專利名稱：一種涂層漿液及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂層漿液及其制備方法和應(yīng)用，具體地說是涉及一種固含量高的催化燃燒催化劑的涂層漿液及其制備和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
涂層漿液是一種固體和液體均勻混合而且性質(zhì)穩(wěn)定的混合物，是制備催化燃燒催化劑的重要前驅(qū)物。在催化劑的制備過程中，需要將涂層漿液涂覆在堇青石載體上，目的是提高催化劑載體的比表面積，從而使活性物質(zhì)高分散于其表面。良好的涂層漿液應(yīng)該具有以下優(yōu)點第一，較高的涂覆比表面積，比表面積是評價催化劑的一個重要指標(biāo)，其大小對催化劑涂層熱力學(xué)性質(zhì)、吸附能力、化學(xué)穩(wěn)定性等均有明顯的影響，增大催化劑涂層的比表面積可以有效的增加催化劑活性中心的數(shù)量和改善活性金屬的分布情況；第二，較好的涂 層附著強(qiáng)度，蜂窩催化劑在使用過程中的磨損主要來自于廢氣流動的侵蝕，提高涂層的附著強(qiáng)度可以有效的延長催化劑使用壽命。CN1415410公開了一種催化燃燒催化劑及其制備方法，該催化劑采用的涂層漿液制備方法如下根據(jù)蜂窩陶瓷載體的涂層組成，按重量百分比為活性Al20320% 80%，TiO2IO% 40%，Ce025% 30%，Zr025% 20%計算稱取各物料，加入蒸餾水混合均勻，調(diào)制成含水稀漿，加入的蒸餾水與固體總質(zhì)量之比為10-50 :1，所述涂層漿液具有涂覆容易，不易堵塞孔道的優(yōu)點，但是此涂層漿液的固含量不高，涂層比表面積低且與蜂窩陶瓷載體的附著強(qiáng)度差。CN101439290公開了一種蜂窩陶瓷型鈣鈦礦催化燃燒催化劑及其制備和應(yīng)用，其中包括了漿液的制備，取適量的Y-A1203、CemZr1^mO2, LaMnAl11O19, BaMnAl11O19或Sr12Al14O21的金屬氧化物和檸檬酸與去離子水混合攪拌制成穩(wěn)定懸浮液，也就是涂層漿液，其中固含量為5-50%左右，該漿液組分復(fù)雜，涂層比表面積低、需要多次涂覆容易造成涂層脫落。涂層漿液的性質(zhì)對于制備高性能的催化燃燒催化劑至關(guān)重要，催化劑的活性、穩(wěn)定性均與其有關(guān)。然而，現(xiàn)有技術(shù)針對涂層漿液進(jìn)行仔細(xì)研究的報道卻很少。部分現(xiàn)有技術(shù)在漿液的制備介紹方面不詳細(xì)，無法重復(fù)制作，或根本無法形成均勻混合的漿液。因此，開發(fā)出高固含量、結(jié)合牢固度好、易于涂覆、并具有較高涂層比表面積的催化燃燒催化劑涂層漿液具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種涂層漿液及其制備方法和應(yīng)用，該涂層漿液具有較高的固含量，易于涂覆且與載體的附著力強(qiáng)、涂層比表面積高。一種涂層漿液，固含量為20% 50% (固含量為涂層漿液在120°C烘干后剩余部分占總量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，pH為2. 5 6. 5,固含量中按重量百分比計，含有40wt% 80wt%的擬薄水招石，5wt% 40wt%的氧化錯和氧化鋪，5wt% 40wt%的氧化鑭，lwt% 15wt%的納米二氧化鈦，lwt% 10wt%的硝酸銅,O. 5wt% 15wt%的硝酸猛、lwt% 10wt%的硝酸招。
—種涂層漿液的制備方法，包括如下步驟
(1)稱取適量擬薄水鋁石、鈰鋯氧化物或硝酸鹽、硝酸鑭、納米TiO2、硝酸鋁、硝酸錳和硝酸銅放入罐內(nèi)，球磨成均勻的漿液；
(2)取出球磨后的漿液，加入濃硝酸并攪拌，靜置，制得涂層漿液。本發(fā)明方法步驟I中的球磨時間為2 16小時，優(yōu)選4 8小時。球磨罐中的球體與漿液重量比為O. 3 2. 2。本發(fā)明方法步驟2中的攪拌時間為2 16小時，優(yōu)選4 8小時，攪拌速度500 800轉(zhuǎn)/分鐘，靜置時間為I 2小時。本發(fā)明方法中還可以向步驟(2)制得的涂層漿液中加入適量碳酸鹽、碳酸氫鹽 或尿素，加熱攪拌制得涂層漿液，該涂層漿液相比步驟(2)制得的涂層漿液的pH值提高O. 3-1. 5。所述攪拌時間為20 40分鐘，攪拌速度600 1000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌過程中維持涂層漿液溫度為20°C 40°C。