[发明专利]一种以介孔纳米氧化铝为基体的蜂窝陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以介孔氧化铝为基体的蜂窝陶瓷及其制备方法，以介孔纳米氧化铝为基体原料，采用挤出成型工艺进行成型、经过稀土浸渍改良蜂窝陶瓷表面性能，通过干燥、烧结工艺，进而制备出介孔氧化铝蜂窝陶瓷载体；本发明选用介孔纳米氧化铝粉体作为基体材料，可有效提高蜂窝陶瓷的比表面积，可以降低铂钯铑等贵金属元素的使用量；本发明中基于介孔纳米氧化铝本身介孔在2‑8nm的特点，蜂窝陶瓷催化剂孔径可调控且分布均匀；本发明在制作过程中对环境无污染；本发明制备的蜂窝陶瓷抗压强度≥51.7MPa，热导率达到5.110^‑6K^‑1，抗热冲击温度达到≥800℃，相关性能完全符合蜂窝陶瓷国家标准。

技术领域

本发明涉及一种以介孔氧化铝为基体的蜂窝陶瓷及其制备方法，具体涉及以介孔Al₂O₃为原料制备蜂窝陶瓷的方法，属于蜂窝陶瓷技术领域。

背景技术

蜂窝陶瓷作为一种功能性多孔材料，具有高的比表面积和良好的物理化学稳定性，以及低密度、高渗透率、良好的能量吸收性能、耐高温、耐腐蚀、化学稳定性和尺寸稳定性高、易于再生等诸多特点，一直受到人们的青睐。但是，被广泛应用的为堇青石质蜂窝陶瓷，其力学性能差、热导率地、热膨胀高等特点，严重阻碍了蜂窝陶瓷的应用。

发明内容

本发明涉及一种以介孔氧化铝为基体的蜂窝陶瓷及其制备方法，制备方法：以介孔纳米氧化铝为基体原料，采用挤出成型工艺进行成型、经过稀土浸渍改良蜂窝陶瓷表面性能，通过干燥、烧结工艺，进而制备出介孔氧化铝蜂窝陶瓷载体。此外，本发明制备的蜂窝陶瓷抗压强度≥51.7MPa，热导率达到5.110^-6K^-1，抗热冲击温度达到≥800℃，相关性能完全符合蜂窝陶瓷国家标准。本发明获得的介孔纳米蜂窝陶瓷具有成本低、力学性能好、耐腐蚀性好、抗热震性好、热导高等优点。

本发明的技术方案如下：

一种以介孔氧化铝为基体的蜂窝陶瓷的制备方法，具体步骤如下：

(1)将介孔Al₂O₃与α-Al₂O₃按照一定的比列，添加粘结剂、助烧剂进行混合，然后放入干粉混料机，混合2-4h；

(2)将步骤(1)混合后的粉料取出干粉混料机，转移至湿料混料机，将HNO₃、CE-64溶于纯净水中，HNO₃的加入的百分比在0.1％-0.2％，CE-64的加入百分比在0.6％-1.0％，然后经混料机混料0.5-2h；将中性硅溶胶溶于纯净水中，中性硅溶胶的加入百分比为5％-15％，纯净水的加入百分比为20％-40％，加入混料机，混料1-2h。

(3)取步骤(2)混好的料，经过真空练泥机在真空条件下练泥1-3次后，用保鲜膜密封，密封后在室温条件下陈化1-3天，获得泥料；

(4)将步骤(3)获得的泥料经挤出机挤出成型，蜂窝体尺寸为直径35mm的圆柱体，蜂窝体壁厚0.1mm，挤出成型后获得坯体；

(5)将步骤(4)获得的坯体进行初步定型干燥，用保鲜膜包裹，置于微波炉中干燥，干燥30-70秒，翻转再次干燥30-70s，转至85-90℃的烘箱放置1-3天；

(6)将步骤(5)获得的生坯置于马弗炉中，在400-600℃保温2h排胶，随炉冷却至室温；

(7)经步骤(6)排胶后，将坯体在不同浓度La(NO₃)₃·6H₂O溶液中浸渍不同时间，浓度在5％-15％，浸渍时间在1min-120min，浸渍完成鼓风干燥箱120℃烘干2h；