[发明专利]一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法。所述过渡涂层浆液包括如下质量份数的组分：12‑31.5份催化剂载体、1.2‑10.5份金属粉末、1.2‑7份玻璃纤维和6‑14份粘结剂。所述过渡涂层是通过将上述过渡涂层浆液负载于金属载体表面，在保护环境下干燥和焙烧得到。由本发明提供的过渡涂层浆液制备的过渡涂层具有较高的热稳定性，与金属载体间具有较强的粘结力，能有效解决过渡涂层易从金属载体表面脱落的问题。

技术领域

本发明属于金属载体整体式催化剂技术领域，具体涉及一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法。

背景技术

随着人们环保意识的提高，氮氧化物的危害与排放也越来越多的受到关注。我国大气污染物中的氮氧化物(NO_X)90％以上来源于矿物燃料，其中70％来自于煤燃烧过程(40％来源于燃煤火电厂、另外约30％的NOx来源于各种工业锅炉、窑炉等以煤为燃料的工业燃烧设备)。燃煤电厂及工业锅炉通常采用整体式选择性催化还原(selectivecatalytic reduction,SCR)脱硝催化剂对废气进行脱硝处理。常用的整体式催化剂主要形状有板式、波纹式或蜂窝状等。但这几种形状的催化剂均需要用到练泥及成型设备等；此外，整体式脱硝催化剂还需要一定的装填空间，增加设备投资及占地面积，在实际运行过程中存在易发生磨损变形等缺点。

催化剂活性组分与金属载体一体化的金属载体整体式催化剂结构更为紧凑，如在锅炉空气预热器上涂覆活性组分，可以同时发挥脱硝及空气预热的作用，节省大量空间，又降低了脱硝设备投资及运行成本。因此，金属载体整体式催化剂在催化燃烧、甲烷化、费托合成、煤液化和脱硝等领域都有很好的应用前景。

但是，金属载体本身存在以下缺点：(1)金属基体的表面光滑，不具备传统陶瓷载体的多孔结构；(2)金属基体与氧化物涂层的热膨胀系数差异大，导致热循环时界面处存在严重的交互热应力；(3)氧向金属基体表面扩散，易造成基体的表面氧化。因此不能在金属载体上直接负载催化剂活性组分，而需要先在金属载体表面负载一层过渡涂层，再在过渡涂层表面负载催化剂活性涂层。

关于催化剂过渡涂层的研究已有报道，如CN 105344339A公开了一种蜂窝载体催化剂涂层的制备方法，实现了蜂窝载体负载催化剂涂层的负载量的精确调控。CN102451731A公开了一种蜂窝载体催化剂涂层浆液的制备及其应用，制备了含分子筛的涂层浆液。CN 104906953A公开了低温脱硝催化剂涂覆于回转式空气预热器受热元件表面的催化剂结构，既具有空气预热器的作用，又能够作为脱硝反应器，解决了现有催化剂骨架重量太大，基架无法称重的问题。

但是，上述文件均存在过渡涂层与金属载体间粘结性差，活性组分容易随过渡涂层脱落的问题。

CN 102553596A公开了一种在金属基板上制备催化剂涂层的方法，需要先用高温火焰粉末喷枪将金属基板预热至熔点附近，并在金属基板上热喷涂一层α-氧化铝纳米颗粒，火焰温度高达2500-3500℃。CN 104324726A公开了一种金属载体整体式催化剂的制备和涂覆方法，先将FeCrAl合金在850-1050℃下氧化，使金属载体表面生成氧化膜，增大金属载体表面的粗糙度，然后以拟薄水铝石为原料制备铝溶胶，浸涂法负载过渡层，然后涂覆NiO、La₂O₃及LiO活性组分。上述文件虽然能在一定程度上提高过渡涂层与金属载体间的粘接强度，但均需要用到高温处理，且操作步骤复杂。

因此，在本领域期望得到一种制备方法更简单，与金属载体间粘结力更强的催化剂过渡涂层。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种金属载体整体式催化剂过渡涂层浆液、过渡涂层及其制备方法。由该过渡涂层浆液制备的过渡涂层具有较高的热稳定性，与金属载体间具有较强的粘结力，能有效解决过渡涂层易从金属载体表面脱落的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：