上述涂層漿液在制備催化燃燒催化劑載體中的應(yīng)用堇青石載體浸于涂層漿液中10-30分鐘，取出后吹凈孔道中的殘留液體，在90-130°C下烘干5-7小時，在500-600°C空氣焙燒4-6小時，制成含涂層的催化燃燒催化劑載體。研究發(fā)現(xiàn)，涂層漿液的固含量、組分、粘度、酸堿度及其制備方法對涂層漿液的涂覆效果有著直接關(guān)系，而且各因素之間是相互協(xié)同、相互配合的。本發(fā)明方法通過在漿液中加入適量的納米TiO2、鋯鈰氧化物或硝酸鹽、氧化鑭及銅錳鋁的硝酸鹽并控制漿液的固含量、調(diào)整漿液的酸度，制得的涂層漿液與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有易于涂覆且與載體的附著力強(qiáng)、涂層比表面積高等優(yōu)點。本發(fā)明方法中在調(diào)整完酸度后向漿液中加入了弱堿性的碳酸鹽、碳酸氫鹽或尿素，在加熱的條件下和硝酸作用生成氣體，對漿液起到更好的分散作用，同時能夠緩慢的消耗少量的硝酸，對漿液的酸性進(jìn)行緩慢的、動態(tài)的微調(diào)后制得更高性能的涂層漿液。本發(fā)明方法制備過程簡單，制備的涂層漿液可以長時間保持性質(zhì)不發(fā)生變化，滿足后續(xù)使用的要求。由該涂層漿液所制備的催化劑涂層具有很高的比表面積和良好的結(jié)合強(qiáng)度，提高了催化劑的使用壽命，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的作用及效果，但是所述實施例不應(yīng)理解為本發(fā)明范圍的限制。實施例I
稱取擬薄水招石46g、氧化鋪10g、氧化錯8g、硝酸鑭21g、納米Ti025g、硝酸銅2g、硝酸錳2. 8g和硝酸鋁2. 7g溶于IOOg去離子水中，用玻璃棒稍加攪拌后移入球磨罐中,球磨5小時后，將得到的漿液倒入燒杯中邊攪拌邊加入濃硝酸O. 3ml，攪拌速度為600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為4小時，靜置2小時，制備完成涂層漿液的pH為6. 2，固體含量約45%，固含量中含有56wt%的擬薄水招石，19wt%的氧化錯和氧化鋪，10wt%的氧化鑭,6. 0wt%的納米二氧化鈦，
2.4wt%的硝酸銅,3. 4wt%的硝酸猛,3. 2wt%的硝酸招。實施例2
稱取擬薄水鋁石22g、硝酸鈰7. 5g、硝酸鋯8. 2g、硝酸鑭26. 6g、納米TiO2O. 8g、硝酸銅
O.8g、硝酸錳I. 2g和硝酸鋁3g溶于IOOg去離子水中，用玻璃棒稍加攪拌后移入球磨罐中，球磨4小時后，將得到的漿液倒入燒杯中邊攪拌邊加入濃硝酸O. 6ml，攪拌速度為800轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為6小時，靜置2小時后加入4g碳酸氫鈉并強(qiáng)力攪拌40min，攪拌速度1000轉(zhuǎn)/分鐘，溫度30°C，制備完成涂層漿液的pH為5. O,固體含量約30%，固含量中含有50wt%的擬薄水招石，14wt%的氧化錯和氧化鋪,23wt%的氧化鑭，I. 8wt%的納米二氧化鈦，I. 8wt%的硝酸銅，2. 7wt%的硝酸猛,6. 7wt%的硝酸招。實施例3
稱取擬薄水招石19. 2g、鋪錯粉4. 7g、硝酸鑭6. 3g、納米TiO2L 2g、硝酸銅I. 6g、硝酸猛
2.4g和和硝酸鋁2. Ig溶于IOOg去離子水中，用玻璃棒稍加攪拌后移入球磨罐中，球磨8小 時后，將得到的漿液倒入燒杯中邊攪拌邊加入濃硝酸O. 8ml，攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為2小時，靜置I小時后加入2. 5g尿素并強(qiáng)力攪拌30min，攪拌速度800轉(zhuǎn)/分鐘，溫度35°C，制備完成涂層漿液的pH為3. 8，固體含量約25%，固含量中含有57wt%的擬薄水鋁石，14wt%的氧化錯和氧化鋪,7. 2wt%的氧化鑭,3. 6wt%的納米二氧化鈦,4. 8wt%的硝酸銅，
7.lwt%的硝酸猛,6. 3wt%的硝酸招。實施例4
稱取擬薄水招石22g、鋪錯粉16g、硝酸鑭17. 8g、納米Ti023 . 6g、硝酸銅I. 6g、硝酸猛
2.4g和硝酸鋁2. 2g溶于IOOg去離子水中，用玻璃棒稍加攪拌后移入球磨罐中，球磨6小時后，將得到的漿液倒入燒杯中邊攪拌邊加入濃硝酸O. 3ml，攪拌速度為600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為4小時，靜置2小時，制備完成涂層漿液的pH為5. 5，固體含量約35%，固含量中含有40wt%的擬薄水招石，30wt%的氧化錯和氧化鋪，12wt%的氧化鑭,6. 6wt%的納米二氧化鈦，
