10分钟；
步骤3、按照质量比为1:0.4:0.1:0.05::0.15:300，称取所述改性海泡石纤维5g、粉碎后的莫来石纤维2g、六偏磷酸钠0.5g、质量分数为20％的水玻璃0.25g、聚乙烯醇0.75g和水1500ml，加入高速分散机中，搅拌，得浆液；
步骤4、将所述浆液倒入纸页成型器中，真空吸滤除水，抄片成型，在100℃温度下干燥，得原纸，将所述原纸置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为3℃/min，300℃条件下加热4h，得复合纤维纸；
步骤5、将所述复合纤维纸放入质量分数为10％的硝酸钾溶液中，浸渍10min，洗涤、干燥，然后置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为3℃/min，300℃条件下加热4h，得海泡石/莫来石纤维纸型催化剂。
实施例3
本实施例提供一种海泡石/莫来石纤维纸型催化剂，其制备方法包括如下步骤：
步骤1、将海泡石原矿在研钵中研磨10分钟，使团聚纤维和粉体分散，经20～40目筛分处理，除去短纤维和杂质矿物，得海泡石纤维，将所述海泡石纤维加入4mol/L浓盐酸中，所述海泡石纤维和浓盐酸的质量比为1:40，浸泡12h，经40目筛分，除去大量海泡石伴生矿(滑石、方解石等)，用去离子水洗至中性，干燥，得酸化改性海泡石纤维；
步骤2、对莫来石纤维进行搅碎处理，先进行初步割碎，然后放入物料粉碎机中进一步搅碎，粉碎机转速为300转/分，时间为10分钟；
步骤3、按照质量比为1:0.05:0.15:0.08:0.05:300，称取所述改性海泡石纤维5g、粉碎后的莫来石纤维0.25g、六偏磷酸钠0.75g、质量分数为25％的硅溶胶0.4g、聚乙烯醇0.25g和水2000ml，加入高速分散机中，搅拌，得浆液；
步骤4、将所述浆液倒入纸页成型器中，真空吸滤除水，抄片成型，在90℃温度下干燥，得原纸，将所述原纸置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为1℃/min，350℃条件下加热3.5h，得复合纤维纸；
步骤5、将所述复合纤维纸放入质量分数为5％的硝酸镍溶液中，浸渍10min，洗涤、干燥，然后置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为1℃/min，350℃条件下加热3.5h，得海泡石/莫来石纤维纸型催化剂。
实施例4
本实施例提供一种海泡石/莫来石纤维纸型催化剂，其制备方法包括如下步骤：
步骤1、将海泡石原矿在研钵中研磨10分钟，使团聚纤维和粉体分散，经20～40目筛分处理，除去短纤维和杂质矿物，得海泡石纤维，将所述海泡石纤维加入5mol/L浓盐酸中，所述海泡石纤维和浓盐酸的质量比为1:25，浸泡10h，经40目筛分，除去大量海泡石伴生矿(滑石、方解石等)，用去离子水洗至中性，干燥，得酸化改性海泡石纤维；
步骤2、对莫来石纤维进行搅碎处理，，先进行初步割碎，然后放入物料粉碎机中进一步搅碎，粉碎机转速为300转/分，时间为10分钟；
步骤3、按照质量比为1:0.3:0.25:0.2:0.1:500，称取所述改性海泡石纤维5g、粉碎后的莫来石纤维0.15g、六偏磷酸钠0.75g、质量分数为30％的铈溶胶1g、聚乙烯醇0.5g和水2500ml加入高速分散机中，搅拌，得浆液；
步骤4、将所述浆液倒入纸页成型器中，真空吸滤除水，抄片成型，在90℃温度下干燥，得原纸，将所述原纸置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为4℃/min，400℃条件下加热3h，得复合纤维纸；
