[发明专利]SiC泡沫的制备方法、用于甲烷催化燃烧的SiC泡沫整体式催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于甲烷催化燃烧的SiC泡沫整体式催化剂，其特征在于，所述SiC泡沫整体式催化剂包括第一载体，所述第一载体为SiC泡沫；所述SiC泡沫上沉积有过渡层，所述过渡层上沉积有第二载体；所述SiC泡沫整体式催化剂中负载有贵金属；所述过渡层为莫来石；所述第二载体为烧绿石相氧化物或六铝酸盐；所述烧绿石相氧化物为A₂B₂O₇，其中A为La、Nd、Gd或Y，B为Zr或Hf；所述六铝酸盐为XZAl₁₁O₁₉，其中X为La、Nd、Gd、Yb或Ba，Z为Mg、Mn、Zn、Co、Cr或Ni；所述SiC泡沫的制备方法，包括以下步骤：将玻璃态碳泡沫置于聚硅烷溶液中，浸渍，干燥，得到浸渍聚硅烷的玻璃态碳泡沫；将所述浸渍有聚硅烷的玻璃态碳泡沫进行高温反应，得到SiC泡沫。

2.根据权利要求1所述的SiC泡沫整体式催化剂，其特征在于，所述SiC泡沫中碳和硅的摩尔比为1.1～1.5∶1；所述SiC泡沫具有三维网状结构，孔隙率为90％～97％；所述SiC泡沫的抗压强度为1.3MPa～1.8MPa；

所述过渡层的厚度为2μm～5μm；所述过渡层的质量为SiC泡沫整体式催化剂总质量的10％～30％；

所述第二载体的厚度为10μm～50μm；所述第二载体的质量为SiC泡沫整体式催化剂总质量的40％～60％；所述第二载体的平均粒径为20nm～5000nm；所述第二载体的比表面积为50m²/g～300m²/g；

所述贵金属为Pt、Ir、Pd、Rh、Ru中的至少一种；所述贵金属的负载量为SiC泡沫整体式催化剂总质量的0.05％～1％。

3.根据权利要求1所述的SiC泡沫整体式催化剂，其特征在于，所述SiC泡沫的制备方法中，所述玻璃态碳泡沫的孔隙率为90％～97％；所述聚硅烷溶液由聚硅烷与溶剂混合后制得；所述聚硅烷与溶剂的质量比为1～2∶1；所述溶剂为甲苯、二甲苯、甲基甲酰胺、四氢呋喃中的至少一种；所述浸渍的时间为12h～24h；所述干燥的温度为60℃～100℃；所述干燥的时间为12h～24h；所述高温反应在惰性气氛保护下进行；所述高温反应的温度为1600℃～2000℃；所述高温反应的时间为1h～5h。

4.一种如权利要求1或2所述的SiC泡沫整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用电泳沉积工艺在SiC泡沫上依次沉积过渡层和第二载体，得到沉积有过渡层和第二载体的SiC泡沫；

S2、对沉积有过渡层和第二载体的SiC泡沫进行热处理；

S3、将贵金属负载在步骤S2中经热处理后得到的沉积有过渡层和第二载体的SiC泡沫上，得到用于甲烷催化燃烧的SiC泡沫整体式催化剂。

5.根据权利要求4所述的SiC泡沫整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，包括以下步骤：

S1-1、将SiC泡沫与电源负极连接，控制SiC泡沫与电源正极极板的间距为1cm～10cm，置于过渡层悬浮液中进行沉积，干燥，得到沉积有过渡层的SiC泡沫；

S1-2、将沉积有过渡层的SiC泡沫与电源负极连接，控制沉积有过渡层的SiC泡沫与电源正极极板的间距为1cm～10cm，置于第二载体悬浮液中进行沉积，干燥，得到沉积有过渡层和第二载体的SiC泡沫。