CN112570035B - 一种合金材料作为催化剂载体的制作方法及其在用于汽车尾气处理上的应用 - Google Patents

一种合金材料作为催化剂载体的制作方法及其在用于汽车尾气处理上的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种合金材料作为催化剂载体的制作方法及其在用于汽车尾气处理上的应用,属于汽车尾气处理技术领域，步骤1：步骤2：涂敷催化剂，步骤3：组装对齐：步骤4：载体固定：步骤5：组装成套：包括以下的处理方法：使用常温气流，将LPG喷入加热器的空气流入管道内与空气混合后进入催化器载体，使催化器载体的两个电极接通电源，催化器载体对气态HC产生了氧化作用，所述第二温度传感器得到的温度上升到500℃，而第三温度传感器测量的温度未上升；在发动机排气气流温度下，该合金材料作为催化剂载体的制作方法及其在用于汽车尾气处理上的应用，生产成本低，使用效果好。

Description

一种合金材料作为催化剂载体的制作方法及其在用于汽车尾 气处理上的应用
技术领域
本发明属于汽车尾气处理技术领域，具体涉及合金材料作为催化剂载体的制作方法及其在用于汽车尾气处理上的应用。
背景技术
现有控制汽车尾气排放中的污染物减排技术中，均采用尾气催化处理技术，既在汽车尾气排放管中装有催化转化器，而催化剂的最佳工作温度均在250℃以上，否则达不到催化转化的效果；现实中汽车冷启动、间歇停车后的再启动以及短暂停车、怠速及小负荷工况下，尾气排放温度一般均低于250℃，催化剂大多不起作用或作用极小，因此，造成尾气排放污染普遍而大量的存在，现在的催化剂载体的制作材料都是电阻丝、加热陶瓷，但是电阻丝等加热不均匀，升温速度慢等缺点，需要研发一种新的催化剂载体制作方法来解决现有的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合金材料作为催化剂载体的制作方法及其在用于汽车尾气处理上的应用，以解决催化剂载体加热不均匀的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种合金材料作为催化剂载体的制作方法,包括以下步骤：
步骤1：制胚成型，预制导电体的模具，在模具内设置圆型腔体，并在腔体的沿边上设置矩形凸件，同时在模具的腔体中设置隔离板，所述隔离板使导电体内形成槽体，往模具中注入金属液体，待冷却后取出制成的导电体备用；
泡沫合金体的成型，先在合金粉末中加入发泡剂，再倒入模具烧结后发泡剂挥发，使泡沫合金体形成孔隙泡沫状的结构；冷却后泡沫合金体的形状和导电体的形状相同；
步骤2：涂敷催化剂，在冷却成型后的泡沫合金体表面上均匀涂敷催化剂，静置后备用；
步骤3：组装对齐：把冷却后的导电体和泡沫合金体互相贴合，导电体放置于泡沫合金体的上方，并使导电体和泡沫合金体中的槽体对齐；
步骤4：载体固定：用固定载体的载体夹具把导电体和泡沫合金体贴合压紧，载体夹具的固定上板贴合在导电体的凸件上端面，同时把载体夹具（13）的固定下板贴合在泡沫合金体的凸件下端面，通过螺栓把固定上板和固定下板拧紧固定，导电体和泡沫合金体固定成一个催化剂载体；
步骤5：组装成套：固定完成的催化剂载体装入滤芯内，放入时使载体夹具放置于滤芯的缺口内,电源线连接到载体夹具的螺栓上，把滤芯安装到加热器的中，并在加热器中催化剂载体的空气流入通道上设置第一温度传感器，在催化剂载体上设置第二温度传感器；在加热器中催化剂载体的空气流出通道内设置第三温度传感器。
优选的，所述发泡剂为NH4Cl。
优选的，所述催化剂的材质为贵金属材料。
优选的，所述步骤5中，当需要安装多个催化剂载体时，依次从下方增加，并在相邻
两个催化剂载体之间用隔板隔离。
优选的，所述滤芯的缺口上设有电极保护罩。
优选的，所述催化剂载体使用两个导电体和两个泡沫合金体。
一种合金材料作为催化剂载体在汽车尾气处理上的应用，包括以下的处理方法：
使用常温气流，将LPG喷入加热器的空气流入管道内与空气混合后进入催化剂载体，使催化剂载体的两个电极接通电源，催化剂载体对气态HC产生了氧化作用，所述第二温度传感器得到的温度上升到500℃，而第三温度传感器测量的温度未上升；
在发动机排气气流温度下，使催化剂载体两个电极接通电源后，催化剂载体对尾气中的CO产生净化，在将电源关闭后，尾气中的CO恢复到初始状态；
