RU2466163C2 - Материал для покрытия с каталитической активностью и применение материала покрытия - Google Patents

Материал для покрытия с каталитической активностью и применение материала покрытия Download PDF

Info

Publication number
RU2466163C2
RU2466163C2 RU2009140788/05A RU2009140788A RU2466163C2 RU 2466163 C2 RU2466163 C2 RU 2466163C2 RU 2009140788/05 A RU2009140788/05 A RU 2009140788/05A RU 2009140788 A RU2009140788 A RU 2009140788A RU 2466163 C2 RU2466163 C2 RU 2466163C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
compounds
coating material
coating
substrate
elements
Prior art date
Application number
RU2009140788/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009140788A (ru
Inventor
Штефан ЗЕПЕУР (DE)
Штефан ЗЕПЕУР
Франк ГРОСС (DE)
Франк ГРОСС
Геральд ФРЕНЦЕР (DE)
Геральд ФРЕНЦЕР
Original Assignee
Нано-Икс Гмбх
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39665970&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2466163(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from DE200710016946 external-priority patent/DE102007016946A1/de
Application filed by Нано-Икс Гмбх filed Critical Нано-Икс Гмбх
Publication of RU2009140788A publication Critical patent/RU2009140788A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2466163C2 publication Critical patent/RU2466163C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • 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
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • 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
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/066—Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • 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
    • B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • 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
    • B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • B01J23/04—Alkali metals
    • 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
    • B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
    • 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
    • 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
    • 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
    • B01J37/0219—Coating the coating containing organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/005—Coatings for ovens
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/02—Doors specially adapted for stoves or ranges
    • F24C15/04—Doors specially adapted for stoves or ranges with transparent panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/202—Alkali metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/204—Alkaline earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20707—Titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20715—Zirconium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • 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
    • B01J37/34—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation
    • B01J37/341—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation making use of electric or magnetic fields, wave energy or particle radiation
    • B01J37/344—Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation making use of electric or magnetic fields, wave energy or particle radiation of electromagnetic wave energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к материалу для покрытия с каталитической активностью для уменьшения температуры горения сажи и органических веществ. Материал для покрытия с каталитической активностью для уменьшения температуры горения сажи и органических веществ содержит соединения подгруппы металлов или элементов 3-й и 4-й главной группы и соединения щелочных элементов. Соединения подгруппы металлов или элементов 3-й и 4-й главной группы выбирают из соединений циркония, алюминия, церия, кремния, титана, железа, германия и галлия. Соединения щелочных элементов выбирают из соединений натрия, калия, цезия и рубидия. Молярная доля соединений щелочных элементов выше молярной доли соединений подгруппы металлов или элементов 3-й или 4-й главной группы. Для получения покрытия на подложке на подложку наносят материал для покрытия и подложку с нанесенным материалом подвергают сушке. Полученное покрытие является бесцветным, прозрачным или просвечивающим и имеет высокую стойкость к истиранию. Материал для покрытия применяют для изготовления покрытий в двигателях внутреннего сгорания для внутреннего пространства двигателя, поршней, выхлопных систем и фильтров, на оконных стеклах, деталях машин, трубах и деталях электростанций, во внутренних пространствах каминов и камер сгорания, а также в качестве вспомогательного средства при удалении шлака на электростанциях, антипригарного средства на смотровых стеклах хлебопекарных печей, грилей, предметов домашнего обихода, варочных плит, на подложках для удаления летучих органических соединений из воздуха в помещении, для катализа химических окислительных процессов для промышленного применения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 пр.