3.0wt%的硝酸銅,4. 4wt%的硝酸猛,4. 0wt%的硝酸招。對比例I
按CN1415410方法制備涂層漿液，稱取70g y -Al2O3粉末，14g銳鈦礦型TiO2粉末，IOgCeO2粉末，6gZr02粉末，混合均勻后加入I. 4L蒸餾水，仔細(xì)研磨成含水稀漿，固含量約為7%。涂層漿液在制備催化燃燒催化劑載體中的應(yīng)用按照實施例和對比例制作涂層漿液，將切割成小塊的堇青石載體浸于涂層漿液中20分鐘，取出后用壓縮風(fēng)吹凈內(nèi)部孔道中的殘留液體，在110°C下烘干6小時，在550°C空氣焙燒5小時，制成含涂層的催化劑載體樣品?？疾焱繉訚{液的載體涂層比表面積、涂覆強(qiáng)度和涂層結(jié)合牢固程度，設(shè)置如下實驗
實驗I :記錄載體樣品涂覆前和焙燒后的重量，見表I。表I載體樣品增重比。
權(quán)利要求
1.一種涂層漿液，其特征在于固含量為20% 50%，pH值為2. 5 6. 5，固含量中按重量百分比計含有40wt% 80wt%的擬薄水招石，5wt% 40wt%的氧化錯和氧化鋪,5wt% 40wt%的氧化鑭、lwt% 15wt%的納米二氧化欽，lwt% 10wt%的硝酸銅、O. 5wt% 15wt%的硝酸猛和lwt% 10wt%的硝酸招。
2.權(quán)利要求I所述涂層漿液的制備方法，其特征在于包括如下步驟 Cl)稱取適量擬薄水鋁石、鈰鋯氧化物或硝酸鹽、硝酸鑭、納米TiO2、硝酸銅、硝酸錳和硝酸鋁放入球磨罐內(nèi)球磨成均勻的漿液； (2)取出球磨后的漿液，加入濃硝酸并攪拌，靜置，制得涂層漿液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟I中的球磨時間為2 16小時。
4.4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述球磨罐中的球體與漿液重量比為O. 3 2. 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟2中的攪拌時間為2 16小時，攪拌速度500 800轉(zhuǎn)/分鐘，靜置時間為I 2小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于向步驟(2)制得的涂層漿液中加入碳酸鹽、碳酸氫鹽或尿素，加熱攪拌制得涂層漿液，該涂層漿液相比步驟(2)制得的涂層漿液的pH 值提高 O. 3-1. 5。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述攪拌時間為20 40分鐘，攪拌速度600 1000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌過程中維持涂層漿液溫度為20°C 40°C。
8.權(quán)利要求I所述涂層漿液在制備催化燃燒催化劑載體中的應(yīng)用堇青石載體浸于涂層漿液中10-30分鐘，取出后吹凈孔道中的殘留液體，在90-130°C下烘干5-7小時，在500-600°C空氣焙燒4-6小時，制成含涂層的催化燃燒催化劑載體。
全文摘要
本發(fā)明公開一種涂層漿液及其制備方法和應(yīng)用，該涂層漿液固含量為20%～50%，pH為2.5～6.5，固含量中按重量含量計含有40wt%～80wt%的擬薄水鋁石，5wt%～40wt%的氧化鋯和氧化鈰，5wt%～40wt%的氧化鑭、1wt%～15wt%的納米二氧化鈦，1wt%～10wt%的硝酸銅、0.5wt%～15wt%的硝酸錳和1wt%～10wt%的硝酸鋁。涂層漿液的制備方法，稱取適量擬薄水鋁石、鈰鋯氧化物或硝酸鹽、納米TiO2以及銅、錳和鋁的硝酸鹽，放入球磨罐內(nèi)球磨成均勻的漿液；取出球磨后的漿液，加入濃硝酸并攪拌，制得涂層漿液。涂層漿液的應(yīng)用堇青石載體浸于涂層漿液中10-30分鐘，取出后吹凈孔道中的殘留液體，在90-130℃下烘干5-7小時，在500-600℃空氣焙燒4-6小時，制成含涂層的催化燃燒催化劑載體。本發(fā)明的涂層漿液具有較高的固含量，易于涂覆且與載體的附著力強(qiáng)、涂層比表面積高。
文檔編號B01J23/889GK102861594SQ20111018843
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者劉新友, 王學(xué)海, 陳玉香 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院