在发动机排气气流温度下，对催化剂载体的两个电极通电后，然后向加热器的空气流入管道内喷入柴油，催化剂载体对柴油产生了氧化作用，第二温度传感器的温度上升到600℃，在将燃油喷射停止，且电源关闭后，柴油浓度再次上升，吸附在空气流入管道、空气流出管道以有及催化剂载体表面的柴油不能被氧化从尾管中排出。
本发明的技术效果和优点：该合金材料作为催化剂载体的制作方法及其在用于汽车尾气处理上的应用，生产成本低，使用效果好，相比电阻丝加热陶瓷载体，实现了直接通电加热催化剂，提高了加热效果，使用在汽车尾气处理上，减少了汽车尾气中污染物的排放。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明对气态HC氧化实验图；
图3为本发明对CO的氧化实验图；
图4为本发明对柴油的氧化实验图；
图5为本发明催化剂载体的结构图；
图6为本发明滤芯的结构图；
图7为本发明催化剂载体的结构图。
图中：1、催化剂载体；21、第一温度传感器；22、第二温度传感器；23、第三温度传感器；3、加热器；4、电极；5、滤芯；51、电极保护罩；11、导电体；12、泡沫合金体；13、载体夹具。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-7中所示的一种合金材料作为催化剂载体的制作方法及其在用于汽车尾气处理上的应用，包括以下步骤：步骤1：制胚成型，预制导电体11的模具，在模具内设置圆型腔体，并在腔体的沿边上设置矩形凸件，同时在模具的腔体中设置隔离板，所述隔离板使导电体11内形成槽体，往模具中注入金属液体，待冷却后取出制成的导电体11备用；泡沫合金体12的成型，先在合金粉末中加入发泡剂，本实施例中，发泡剂为NH4Cl，再倒入模具烧结后发泡剂挥发，使泡沫合金体12形成孔隙泡沫状的结构；如图5所示，冷却后泡沫合金体12的形状和导电体11的形状相同；
步骤2：涂敷催化剂，在冷却成型后的泡沫合金体12表面上均匀涂敷催化剂，值得注意的是，本实施例中，催化剂的材质为贵金属材料，静置后备用；
步骤3：组装对齐：把冷却后的导电体11和泡沫合金体12互相贴合，导电体11放置于泡沫合金体12的上方，并使导电体11和泡沫合金体12中的槽体对齐；
步骤4：载体固定：用固定载体的载体夹具13把导电体11和泡沫合金体12贴合压紧，载体夹具13的固定上板贴合在导电体11的凸件上端面，同时把载体夹具13的固定下板贴合在泡沫合金体12的凸件下端面，通过螺栓把固定上板和固定下板拧紧固定，导电体11和泡沫合金体12固定成一个催化剂载体1；本实施例中，催化剂载体1使用两个导电体11和两个泡沫合金体12；
步骤5：组装成套：固定完成的催化剂载体1装入滤芯5内，放入时使载体夹具13放置于滤芯5的缺口内, 为了提高催化的效率，使用多组催化剂载体，当需要安装多个催化剂载体1时，依次从下方增加，并在相邻两个催化剂载体1之间用隔板隔离，电源线连接到载体夹具13的螺栓上，把滤芯5安装到加热器3的中，为了提高安全性，在滤芯5的缺口上设有电极保护罩51，并在加热器3中催化剂载体1的空气流入通道上设置第一温度传感器21，在催化剂载体1上设置第二温度传感器22；在加热器3中催化剂载体1的空气流出通道内设置第三温度传感器23。
一种合金材料作为催化剂载体在汽车尾气处理上的应用，包括以下处理方法：催化剂载体的两个电极上分别连接电源正极和负极；第一温度传感器21，用于获取催化剂载体1入口气流的温度；催化剂载体上设有第二温度传感器22；第三温度传感器23，用于获取催化剂载体出口气流的温度；泡沫合金材料，作为催化剂载体1，具有比表面积大，可定制规格，具备一定的韧性，低热容，可导电等特点，泡沫合金DOC对气态HC的氧化：如图2所示，其中T1表示第一温度传感器21获取的温度数值，T2表示第二温度传感器22获取的温度数值，T3表示第三温度传感器23获取的温度数值，LPG表示C3H8浓度，当使用常温气流的温度约30℃，将LPG（主要成分为C3H8）喷入加热器3的空气流入管道内与空气混合后进入催化剂载体1，之后对涂覆有贵金属的泡沫合金进行通电，本实施例实验中采用DC 24V，该催化器对气态HC产生了明显的氧化作用，催化剂载体1的温度迅速上升到接近500℃左右，而催化器出口气流温度并未大幅度上升；加热型泡沫合金DOC对CO的氧化 ：如图3所示，其中T1表示第一温度传感器21获取的温度数值，T2表示第二温度传感器22获取的温度数值，T3表示第三温度传感器23获取的温度数值，CO表示气体污染物浓度，在较低的发动机排气气流约160℃的温度下，对涂覆有贵金属的泡沫合金进行通电，本实施例实验中采用DC 24V后，该催化器对尾气中的CO产生了明显的净化效果，本实施例实验中的转化效率为50%左右，在将电源关闭后，尾气中的CO基本恢复到初始状态。
