[发明专利]用于氢气氧化催化剂涂层的浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于氢气氧化催化剂涂层的浆料及其制备方法。

背景技术

目前贵金属作为活性组分的负载型催化剂广泛应用于化工、炼油以及汽车尾气处理。活性组分在载体内非均匀分布可以降低贵金属的用量，提高贵金属的利用率；同时，在许多反应中非均匀分布的催化剂也表现出比均匀分布的催化剂更好的活性、选择性和寿命。早期往往通过对浸渍的控制来达到非均匀分布的效果，但往往难以控制催化剂的分布范围。这就需要先提供一种特殊的载体，该载体由惰性内核和涂层组成，只有涂层吸附金属并且涂层厚度可控，这就是层状复合载体。在该载体上浸渍上催化剂就制得了厚度和分布范围可控的非均匀性催化剂，如专利ZL02100598.2报道了汽车尾气净化催化剂。该发明汽车尾气净化催化剂以堇青石蜂窝状陶瓷基体为第一载体，以氧化铝涂层浆液(含氧化铝、贵金属)为第二载体。通过将第一载体浸渍在涂层浆液中，一次性制成薄壳型催化剂。乙苯脱氢中的氢气选择性氧化反应过程中，专利US6177381和CN1479649A报道了采用层状复合载体制备的薄壳型催化剂，该催化剂有一个内核例如α-氧化铝和一个无机氧化物的涂层例如γ-氧化铝。又如专利US6858769和CN1705510A报道了一种以铝酸锂为载体的氢气选择性氧化反应催化剂。该催化剂以堇青石为内核，以铝酸锂为涂层。

上述催化剂的共同特点是一方面使用一个惰性材料，如蜂窝陶瓷、堇青石、α-氧化铝为载体的内核，另一方面在载体上涂覆一层大比表面积的涂层材料以扩大载体有效表面积，然后负载上催化剂活性成分。制备涂层时的影响因素很多，但是浆料无疑是关键的影响因素之一。专利CN101491776A提供了一种制备涂层浆料的配方和制备方法，该浆料由平均粒度在10微米以下的铝溶胶、活性氧化铝制、有机粘接剂、无机粘接剂、表面活性剂、pH调节剂组成。制备方法是将铝溶胶、有机粘接剂、表面活性剂、pH调节剂溶解在水中，在500～5000转/分钟的高速搅拌下混合均匀，而后加入无机粘结剂、活性氧化铝粉末，高速分散10～180分钟，所得氧化铝浆料再在球磨机、砂磨机、珠磨机或胶体磨中研磨10分钟～10小时，制成氧化铝涂层浆料。但是该浆料分散稳定性差，浆料制备过程复杂，周期长，用于工业催化剂的实际生产中效率低，生产成本高。需要对浆料制备方法和配方进行改进，提高生产效率，降低生产成本，同时适当提高了浆料稳定性，改善涂层和催化剂性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的浆料制备耗时长，粒度大、浆料稳定性差，导致催化剂生产周期长、成本高，制得的涂层磨耗率高，催化剂性能和稳定性差的问题，提供一种新的用于氢气氧化催化剂涂层的浆料，该浆料具有浆料制备周期短，浆料粒度小，稳定性好，制得涂层磨耗率低，催化剂性能和稳定性好的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一所相对应的浆料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种用于氢气氧化催化剂涂层的浆料，以重量百分比计包括以下组分：

a)1～25％的铝溶胶；

b)5～50％的氧化铝；

c)0.1～10％的发泡剂；

d)0.5～5.0％的涂层助剂；

e)10～90％的去离子水；

f)0.01～1％的pH调节剂；

其中：涂层助剂选自锂辉石、珍珠岩、高岭土、硅酸镁、硅酸钙、铝酸镁、铝酸锆、或氧化钙的至少一种；发泡剂选自PVA、HPC、MC、EMC、吐温、司盘或聚乙二醇中的至少两种；pH调节剂选自盐酸、硝酸、氨水、氯化铝、氯化镁、氯化锡、氯化亚锡、氯化钙中的至少一种。