催化劑的涂覆方法及采用該方法制備的碳煙顆粒過濾器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種催化劑的涂覆方法及采用該方法制備的碳煙顆粒過濾器，屬于空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。該涂覆方法包括以下步驟：金屬基載體的活化：將金屬基載體置于500℃?1000℃的條件下活化5h?10h；涂覆液的制備：按重量份比為1?10:1的量稱取催化劑源和碳，置于去離子水中，攪拌均勻；所述催化劑源為具有催化金屬元素的化合物；金屬基載體的包裹：使所述涂覆液中的催化劑源和碳沉積包裹于所述金屬基載體表面；化學(xué)沉積：將上述經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體置于550℃?1100℃的條件下培燒4h?12h，冷卻，即可。采用了上述的涂覆方法，能夠?qū)⒂行У拇呋瘎┙M分沉積到載體的表面，形成穩(wěn)定的化合物，從而提高了催化劑在載體上的附著力。
【專利說明】
催化劑的涂覆方法及采用該方法制備的碳煙顆粒過濾器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種催化劑的涂覆方法及采用該方法 制備的碳煙顆粒過濾器。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來我國霧靈天氣日漸頻繁，其中一個主要原因就是柴油車排放的碳煙顆粒造 成，尤其是PM2.5,嚴(yán)重威脅了人類健康。為了控制其排放，安裝顆粒過濾器成為最有成效的 手段之一，不僅可W對尾氣進(jìn)行過濾，涂覆催化劑后還可W催化碳煙的燃燒，使過濾器被動 再生。
[0003] 常見的過濾體的基質(zhì)材料一般包括陶瓷基、金屬基等。其中，陶瓷基在應(yīng)用中較為 常見，但陶瓷基過濾體生產(chǎn)工藝復(fù)雜，導(dǎo)熱系數(shù)小，且徑向與軸向膨脹系數(shù)不一致，在再生 過程中由于熱沖擊易引起過濾體發(fā)生燒融或燒裂的問題。而金屬基過濾體具有生產(chǎn)工藝簡 單、造價低廉、且具有良好的導(dǎo)熱性等優(yōu)點。因此，通常情況下，商業(yè)化過濾器大多采用物理 法將貴金屬等材料涂覆在載體上，但運樣的方式涂覆的催化劑，具有催化劑在基底上附著 力弱的缺陷，且載體和催化劑兩者熱膨脹系數(shù)不同，也容易造成催化劑層的破裂和脫落，使 過濾器壽命縮短。
[0004] 因此，亟需一種能夠提高催化劑與載體附著力的方法，進(jìn)而減少催化劑層的破裂 和脫落，延長過濾器的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種催化劑的涂覆方法，采用該方法，能夠?qū)?有效的催化劑組分沉積到載體的表面，形成穩(wěn)定的化合物，從而提高了催化劑在載體上的 附著力。
[0006] -種催化劑的涂覆方法，包括W下步驟：
[0007] 金屬基載體的活化:將金屬基載體置于500°c-100(rc的條件下活化化-1化，制得 經(jīng)活化的金屬基載體；
[000引涂覆液的制備:按重量份比為1-10:1的量稱取催化劑源和碳，置于去離子水中，攬 拌均勻，制得涂覆液;所述催化劑源為具有催化金屬元素的化合物；
[0009] 金屬基載體的包裹:使所述涂覆液中的催化劑源和碳沉積包裹于所述金屬基載體 表面，制得經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體；
[0010] 化學(xué)沉積：將上述經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體置于550°c-110(rc的條件下培燒 4h-12h，冷卻，即可。
[0011] 上述催化劑的涂覆方法，首先將金屬基載體在高溫下活化，使其表面粗糖度增大， 更有利于活性組分的沉積，隨后在該金屬基載體表面包裹一層催化劑源和碳，并在高溫條 件下使催化劑源、碳和金屬基載體中的金屬進(jìn)行反應(yīng)，實現(xiàn)化學(xué)沉積的目的，從而W化學(xué)沉 積法將催化劑沉積到載體表面，形成穩(wěn)定的化合物，使催化劑和載體有機(jī)的結(jié)合到一起，克 服了常規(guī)技術(shù)中催化劑和載體熱膨脹系數(shù)存在差異的問題，達(dá)到抑制催化劑流失，使過濾 器保持良好的催化碳煙燃燒活性，實現(xiàn)過濾器連續(xù)再生的目的。
[0012] 并且，本發(fā)明人在研究中還發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行化學(xué)沉積時，需要配合一定量的碳，W起 到還原的作用，在高溫條件下，將具有催化金屬元素的催化劑源還原并促進(jìn)其與金屬基載 體中的金屬（如侶等)反應(yīng)，生成如偏侶酸鹽等穩(wěn)定的含有催化金屬元素的化合物，從而將 催化劑沉積到載體表面。且在此化學(xué)沉積過程中，需要對溫度進(jìn)行嚴(yán)格的管控，如溫度較 低，具有催化金屬元素的催化劑源會傾向于與還原性的碳反應(yīng)，生成碳酸鹽類產(chǎn)物，無法與 金屬基載體中的金屬反應(yīng)，形成有效的化學(xué)沉積，而如溫度過高，又會使金屬基載體發(fā)生高 溫融化變形和腐蝕的問題。因此，該方法中，為了將催化劑與載體有機(jī)的結(jié)合在一起，需要 嚴(yán)格控制化學(xué)沉積過程中培燒的溫度為550°c-110(rc。