Description

Изобретение относится к материалу для покрытия с каталитической активностью для уменьшения температуры горения сажи и органических веществ. Оно относится далее к применению материала покрытия.
Из уровня техники известно, что оксиды переходных металлов, в частности Ce-, La-, Mn-, Co-, Cu- и Zr-оксиды, обладают каталитической активностью в отношении окисления сажи и летучих органических соединений. Правда, подготовка этих соединений относительно их составов (например, образования смеси окислов или образования сплавов) и структуры (например, пористость и кристалличность) для соответствующего применения индивидуальна и сопряжена с затратами.
Температура воспламенения для некатализированного самостоятельного горения сажи составляет температуру около 600°C. EP 1355048 A1 описывает каталитически активные покрытия в фильтрах для частиц сажи, которые снижают температуру воспламенения сажи до температуры в диапазоне от 300 до 350°C. Каталитически активные компоненты содержат также оксиды переходных металлов элементов Ce, Zr, Mn, La, Nb или Ta. Покрытие во время фазы регенерации частиц фильтра преобразует окислы азота, содержащиеся в дизельных отработавших газах, в адсорбированные нитраты, которые после термической десорбции превращают частицы сажи в углекислый газ. Оксиды циркония применяются при этом в качестве добавки, в частности в форме Ce/Zr-смеси оксидов.
WO 03/035774 A1 описывает каталитическое покрытие для самоочищения печей и плит, которое состоит из связующего вещества, неорганического полимера и пористых частиц. Пористые частицы при этом могут быть представлены также оксидами переходных металлов. Удаление органических составных частей основывается при этом на пиролитической карбонизации, т.е. выжигании при температурах выше 500°C. На основе этого покрытия DE 10314513 A1 описывает катализаторную систему для удаления пахучих веществ на приборах для варки, жарки, выпечки и грилях. WO 03/027348 A2 предлагает для самоочищения печей и плит высокопористый керамический слой, каталитическая активность которого проявляется при 250-320°C. Высокая пористость способствует возможности всасывания, вследствие чего поглощаются, например, жиры, расщепляясь и распределяясь на слои, в комбинации с каталитической активностью покрытия, разрушаются.
WO 00/595544 A1 описывает массу для покрытия на основе силана с каталитическим окислительным и дезодорирующим действием. В качестве каталитически активных компонентов точно также применяются оксиды переходных металлов. Каталитическая активность этой массы для покрытия, которая наносится на подложку, ограничивается удалением летучих органических соединений из окружающего воздуха.
Щелочные металлы на оксидах металлов известны в литературе в качестве основы сажевых катализаторов для дизельных двигателей (Е.N.Ponzi et al., Thermochim. Acta 421 (2004) 117; M. Ponzi et al, React. Kinet. Catal. Lett. 75 (2002) 63). Испытывались пористые катализаторные порошки, температуры воспламенения которых для горения сажи в зависимости от щелочного металла лежат между 380 и 580°C. В качестве окисляющих вспомогательных компонентов должны примешиваться дополнительно оксиды азота.
Вследствие сложности каталитических составов, которые названы в уровне техники, обусловленной, например, добавками неорганических частиц, эти материалы имеют сильное собственное окрашивание и не могут применяться в покрытиях для внешнего применения.
Задачей настоящего изобретения является создание каталитически активного материала для покрытия, с помощью которого может производиться стойкое к истиранию и также пригодное для внешнего применения покрытие для сжигания сажи и органических веществ.
Согласно изобретению эта задача решается с помощью материала для покрытия согласно ограничительной части, причем материал для покрытия содержит
- по меньшей мере, 20 и менее 50% по весу соединений подгруппы металлов или элементов 3-й или 4-й главной группы,
- от 10 до 80% соединений щелочных или щелочноземельных элементов,
причем молярная доля соединений щелочных или щелочноземельных элементов выше молярной доли соединений подгруппы металлов или элементов 3-й или 4-й главной группы.
Поразительным образом с помощью предложенного в соответствии с изобретением каталитического состава возможно изготовление бесцветного, прозрачного или просвечивающего покрытия, которое к тому же имеет высокую стойкость к истиранию. Благодаря относительно высокому содержанию соединений щелочных или щелочноземельных элементов достигается существенное повышение эффективности материала для покрытия.
Решающим преимуществом изобретения является простая структура каталитического состава.
В рамках изобретения лежит то, что соединения щелочных или щелочноземельных элементов выбраны из группы, состоящей из соединений натрия, калия, цезия и рубидия.
Согласно изобретению предусмотрено, что соединения металлов подгруппы или элементов 3-й или 4-й главной группы выбраны из группы, состоящей из соединений циркония, алюминия, церия, кремния, титана, железа, германия и галлия.
Далее в рамках изобретения лежит то, что материал для покрытия разбавлен растворителем, в частности, водой до содержания твердых веществ между 0,05 и 60% по весу, предпочтительно между 2 и 20% по весу.
Материал для покрытия может наноситься в разведенном и не разведенном состоянии. Точно также возможно, что материал для покрытия в качестве добавки содержится в других материалах для покрытия, керамических шликерах, наносуспензиях, стеклообразной фритте, полимерах или зольгелиевых системах.
Соединение с подложкой осуществляется с помощью неорганических связующих веществ, дополнительно к уже полученным массам для покрытия в качестве добавки может добавляться активный компонент (например, керамические шликеры, наносуспензии, стеклообразные фритты или зольгелиевые системы). Предложенный согласно изобретению материал для покрытия может добавляться в систему покрытия, как она описывается в DE 102005021658 A1.
