[发明专利]一种无机纤维蜂窝载体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无机纤维蜂窝载体及其制备方法，包括以下步骤：A、将无机纤维纸浸入成型液中，经干燥后压制成瓦楞状维纸，与平面无机纤维纸辊压粘结成瓦楞单元；B、将瓦楞单元导入配成的浆液中，浸渍负载浆液的瓦楞单元吹除多余浆液后进行烘干；C、将烘干后的瓦楞单元经裁切后依次层叠制成块状无机纤维蜂窝坯体或经收卷至圆柱状无机纤维蜂窝坯体，瓦楞单元层间用无机胶和粘结剂粘结牢固；D、用无机纤维纸或金属箔包覆步骤C中的纤维蜂窝坯体除孔道面的四周，或将植皮料贴附于步骤C中的纤维蜂窝坯体四周，室温下阴干制得无机纤维蜂窝载体。本发明成型效果好、生产效率显著提高、负载量大、载体的结构强度大大提高。

技术领域

本发明属于环保催化材料领域，涉及一种催化剂载体，尤其是一种无机纤维蜂窝载体及其制备方法。

背景技术

催化剂载体是负载型催化剂必不可少的一部分，是催化剂活性组分的骨架，用于担载支撑活性组分，使活性组分得到分散，同时增加催化剂强度。为了增加比表面积，提高催化剂活性组分的负载量，载体一般设计成蜂窝状结构，传统的催化剂载体以多孔蜂窝陶瓷为主。多孔陶瓷载体比重大，比表面积较小，活性组分的担载量较少，催化效率较低，此外，由于陶瓷载体表面平整，活性组分负载后容易脱落，严重影响使用性能。无机纤维纸是以无机纤维为主要原料，经抄纸工艺制备而成，质轻，耐高温，抗腐蚀，纤维纸表面具有丰富的孔隙结构，通过适当的成型工艺将其制成蜂窝状结构应用于催化剂载体，可以显著增加载体的比表面积，提高催化剂活性组分的担载量和负载牢固度，而且无机纤维纸比重远小于多孔陶瓷，能大大降低装载设备的负荷。目前，无机纤维蜂窝载体通常选用超薄无机纤维纸为基材，单独将平面纤维纸压制成瓦楞结构，再利用粘结剂将平面纤维纸和瓦楞纤维纸一层一层交替叠加粘结制备，成型效果差、生产效率低。此外，纤维纸壁厚越薄，成型后载体担载的活性组分的量越少，只用无机纤维纸作基材制备的载体比表面积也难以进一步提高，接触反应面积有限，无法给催化剂提供更多的催化活性位点，而且超薄纤维纸抗张强度差，结构强度不足，使用过程中整体保持性差，容易出现解体和坍塌问题。现有技术中有以玻璃纤维毡为基材，制备的壁厚＜0.2mm的波纹式蜂窝体材料压损低、比重小，但是薄壁纤维纸基材对活性组分的担载量不足，且由于纤维纸壁厚太薄，粘结剂涂覆量也少，纤维纸层间粘结力差，支撑能力不足，载体的结构强度太低易解体；也有以玻璃纤维薄毡为骨架材料，一层平板一层波纹板叠装制备波纹式载体，制备工艺复杂，效率低，载体未进行强化，抗压强度差，使用过程中容易解体，造成系统整体崩塌。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术无机纤维蜂窝载体中的缺点，提供一种成型效果好、生产效率显著提高、负载量大、载体结构强度提高的无机纤维蜂窝载体及其制备方法。

本发明提供了一种无机纤维蜂窝载体制备方法，它包括以下步骤：

A、将无机纤维纸浸入成型液中，经干燥后压制成瓦楞状，瓦楞状纤维纸与另一涂覆粘结剂的平面无机纤维纸辊压粘结成瓦楞单元；

B、将步骤A成型的瓦楞单元经导向辊导入由多孔材料和无机胶配成的浆液中，浸渍负载浆液的瓦楞单元吹除表面多余浆液后进行烘干；

C、将步骤B烘干后的瓦楞单元经裁切后依次层叠制成所需尺寸的块状无机纤维蜂窝坯体或经收卷装置收卷至所需尺寸的圆柱状无机纤维蜂窝坯体，瓦楞单元层间用无机胶和粘结剂粘结牢固；

D、用无机纤维纸或金属箔包覆步骤C中的纤维蜂窝坯体除孔道面的四周，或将植皮料贴附于步骤C中的纤维蜂窝坯体四周，室温下阴干12～24小时制得无机纤维蜂窝载体。

进一步地，步骤A中所述成型液包括10～30wt%的无机胶，0～5wt%的粘结剂，0～5wt%的十二烷基硫酸钠，60～90wt%的水组成混合液。

进一步地，所述无机胶为硅溶胶、铝溶胶、磷酸铝胶中的一种。

进一步地，步骤A中所述瓦楞单元的楞高为1～10mm，楞宽为2～20mm。