[发明专利]一种尾气净化材料、其制备方法及尾气净化装置

权利要求书

1.一种尾气净化材料，其特征在于，其包含纳米孔隙材料和金属催化剂，所述金属催化剂分布于所述纳米孔隙材料中，所述纳米孔隙材料为气凝胶、干凝胶或冻凝胶，所述金属催化剂包括铂、铑、铱、钯、铜、锰中的至少一种或含有铂、铑、铱、钯、铜、锰中至少一种的合金,制备所述尾气净化材料的过程包括以下步骤：

制备包含所述金属催化剂的络合物或溶液或所述金属催化剂的纳米级或微米级颗粒；

制备所述纳米孔隙材料的初始溶液：在反应容器内按重量比1～5:1加入正硅酸四乙脂与乙醇，再加入水和适量盐酸，加热至55℃～65℃，搅拌25～35分钟，冷却至20℃～25℃，加入氨水调整pH值到4～7，得到所述纳米孔隙材料的初始溶液；

向所述纳米孔隙材料的初始溶液加入包含所述金属催化剂的络合物或溶液或所述金属催化剂的纳米级或微米级颗粒，继续搅拌混合10～20分钟，静置，得到初始凝胶；制备氧化钛气凝胶，氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶时，用对应的钛酸脂、铝酸酯、锆酸脂替代所述正硅酸四乙脂，按照相应常规工艺制备初始凝胶；以及

对所述初始凝胶进行陈化、溶剂置换、疏水处理：将所述初始凝胶逐一浸泡于乙醇、庚烷、氯硅烷中，每次浸泡时间24～30小时；

取出所述初始凝胶放置于梯度减压加热干燥箱中，由压力60000～90000帕开始逐步减压至常压，同时温度由20℃～25℃逐步升温至230℃～260℃，全部过程共24～30小时，每个小时调整温度压力一次，每次调整总变化量的1/24～1/30，得到所述尾气净化材料。

2.根据权利要求1所述的尾气净化材料，其特征在于，所述纳米孔隙材料和所述金属催化剂的体积比为100～20000:1。

3.根据权利要求1所述尾气净化材料，其特征在于，所述纳米孔隙材料具有孔洞，所述孔洞的尺度为3nm～500nm。

4.根据权利要求1所述尾气净化材料，其特征在于，所述金属催化剂的络合物为铂的甲基乙烯基硅氧烷配位络合物、铂-四氢呋喃络合物、铂的邻苯二甲酸二乙酯配位络合物、铂的乙烯基硅氧烷络合物或氯铂酸-辛醇络合物，所述金属催化剂的溶液为氯铂酸的异丙醇溶液。

5.根据权利要求1所述尾气净化材料，其特征在于，制备所述纳米孔隙材料为非金属氧化物气凝胶、非金属氧化物干凝胶、非金属氧化物冻凝胶、金属氧化物气凝胶、金属氧化物干凝胶、金属氧化物冻凝胶、有机气凝胶、有机干凝胶、有机冻凝胶、碳气凝胶、碳干凝胶、碳冻凝胶、有机/无机复合气凝胶、有机/无机复合干凝胶、有机/无机复合冻凝胶、无机/无机复合气凝胶、无机/无机复合干凝胶或无机/无机复合冻凝胶中的一种。

6.一种如权利要求1至5任一项所述尾气净化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

制备包含所述金属催化剂的络合物或溶液或所述金属催化剂的纳米级或微米级颗粒；

制备所述纳米孔隙材料的初始溶液：在反应容器内按重量比1～5:1加入正硅酸四乙脂与乙醇，再加入水和适量盐酸，加热至55℃～65℃，搅拌25～35分钟，冷却至20℃～25℃，加入氨水调整pH值到4～7，得到所述纳米孔隙材料的初始溶液；

向所述纳米孔隙材料的初始溶液加入包含所述金属催化剂的络合物或溶液或所述金属催化剂的纳米级或微米级颗粒，继续搅拌混合10～20分钟，静置，得到初始凝胶；制备氧化钛气凝胶，氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶时，用对应的钛酸脂、铝酸酯、锆酸脂替代所述正硅酸四乙脂，按照相应常规工艺制备初始凝胶；以及

对所述初始凝胶进行陈化、溶剂置换、疏水处理：将所述初始凝胶逐一浸泡于乙醇、庚烷、氯硅烷中，每次浸泡时间24～30小时；

取出所述初始凝胶放置于梯度减压加热干燥箱中，由压力60000～90000帕开始逐步减压至常压，同时温度由20℃～25℃逐步升温至230℃～260℃，全部过程共24～30小时，每个小时调整温度压力一次，每次调整总变化量的1/24～1/30，得到所述尾气净化材料。

7.一种尾气净化装置，其特征在于，所述尾气净化装置包括权利要求1至5任一项所述尾气净化材料。