Изобретателям с помощью подходящего выбора связующего вещества удалось разработать покрытие, стойкое к истиранию. На каталитическую активность покрытия не оказывает влияние также видимое повреждение, вызванное истиранием. Каталитическая активность в части горения лежит в диапазоне от 100 до 550°C, предпочтительно между 250 и 400°C и особенно предпочтительно между 250 и 350°C. Каталитическая активность способствует, в частности, горению органических веществ и сажи, в частности, свечной копоти, дизельной сажи, модельной сажи и летучих продуктов горения дерева, природного газа, нефти и бензина.
Температура воспламенения при горении частиц сажи составляет от 100 до 450°C, особенно предпочтительно от 250 до 350°C. Присадка оксидов азота во время горения не является необходимой для достижения температуры воспламенения.
В рамках изобретения лежит также применение предложенного согласно изобретению материала покрытия, причем материал покрытия наносится на подложку и подвергается сушке.
В связи с этим предусмотрено, что подложкой является стекло, металл, металлоид, оксид металла, искусственный камень, природный камень, бетон, штукатурка, керамика, эмаль, стеклокерамика, полимерный материал или лакированная поверхность.
Со стеклом в качестве подложки предмет изобретения находит применение в качестве самоочищающегося покрытия на стеклянных витринах каминов, смотровых стекол хлебопекарных печей, промышленных смотровых стекол при процессах горения в кухонных печах, электростанциях, коксовальных установках, сталеплавильном производстве и в качестве антипригарного средства на стеклокерамике, преимущественным образом стеклокерамических поверхностях для готовки. Предмет изобретения может также использоваться на электростанциях или трубах, чтобы предотвратить пригорание при повышенных температурах. На других подложках, как, например, сталь или камень, применяется в качестве покрытия или в качестве добавки к массе для покрытия в дымовых трубах электростанций, камерах сгорания, трубах домашних каминов, в качестве покрытия гриля и покрытий предметов домашнего обихода. Областью применения для катализа дизельных выхлопных газов является покрытие внутреннего пространства двигателя и покрытие выхлопных систем или пылевых фильтров. Предложенный согласно изобретению материал может также использоваться, чтобы влиять на момент воспламенения бензина, дизельного топлива или керосина в камерах сгорания двигателей. Материал для покрытия может также применяться в промышленности в качестве катализатора устранения запаха или в качестве катализатора при химических окислительных процессах.
Целесообразно, что материал для покрытия наносится на подложку жидкостно-химическим способом, в частности, распылением, обливом, методом струйного облива, окунанием, развертыванием, центрифугированием, накатыванием или с помощью печати.
При этом является рациональным, что материал для покрытия наносится с толщиной слоя от 10 нм до 100 µм, в частности от 0,5 до 20 µм.
Далее согласно изобретению предусмотрено, что сушка осуществляется в диапазоне температур от комнатной температуры до 1000°C, в частности между 100 и 600°C, в течение от 1 секунды до нескольких часов.
В связи с этим предпочтительным оказалось, что сушка осуществляется в печи с циркуляцией воздуха или при инфракрасном излучении.
Наконец усовершенствование изобретения заключается в том, что сушка осуществляется в два этапа с предварительным отверждением при более низкой температуре и на втором этапе сушки при более высокой температуре.
Окислительная способность покрытия в противоположность обычным методам (например, TGA/DTA) устанавливается визуальной оценкой. Для этого дисперсия модельной сажи (1-5% в растворителе) таким образом наносится на покрытие, что имеется покрывающий слой сажи. В качестве альтернативы покрытие может состоять из свечной копоти. Для установления температуры воспламенения при горении сажи подложка, покрытая слоем сажи, загружалась в печь при различных температурах. При температуре от 100 до 500°C, в частности от 250 до 350°C, слой сажи после одного часа либо больше не существовал либо отслаивался, предположительно из-за отлипания вследствие окисления нижнего слоя сажи. При большем времени выдержки (2-5 часов) существенно уменьшается эта температура горения.
Ниже изобретение более подробно поясняется с помощью примеров осуществления.
Пример 1
2,27 г (3-глицидоксипропил)триэтоксисилан (GPTES) и 1,51 г кремниевого золя (Levasil 200s) перемешиваются в течение 1 часа. К этому раствору добавляют 3,77 г циркония ацетилацетоната, 0,99 г нитрата натрия и 41,9 г воды и перемешивают в течение ночи.
Пример 2
К 4,34 г нитрата церия * 6H2O и 1,28 г нитрата натрия в 19,8 г этанола добавляют 1,04 г диацетонового спирта и 30 мг пропионовой кислоты. Раствор помешивают в течение ночи, и он готов для покрытия.
Пример 3
К 1,12 г (3-глицидоксипропил)триэтоксисилану (GPTES) и 1,20 г кремниевого золя (Levasil 200s) добавляются 51,4 г воды и 6,68 г ацетата калия. После подмешивания соли калия добавляют 2,00 г TiO2 (Degussa P25) и диспергируют в Ultraturax 30 мин при 15000 об/мин. Дисперсия может сразу же наноситься.
Растворы из примеров 1-3 с помощью струйного облива наносят на стеклянную подложку (пример 1) или на стальную подложку (пример 2-3) и сушат один час при 500°C (скорость нагрева 2°C/мин) в муфельной печи. Предварительное отверждение может осуществляться при более низкой температуре. На стекле получается стойкое к истиранию, прозрачное или просвечивающее покрытие.
Для оценки расщепления сажи на покрытие согласно примерам 1-2 струйным обливом наносится дисперсия модельной сажи. В качестве альтернативы на покрытие может наноситься свечная копоть. Для изготовления дисперсии сажи 1,8 г Degussa Printex добавляют в 60 г изопропанола и диспергируют с помощью Ultra-Turrax в течение 1 мин при 15000 об/мин. Субстрат помещают в муфельную печь. Полное расщепление сажи на стекле осуществляется при температурах от 100 до 500°C, предпочтительно от 250 до 430°C. На стали расщепление сажи происходит при температурах от 100 до 450°C, предпочтительно от 250 до 400°C.