加热型泡沫合金DOC对柴油的氧化 ：如图4所示，其中T1表示第一温度传感器21获取的温度数值，T2表示第二温度传感器22获取的温度数值，T3表示第三温度传感器23获取的温度数值，THC表示柴油浓度，在较低的发动机排气气流约160℃温度下，对涂覆有贵金属的泡沫合金进行通电，本实施例的实验中采用DC 24V，然后向喷入加热器3的空气流入管道中喷入柴油（HC），该催化器对HC产生了明显的氧化作用，催化剂载体1的温度迅速上升到600℃左右，在将燃油喷射停止，且电源关闭后，HC浓度再次上升，吸附在空气流入管道、空气流出管道以有及催化剂载体1表面的柴油不能被氧化从尾管中排出。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种合金材料作为催化剂载体的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：制胚成型，预制导电体（11）的模具，在模具内设置圆型腔体，并在腔体的沿边上设置矩形凸件，同时在模具的腔体中设置隔离板，所述隔离板使导电体（11）内形成槽体，往模具中注入金属液体，待冷却后取出制成的导电体（11）备用；
泡沫合金体（12）的成型，先在合金粉末中加入发泡剂，再倒入模具烧结后发泡剂挥发，使泡沫合金体（12）形成孔隙泡沫状的结构；冷却后泡沫合金体（12）的形状和导电体（11）的形状相同；
步骤2：涂敷催化剂，在冷却成型后的泡沫合金体（12）表面上均匀涂敷催化剂，静置后备用；
步骤3：组装对齐：把冷却后的导电体（11）和泡沫合金体（12）互相贴合，导电体（11）放置于泡沫合金体（12）的上方，并使导电体（11）和泡沫合金体（12）中的槽体对齐；
步骤4：载体固定：用固定载体的载体夹具（13）把导电体（11）和泡沫合金体（12）贴合压紧，载体夹具（13）的固定上板贴合在导电体（11）的凸件上端面，同时把载体夹具（13）的固定下板贴合在泡沫合金体（12）的凸件下端面，通过螺栓把固定上板和固定下板拧紧固定，导电体（11）和泡沫合金体（12）固定成一个催化剂载体（1）；
步骤5：组装成套：固定完成的催化剂载体（1）装入滤芯（5）内，放入时使载体夹具（13）放置于滤芯（5）的缺口内,电源线连接到载体夹具（13）的螺栓上，把滤芯（5）安装到加热器（3）中，并在加热器（3）中催化剂载体（1）的空气流入通道上设置第一温度传感器（21），在催化剂载体（1）上设置第二温度传感器（22）；在加热器（3）中催化剂载体（1）的空气流出通道内设置第三温度传感器（23）；
所述发泡剂为NH4Cl；所述催化剂的材质为贵金属材料；
所述步骤5中，当需要安装多个催化剂载体（1）时，依次从下方增加，并在相邻两个催化剂载体（1）之间用隔板隔离所述滤芯（5）的缺口上设有电极保护罩（51）所述催化剂载体（1）使用两个导电体（11）和两个泡沫合金体（12）；
所述合金材料作为催化剂载体应用在汽车尾气处理上，包括以下处理方法：
使用常温气流，将LPG喷入加热器（3）的空气流入管道内与空气混合后进入催化剂载体（1），使催化剂载体（1）的两个电极接通电源，催化剂载体（1）对气态HC产生了氧化作用，所述第二温度传感器（22）得到的温度上升到500℃，而第三温度传感器（23）测量的温度未上升；
在发动机排气气流温度下，使催化剂载体（1）的两个电极接通电源后，催化剂载体（1）对尾气中的CO产生净化，在将电源关闭后，尾气中的CO恢复到初始状态；
在发动机排气气流温度下，对催化剂载体（1）的两个电极通电后，然后向加热器（3）的空气流入管道内喷入柴油，催化剂载体（1）对柴油产生了氧化作用，第二温度传感器（22）的温度上升到600℃，在将燃油喷射停止，且电源关闭后，柴油浓度再次上升，吸附在空气流入管道、空气流出管道以有及催化剂载体（1）表面的柴油不能被氧化从尾管中排出。
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