步骤5、将所述复合纤维纸放入质量分数为7％的硝酸铜溶液中，浸渍6min，洗涤、干燥，然后置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为4℃/min，400℃条件下加热3h，得海泡石/莫来石纤维纸型催化剂。
实施例5
本实施例提供一种海泡石/莫来石纤维纸型催化剂，其制备方法包括如下步骤：
步骤1、将海泡石原矿在研钵中研磨10分钟，使团聚纤维和粉体分散，经20～40目筛分处理，除去短纤维和杂质矿物，得海泡石纤维，将所述海泡石纤维加入6mol/L浓盐酸中，所述海泡石纤维和浓盐酸的质量比为1:35，浸泡9h，经40目筛分，除去大量海泡石伴生矿(滑石、方解石等)，用去离子水洗至中性，干燥，得酸化改性海泡石纤维；
步骤2、对莫来石纤维进行搅碎处理，，先进行初步割碎，然后放入物料粉碎机中进一步搅碎，粉碎机转速为300转/分，时间为10分钟；
步骤3、按照质量比为1:0.2:0.13:0.1:0.12:450，称取所述改性海泡石纤维5g、粉碎后的莫来石纤维1g、六偏磷酸钠0.65g、质量分数为20％的铝溶胶0.5g、聚乙烯醇0.6g和水2250ml，加入高速分散机中，搅拌，得浆液；
步骤4、将所述浆液倒入纸页成型器中，真空吸滤除水，抄片成型，在90℃温度下干燥，得原纸，将所述原纸置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，400℃条件下加热3h，得复合纤维纸；
步骤5、将所述复合纤维纸放入质量分数为10％的硝酸铁溶液中，浸渍3min，洗涤、干燥，然后置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为2℃/min，320℃条件下加热3.5h，得海泡石/莫来石纤维纸型催化剂。
实施例6
本实施例提供一种海泡石/莫来石纤维纸型催化剂，其制备方法包括如下步骤：
步骤1、将海泡石原矿在研钵中研磨10分钟，使团聚纤维和粉体分散，经20～40目筛分处理，除去短纤维和杂质矿物，得海泡石纤维，将所述海泡石纤维加入4.5mol/L浓盐酸中，所述海泡石纤维和浓盐酸的质量比为1:20，浸泡11h，经40目筛分，除去大量海泡石伴生矿(滑石、方解石等)，用去离子水洗至中性，干燥，得酸化改性海泡石纤维；
步骤2、对莫来石纤维进行搅碎处理，先进行初步割碎，然后放入物料粉碎机中进一步搅碎，粉碎机转速为300转/分，时间为10分钟；
步骤3、按照质量比为1:0.5:0.22:0.15:0.06:420，称取所述改性海泡石纤维5g、粉碎后的莫来石纤维2.5g、六偏磷酸钠1.1g、质量分数为20％的锆溶胶0.75g、聚乙烯醇0.3g和水2100ml，加入高速分散机中，搅拌，得浆液；
步骤4、将所述浆液倒入纸页成型器中，真空吸滤除水，抄片成型，在90℃温度下干燥，得原纸，将所述原纸置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，400℃条件下加热3h，得复合纤维纸；
步骤5、将所述复合纤维纸放入质量分数为10％的硝酸铈溶液中，浸渍3min，洗涤、干燥，然后置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，400℃条件下加热3h，得海泡石/莫来石纤维纸型催化剂。
实施例7
本实施例提供一种海泡石/莫来石纤维纸型催化剂，其制备方法包括如下步骤：
步骤1、将海泡石原矿在研钵中研磨10分钟，使团聚纤维和粉体分散，经20～40目筛分处理，除去短纤维和杂质矿物，得海泡石纤维，将所述海泡石纤维加入6mol/L浓盐酸中，所述海泡石纤维和浓盐酸的质量比为1:20，浸泡8h，经40目筛分，除去大量海泡石伴生矿(滑石、方解石等)，用去离子水洗至中性，干燥，得酸化改性海泡石纤维；