Claims (11)

1. Материал для покрытия с каталитической активностью для уменьшения температуры горения сажи и органических веществ, отличающийся тем, что материал для покрытия содержит:
по меньшей мере, 20 и менее 90% по весу соединений подгруппы металлов или элементов 3-й и 4-й главной группы, выбранных из группы, состоящей из соединений циркония, алюминия, церия, кремния, титана, железа, германия и галлия,
от 10 до 80% по весу соединений щелочных элементов, выбранных из группы, состоящей из соединений натрия, калия, цезия и рубидия, причем молярная доля соединений щелочных элементов выше молярной доли соединений подгруппы металлов или элементов 3-й или 4-й главной группы.
2. Материал для покрытия по п.1, отличающийся тем, что материал для покрытия разбавлен, в частности, водой до содержания твердых веществ между 0,05 и 60% по весу, предпочтительно между 2 и 20% по весу.
3. Материал для покрытия по п.1 или 2, отличающийся тем, что материал для покрытия может быть нанесен в разбавленном и неразбавленном состоянии.
4. Способ получения покрытия на подложке, характеризующийся тем, что на подложку наносят материал для покрытия по одному из пп.1-3 и подложку с нанесенным материалом подвергают сушке.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что подложка является стеклом, металлом, полуметаллоидом, оксидом металла, искусственным камнем, природным камнем, бетоном, штукатуркой, керамикой, эмалью, стеклокерамикой, полимерным материалом или лакированной поверхностью.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что материал для покрытия наносят на подложку жидкостным химическим способом, в частности распылением, обливом, методом струйного облива, окунанием, развертыванием, центрифугированием, накатыванием или с помощью печати.
7. Способ по п.4, отличающийся тем, что материал для покрытия наносят с толщиной слоя от 10 нм до 100 мкм, в частности от 0,5 до 20 мкм.
8. Способ по п.4, отличающийся тем, что сушку осуществляют в диапазоне температур от комнатной температуры до 1000°C, в частности между 100 и 600°C, в течение от 1 с до нескольких часов.
9. Способ по п.4, отличающийся тем, что сушку осуществляют в печи с циркуляцией воздуха или при инфракрасном излучении.
10. Способ по п.4, отличающийся тем, что сушку осуществляют в два этапа, более низкую температуру используют для предварительного отверждения и более высокую температуру используют на второй стадии сушки.
11. Применение материала для покрытия по пп.1-3 для изготовления покрытий
в двигателях внутреннего сгорания для внутреннего пространства двигателя, поршней, выхлопных систем и фильтров, в частности дизельных пылевых фильтров,
на оконных стеклах, деталях машин, трубах и деталях электростанций,
внутренних пространств каминов и камер сгорания, в частности для стеклянных и стальных вставок, а также каминных камней и плоских фильтров,
в качестве вспомогательного средства при удалении шлака на электростанциях,
в качестве антипригарного средства на смотровых стеклах хлебопекарных печей, грилей, предметов домашнего обихода, варочных плит, в частности керамических варочных поверхностей,
на подложках для удаления летучих органических соединений из воздуха в помещении, в частности после концентрирования на покрытии или
для катализа химических окислительных процессов для промышленного применения.
RU2009140788/05A 2007-04-05 2008-04-01 Материал для покрытия с каталитической активностью и применение материала покрытия RU2466163C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007016946.0 2007-04-05
DE200710016946 DE102007016946A1 (de) 2007-04-05 2007-04-05 Beschichtungsmaterial mit einer katalytischen Aktivität und Verwendung des Beschichtungsmaterials
DE102007034633.8 2007-07-23
DE102007034633A DE102007034633A1 (de) 2007-04-05 2007-07-23 Beschichtungsmaterial mit einer katalytischen Aktivität und Verwendung des Beschichtungsmaterials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009140788A RU2009140788A (ru) 2011-05-20
RU2466163C2 true RU2466163C2 (ru) 2012-11-10

