[发明专利]汽车尾气处理器陶瓷载体表面用纳米晶的改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理器陶瓷载体表面用纳米晶的改性方法。

背景技术

近年铼，伴随经济的高速发展，PM2.5引起的雾霾现象时有发生，其中一个重要原因便是交通运输业所带来的污染。汽车燃油燃烧排放的尾气含有多种化学成分，包括不完全燃烧烃类、氮氧化物及一氧化碳，这些都是引起雾霾的成因。不完全燃烧烃类在空气中可发生光化学反应，氮氧化物及一氧化碳能导致人的呼吸困难、呼吸道感染和哮喘等症状，同时，使肺功能下降。采用汽车尾气处理器催化净化方法是减少尾气污染的一种有效方法，但现有的汽车尾气处理器仅适用部分的催化剂，亟需提供一种与各种催化剂活性组分均具有良好匹配性的汽车尾气处理器。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车尾气处理器陶瓷载体表面用纳米晶的改性方法，使汽车尾气处理器具有较高的热稳定性和催化活性。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：汽车尾气处理器陶瓷载体表面用纳米晶的改性方法，包括以下步骤：

步骤一、将苛性碱溶液和铝盐溶液按照[OH]^—：[Al]³⁺=3：(1~2)的摩尔比进行混合，在常温下搅拌5~10min后，转入温度为102~160℃的高压釜中，反应1~10h后，制得固相产物，将固相产物经过抽滤、淋洗循环1~4次，制得纳米晶勃姆石固液混合体，备用；

步骤二、按照重量百分比，依次取5~10%的氧化镧、5~10%的氧化铈以及30~50%的纳米晶勃姆石固液混合体，余量为去离子水，将氧化镧、氧化铈、纳米晶勃姆石固液混合体和去离子水混合得溶胶，将陶瓷载体浸入该溶胶中10~40min后取出，并吹除陶瓷载体通道孔隙内的溶胶，将陶瓷载体置于100~120oC温度下烘干1~4h后，在500~550℃下焙烧0.5~5h，并将烘干、焙烧操作循环0~2次，制得改性的汽车尾气处理器陶瓷载体。

其中，步骤一所用的苛性碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液；铝盐溶液为AlCl₃·6H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O或Al₂(SO₄)₃·18H₂O溶液。

其中，步骤一制得的纳米晶勃姆石固液混合体的尺寸10～40nm。

本发明中，步骤二所用的陶瓷载体，其原料由重量百分比为90~93.5%的纳米晶氧化铝、2~5%的高岭土、0.5~5%的纳米晶氧化镁、1~3%的纤维素和1~4%的粘合剂组成。

优选方式之一，陶瓷载体的制备方法包括：

a、按照陶瓷载体原料所述的重量百分比称取各原料并混合，然后向其中加入原料总重40~60%的水，粉磨2~3h，得到陶瓷浆料，备用；

b、将陶瓷浆料浸渍在聚氨酯泡沫上，并在100~130℃下烘干成粉状，并加工成具有所需要形状和尺寸的陶瓷坯体，备用；

c、将制得的陶瓷坯体在1300~1500℃下煅烧2~10h，自然冷却至室温后，制得陶瓷载体。

优选方式之二，陶瓷载体的制备方法包括：

a、按照陶瓷载体原料所述的比例称取各原料并混合，加入重量占称取原料总重量40~60%的去离子水，球磨2~3h后，置于粗炼机中粗炼2~3次，陈腐20~24h后制得浆料，备用；

b、将制得的浆料放入挤压成型机中制成泥坯，并将泥坯置于温度为100~130℃的远红外线炉中干燥定型成干坯，备用；

c、将制得的干坯置于锻烧炉中，在1300~1700℃温度下煅烧2~10h，随炉冷却至室温后，制得陶瓷载体。

由于纳米材料本身的颗粒细小，比表面积巨大，极易出现团聚现象。常规意义上说的纳米材料，是在扫描电镜下显示的单个颗粒为1~100nm的粒径，但是，该纳米材料在马尔文激光粒度仪上却显示为几十微米的粒径。究其原因，是纳米材料极易团聚，团聚后在外观上显示已经达到几十微米的粒径，这样使得现有生产中即使加入纳米级的颗粒材料，实际上仍然为微米级，难以真正的起到纳米颗粒的作用。