步骤2、对莫来石纤维进行搅碎处理，先进行初步割碎，然后放入物料粉碎机中进一步搅碎，粉碎机转速为300转/分，时间为10分钟；
步骤3、按照质量比为1:0.1:0.2:0.1:0.08:350，称取所述改性海泡石纤维5g、粉碎后的莫来石纤维0.5g、六偏磷酸钠1g、质量分数为20％的水玻璃0.5g、聚乙烯醇0.4g和水1750mL，加入高速分散机中，搅拌，得浆液；
步骤4、将所述浆液倒入纸页成型器中，真空吸滤除水，抄片成型，在90℃温度下干燥，得原纸，将所述原纸置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，400℃条件下加热3h，得复合纤维纸；
步骤5、将所述复合纤维纸放入质量分数为10％的硝酸钾、硝酸铈和硝酸铁的混合溶液中，浸渍3min，洗涤、干燥，然后置于马弗炉中高温处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，400℃条件下加热3h，得海泡石/莫来石纤维纸型催化剂。
实施例1-7的莫来石纤维还可以替换为氧化铝纤维、氧化锆纤维、碳化硅纤维，且均可以达到与实施例1-7基本相同的效果。
将实施例1所制备的泡石/莫来石纤维纸型催化剂采取扫描电子显微镜进行分析，结果如图2所示。从图2可以看出，海泡石纤维和莫来石纤维结合的相对均匀，形成了相互交织的结构，从而保证纤维纸具有较好的力学性质，且纤维表面均产生了球状体，有利于提高催化剂与碳烟的接触面积，同时还可以看到纤维与纤维之间存在较多的孔隙，有利于碳烟进入纤维纸内部，增强碳烟与活性组分的接触。
通过纤维纸吊装砝码的方法检验海泡石纤维纸的机械强度，通卷曲来表征纤维纸的柔韧性，将制备的纤维纸型催化剂裁剪为2公分宽的长条状，吊装砝码质量为200g，实施例1-6制备的纸型催化剂均可以承受200g砝码的拉力，抗拉强度为49N/cm2。
将实施例1-6制备的纸型催化剂采用汞压入法对其平均孔径和孔隙率进行表征，结果如表1所示。
表1实施例1-6制备的纸型催化剂的平均孔径和孔隙率
| 孔隙率/％ | 平均孔径/nm | |
| 实施例1 | 85.1 | 130 |
| 实施例2 | 89.7 | 178.2 |
| 实施例3 | 87.5 | 145.4 |
| 实施例4 | 89.3 | 222.3 |
| 实施例5 | 85.3 | 76.8 |
| 实施例6 | 90.9 | 189.3 |
为了更好的说明本发明实施例提供的纸型催化剂的特性，将实施例1-6制备的纸型催化剂分别和碳烟按重量比10:1混合均匀，在空气条件下测定碳烟的Tm，T10，T50和T90，其中，T10，T50和T90分别指碳烟转化为CO2比例分别为10％，50％和90％时的温度，Tm指最大燃烧速率对应的温度，结果如下表2所示。
表2碳烟燃烧最大速率对应的温度
| T10/℃ | T50/℃ | T90/℃ | Tm/℃ | |
| 实施例1 | 345 | 398 | 420 | 398 |
| 实施例2 | 398.5 | 462 | 554 | 406 |
| 实施例3 | 390 | 425 | 456 | 405 |
| 实施例4 | 367 | 465 | 565 | 400 |
| 实施例5 | 412 | 446 | 557 | 421 |
| 实施例6 | 370 | 462 | 565 | 411 |
| 莫来石纤维 | 350 | 497 | 584 | 550 |
| 改性海泡石纤维 | 456 | 560 | 600 | 573 |
| 炭烟 | 346 | 522 | 605 | 595 |