Family

ID=39665970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009140788/05A RU2466163C2 (ru) 2007-04-05 2008-04-01 Материал для покрытия с каталитической активностью и применение материала покрытия

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20100081569A1 (ru)
EP (1) EP2134795B2 (ru)
JP (1) JP2010523304A (ru)
KR (1) KR20100016226A (ru)
CN (1) CN101711268B (ru)
DE (1) DE102007034633A1 (ru)
RU (1) RU2466163C2 (ru)
WO (1) WO2008122266A1 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008039684A1 (de) 2008-08-26 2010-03-04 Schott Ag Thermokatalytische Beschichtung
DE102009008144A1 (de) * 2009-02-09 2010-08-19 Nano-X Gmbh Verfahren zur Herstellung von Alkali- und Erdalkalilegierungen und Verwendung der Alkali- und Erdalkalilegierungen
DE202010008390U1 (de) 2010-08-27 2010-11-11 Nano-X Gmbh Reinigungsmittel für Metallteile
CN102580731B (zh) * 2011-12-15 2013-12-18 无锡威孚环保催化剂有限公司 净化挥发性化合物废气的γ-氧化铝小球状催化剂及其制备方法
US20150056106A1 (en) * 2012-03-12 2015-02-26 Otsuka Chemical Co., Ltd. Exhaust gas purification catalyst, exhaust gas purification device and filter, and production method for said catalyst
DE102012206053A1 (de) 2012-04-13 2013-10-17 Elringklinger Ag Brennstoffzellenvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenvorrichtung
DE102012206054A1 (de) 2012-04-13 2013-10-17 Elringklinger Ag Brennstoffzellenvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenvorrichtung
US9841195B2 (en) 2013-02-28 2017-12-12 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Non-stick, pyrolytic coatings for heating devices
CN104043330B (zh) 2013-03-15 2017-03-01 通用电气公司 氧化含碳物质的方法、柴油颗粒捕集器和排气装置
WO2017011786A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 University Of Notre Dame Du Lac Glass catalyst compositions for improved hydrothermal durability
DE102016122132A1 (de) 2015-11-19 2017-06-08 Schott Ag Katalytisch aktives Material, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
US10519854B2 (en) 2015-11-20 2019-12-31 Tenneco Inc. Thermally insulated engine components and method of making using a ceramic coating
US10578050B2 (en) 2015-11-20 2020-03-03 Tenneco Inc. Thermally insulated steel piston crown and method of making using a ceramic coating
WO2018020001A1 (de) 2016-07-29 2018-02-01 Elringklinger Ag Siebdichtung und verfahren zu deren betrieb
DE102016114916A1 (de) 2016-08-11 2018-02-15 Elringklinger Ag Siebkörper und Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
CN114251158B (zh) * 2020-09-24 2022-09-16 广东加南环保生物科技有限公司 柴油机排气颗粒物催化型过滤器及其制造方法
EP4224067A1 (de) * 2022-02-07 2023-08-09 Miele & Cie. KG Gargerät mit garraum und kamera zur beobachtung des garraums
BE1030254B1 (de) * 2022-02-07 2023-09-04 Miele & Cie Gargerät mit Garraum und zumindest einem Sichtfenster
BE1030256B1 (de) * 2022-02-07 2023-09-04 Miele & Cie Gargerät mit Garraum und Kamera zur Beobachtung des Garraums

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4477417A (en) * 1981-10-21 1984-10-16 Degussa Aktiengesellschaft Catalyst for reducing the ignition temperature of diesel soot
US5100632A (en) * 1984-04-23 1992-03-31 Engelhard Corporation Catalyzed diesel exhaust particulate filter
US5670259A (en) * 1995-12-29 1997-09-23 Heat System Research & Industry, Inc. Water soluble pyrolytic paint
RU2172213C2 (ru) * 1995-11-27 2001-08-20 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения катализатора или предшественника катализатора, катализатор и способ частичного окисления углеводородного сырья с его использованием
EP1355048A1 (de) * 2002-03-28 2003-10-22 OMG AG & Co. KG Partikelfilter mit einer katalytisch aktiven Beschichtung zur Beschleunigung der Russverbrennung während einer Regeneration
RU2305480C2 (ru) * 2002-03-15 2007-09-10 Ротманс, Бенсон Энд Хеджиз Инк. Сигарета с низким уровнем побочной струи дыма, с горючей бумагой, имеющей модифицированные характеристики пепла

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB586132A (en) † 1943-11-03 1947-03-07 John Edwin Oakley Mayne Protecting metal surfaces against corrosion and corrosion fatigue by means of inorganic coatings
US3266477A (en) * 1964-04-15 1966-08-16 Du Pont Self-cleaning cooking apparatus
US4060662A (en) † 1975-08-25 1977-11-29 University Of Illinois Foundation Article having a surface layer of catalytic ash by-product of coal combustion
US4769356A (en) † 1985-06-20 1988-09-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Catalyst for purifying exhaust gas
FR2623423B1 (fr) † 1987-11-23 1990-03-30 Centre Nat Rech Scient Nouveaux catalyseurs a base de zeolithes modifiees par des elements alcalins sous forme metallique, leur preparation et leur application a l'alkylation des derives alkyl-aromatiques
GB8913978D0 (en) * 1989-06-17 1989-08-09 Atomic Energy Authority Uk Catalytic treatment
US5278113A (en) † 1991-03-08 1994-01-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Catalytic body and process for producing the same
US5212130A (en) * 1992-03-09 1993-05-18 Corning Incorporated High surface area washcoated substrate and method for producing same
US6350421B1 (en) * 1998-08-24 2002-02-26 Dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag Nitrogen oxide storage material and nitrogen oxide storing catalyst prepared therefrom
DE19838282A1 (de) * 1998-08-24 2000-03-02 Degussa Stickoxid-Speichermaterial und daraus hergestellter Stickoxid-Speicherkatalysator
DK1086706T3 (da) * 1999-03-31 2004-03-08 Eisai Co Ltd Stabiliserede sammensætninger indeholdende nootropiske lægemidler
JP2002159859A (ja) † 2000-11-22 2002-06-04 Ibiden Co Ltd 排気ガス浄化用触媒
DE10063519A1 (de) † 2000-12-20 2002-07-04 Nano X Gmbh Lösungsmittelarme Sol-Gel-Systeme
JP2002186856A (ja) * 2000-12-21 2002-07-02 Nippon Mitsubishi Oil Corp ディーゼル排ガス浄化触媒
DE10143837A1 (de) * 2001-09-06 2003-03-27 Itn Nanovation Gmbh Selbstreinigende keramische Schichten für Backöfen und Verfahren zur Herstellung selbstreinigender keramischer Schichten
DE10150825A1 (de) * 2001-10-15 2003-04-17 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Katalytische Beschichtung für die Selbstreinigung von Öfen und Herden
US6916573B2 (en) * 2002-07-24 2005-07-12 General Motors Corporation PEM fuel cell stack without gas diffusion media
DE10314513A1 (de) 2003-03-31 2004-10-14 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Katalysatorsystem zum Geruchsabbau
DE102005021658A1 (de) 2004-05-06 2006-01-12 Nano-X Gmbh Träger
WO2006044268A1 (en) † 2004-10-13 2006-04-27 Dow Global Technologies Inc. Catalysed diesel soot filter and process for its use
JP2006205025A (ja) * 2005-01-27 2006-08-10 Mazda Motor Corp ディーゼルパティキュレートフィルタ及びその製造方法
US7618919B2 (en) * 2005-01-28 2009-11-17 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Catalyst support and method of producing the same
ITTO20050080A1 (it) † 2005-02-11 2006-08-12 Torino Politecnico Procedimento di sintesi 'in situ' di ossidi micro e nanostrutturati su di un supporto poroso.
DE102005027789A1 (de) † 2005-06-15 2006-12-21 Nano-X Gmbh Alkalistabile Sol-Gel-Beschichtung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4477417A (en) * 1981-10-21 1984-10-16 Degussa Aktiengesellschaft Catalyst for reducing the ignition temperature of diesel soot
US5100632A (en) * 1984-04-23 1992-03-31 Engelhard Corporation Catalyzed diesel exhaust particulate filter
RU2172213C2 (ru) * 1995-11-27 2001-08-20 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения катализатора или предшественника катализатора, катализатор и способ частичного окисления углеводородного сырья с его использованием
US5670259A (en) * 1995-12-29 1997-09-23 Heat System Research & Industry, Inc. Water soluble pyrolytic paint
RU2305480C2 (ru) * 2002-03-15 2007-09-10 Ротманс, Бенсон Энд Хеджиз Инк. Сигарета с низким уровнем побочной струи дыма, с горючей бумагой, имеющей модифицированные характеристики пепла
EP1355048A1 (de) * 2002-03-28 2003-10-22 OMG AG & Co. KG Partikelfilter mit einer katalytisch aktiven Beschichtung zur Beschleunigung der Russverbrennung während einer Regeneration
US20040067176A1 (en) * 2002-03-28 2004-04-08 Marcus Pfeifer Particle filter having a catalytically active coating to accelerate burning off accumulated soot particles during a regeneration phase