由表2可知，实施例1制备的纸型催化剂具备最佳的催化活性，碳烟的最大燃烧速率温度(Tm)为398℃，起始燃烧温度(T10)为345℃，最大燃烧温度(T50)398℃，燃尽温度(T90)为420℃。酸活化海泡石混合碳烟Tm为573℃，莫来石混合碳烟Tm为550℃，比纯碳烟燃烧温度有所降低，说明酸活化改性的海泡石和莫来石对碳烟具有一定的催化活性，但作用并不明显。
将实施例1-6制备的催化剂在700℃高温下催化碳烟燃烧，循环使用5次，催化活性降低小于10％。
综上所述，本发明以改性海泡石纤维配合陶瓷纤维作为催化剂基体，通过选用合适的无机粘结剂，调节各物质的配比以及其他工艺参数，使制备的纸型催化剂具有较高的孔隙率，孔隙率可达到85～90％，同时还具有较高的抗张强度、柔韧性和催化活性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种纸型催化剂，其特征在于，所述催化剂包括由改性海泡石纤维和陶瓷纤维组成的复合载体和负载在所述复合载体上的活性组分。
2.如权利要求1所述的纸型催化剂，其特征在于，所述改性海泡石纤维和所述陶瓷纤维的质量比为1:0.05～0.5。
3.如权利要求1或2所述的纸型催化剂，其特征在于，所述活性组分的负载量为5～10％。
4.如权利要求1或2所述的纸型催化剂，其特征在于，所述陶瓷纤维为莫来石纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维或碳化硅纤维中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的纸型催化剂，其特征在于，所述活性组分为硝酸钾、二氧化铈、三氧化二铁、氧化镍、氧化铜或氧化锰中的一种或多种。
6.一种纸型催化剂的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
步骤一、将海泡石原矿研磨，经20～40目筛分处理，除去短纤维和杂质矿物，得海泡石纤维，将所述海泡石纤维加入浓盐酸中，浸泡8～16h，经40目筛分，用去离子水洗至中性，干燥，得改性海泡石纤维；
步骤二、将陶瓷纤维切割，粉碎；
步骤三、将所述改性海泡石纤维、粉碎后的陶瓷纤维、分散剂、无机粘结剂、有机粘结剂和水混合，搅拌，得浆液；
步骤四、将所述浆液倒入纸页成型器中，真空吸滤除水，抄片成型，在90～100℃温度下干燥，得原纸：将所述原纸置于300～500℃条件下加热3～4h，得复合纤维纸；
步骤五、将所述复合纤维纸放入活性组分盐溶液中浸渍3～10min，洗涤、干燥，然后置于300～500℃条件下加热3～4h，得所述纸型催化剂。
7.如权利要求6所述的纸型催化剂的制备方法，其特征在于，所述改性海泡石纤维、陶瓷纤维、分散剂、无机粘结剂、有机粘结剂和水的质量比为1:(0.05～0.5):(0.1～0.25):(0.05～0.2):(0.05～0.15):(300～500)。
8.如权利要求7所述的纸型催化剂的制备方法，其特征在于，所述改性海泡石纤维、陶瓷纤维、分散剂、无机粘结剂、有机粘结剂和水的质量比为1:0.1:0.2:0.1:0.08:350。
9.如权利要求6-8任一项所述的纸型催化剂的制备方法，其特征在于，所述无机粘结剂为质量浓度是20-30％的铈溶胶、硅溶胶、水玻璃、铝溶胶、锆溶胶中的一种；和/或
所述有机粘结剂为聚乙烯醇。
10.如权利要求6所述的纸型催化剂的制备方法，其特征在于：步骤四和步骤五中，采取程序升温的方式，以1～5℃/min的升温速率升温至300～500℃；和/或
步骤五中，所述活性组分盐溶液的质量浓度为5～10％，至少含有K+、Ce3+、Fe3+、Cu2+、Mn2 +或Ni2+中的一种。
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