Also Published As

Publication number Publication date
CN101711268B (zh) 2013-12-25
JP2010523304A (ja) 2010-07-15
EP2134795B1 (de) 2013-10-30
DE102007034633A1 (de) 2009-01-29
US20100081569A1 (en) 2010-04-01
EP2134795A1 (de) 2009-12-23
RU2009140788A (ru) 2011-05-20
CN101711268A (zh) 2010-05-19
KR20100016226A (ko) 2010-02-12
WO2008122266A1 (de) 2008-10-16
EP2134795B2 (de) 2017-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2466163C2 (ru) Материал для покрытия с каталитической активностью и применение материала покрытия
US8008225B2 (en) Thermocatalytically active coating, substrate having the thermocatalytically active coating at least in parts, and process for producing same
EP1165152A1 (de) Beschichtung für haushaltsgeräte auf silanbasis mit desodorisierender wirkung
RU2528919C2 (ru) Способ получения сплавов щелочных металлов и их применение
JP2010523304A5 (ru)
GB2248560A (en) Exhaust gas cleaner
US5693298A (en) Method for the catalytic abatement of broiler emissions
RU2302438C2 (ru) Каталитическое покрытие для самоочистки печей и кухонных плит
NO20075962L (no) Sammensetninger og prosesser for a redusere NOx utslipp under fluidkatalytisk cracking
DE102007016946A1 (de) Beschichtungsmaterial mit einer katalytischen Aktivität und Verwendung des Beschichtungsmaterials
JP3710528B2 (ja) 触媒毒除去剤、それを用いた工場排ガスの処理方法および流通式反応装置
KR100885682B1 (ko) 고유황유를 사용하는 엔진의 일산화탄소, 탄화수소 및 피엠 제거용 복합촉매의 제조방법
US9592490B2 (en) Glass catalysts for soot combustion and methods of manufacturing the same
JP2006095369A (ja) 油分解触媒とその製造方法、および油捕集・分解フィルタとその製造方法
JPH0545294B2 (ru)
JP2009034598A (ja) 油捕集フィルタ
JPS6377542A (ja) 灯油系燃料の燃焼用触媒体
JPS6327314B2 (ru)
JPH0347145B2 (ru)
JPH03296439A (ja) 塗料硬化被膜およびそれを有する調理器

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150402