[0013] 在其中一個實施例中，所述化學(xué)沉積步驟中，將經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體在800 °C-100(TC的條件下培燒。W上述溫度進(jìn)行培燒，具有較好的化學(xué)沉積效果。
[0014] 在其中一個實施例中，所述涂覆液的制備步驟中，所述催化劑源為堿金屬化合物。 例如堿金屬的氨氧化物，即氨氧化裡、氨氧化鋼、氨氧化鐘、氨氧化鋼、氨氧化飽、氨氧化巧 等;堿金屬的面素化物，如氯化飽、漠化鋼等;堿金屬的鹽，如硝酸鐘等。采用上述催化劑源， 具有廉價易得的優(yōu)點。特別是采用具有鐘的化合物作為催化劑源，最終得到的鐘催化劑活 性可媳美貴金屬催化劑。
[0015] 在其中一個實施例中，所述涂覆液的制備步驟中，所述催化劑源、碳和去離子水的 重量份比為1-10:1:1-10。W上述重量份比配制涂覆液，能夠均勻且適量的將催化劑源和碳 沉積包裹于所述金屬基載體表面，利于后序化學(xué)沉積的進(jìn)行。
[0016] 在其中一個實施例中，所述金屬基載體由不誘鋼、侶合金、和銘合金中的至少一種 材料制成。對于該金屬基載體的形態(tài)，可采用金屬絲網(wǎng)或泡沫狀金屬基，例如可選用由波浪 狀金屬絲纏繞堆積成的不誘鋼金屬絲網(wǎng)等。
[0017] 在其中一個實施例中，所述金屬基載體的活化步驟中，先將金屬基載體放入去離 子水超聲清潔后，再在800°c-i00(rc的條件下進(jìn)行活化。W去離子水超聲清潔，去除金屬基 載體表面的污跡、雜質(zhì)，為后序工序提供有利條件。
[0018] 在其中一個實施例中，所述金屬基載體的包裹步驟中，使所述涂覆液中的催化劑 源和碳沉積包裹于所述金屬基載體表面的具體方式為:將所述經(jīng)活化的金屬基載體放入所 述涂覆液中，超聲處理化-2h后靜置化-1化，再取出該金屬基載體，并在100°c-12(rc下干 燥。W超聲并靜置的方式將涂覆液中有效組分包裹于所述金屬基載體表面，能夠使催化劑 源和碳在金屬基載體表面形成均勻膜層，利于后序化學(xué)沉積的進(jìn)行。
[0019] 在其中一個實施例中，所述化學(xué)沉積步驟中，將經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體在空 氣氣氛的條件下培燒。
[0020] 在其中一個實施例中，所述化學(xué)沉積步驟中，冷卻后，W去離子水沖洗所述金屬基 載體表面，干燥，即可。在化學(xué)沉積完成后，W去離子水沖洗，去除未反應(yīng)的原料、反應(yīng)副產(chǎn) 物碳酸鹽等雜質(zhì)，即得涂覆了催化劑的金屬基載體。
[0021] 本發(fā)明還公開了一種碳煙顆粒過濾器，采用上述的涂覆方法，于過濾器的金屬基 載體上涂覆催化劑制備得到。
[0022] 上述碳煙顆粒過濾器，采用了上述的涂覆方法，能夠?qū)⒂行У拇呋瘎┙M分沉積到 載體的表面，形成穩(wěn)定的化合物，從而提高了催化劑在載體上的附著力，從而獲得具有性能 優(yōu)異的碳煙顆粒過濾器，該過濾器抑制了催化劑組分的流失，保持良好的催化碳煙燃燒活 性，實現(xiàn)過濾器連續(xù)再生，延長了過濾器的壽命。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0024] 本發(fā)明的一種催化劑的涂覆方法，W化學(xué)沉積的方法將催化劑沉積到載體表面， 形成穩(wěn)定的化合物，使催化劑和載體有機(jī)的結(jié)合到一起，克服了常規(guī)技術(shù)中催化劑和載體 熱膨脹系數(shù)存在差異的問題，達(dá)到抑制催化劑流失，使過濾器保持良好的催化碳煙燃燒活 性，實現(xiàn)過濾器連續(xù)再生的目的。
[0025] 并且，該方法還對各工藝步驟進(jìn)行了優(yōu)化篩選，得到了較好的工藝條件，能夠提高 催化劑的涂覆率和與金屬基載體的結(jié)合力，從而提高催化劑的催化效果和壽命。
[0026] 本發(fā)明的一種碳煙顆粒過濾器，采用了上述的涂覆方法，能夠?qū)⒂行У拇呋瘎┙M 分沉積到載體的表面，形成穩(wěn)定的化合物，從而提高了催化劑在載體上的附著力，從而獲得 具有性能優(yōu)異的碳煙顆粒過濾器，該過濾器抑制了催化劑組分的流失，保持良好的催化碳 煙燃燒活性，實現(xiàn)過濾器連續(xù)再生，延長了過濾器的壽命。
【附圖說明】
[0027] 圖1是實施例1中原始金屬絲網(wǎng)的掃描電鏡圖；
[0028] 圖2是實施例1中鐘沉積的金屬絲網(wǎng)的掃描電鏡圖；
[0029] 圖3是實施例1中鐘沉積的金屬絲網(wǎng)的表面鐘的邸S能譜圖；
[0030] 圖4是實施例1中鐘沉積的金屬絲網(wǎng)催化碳煙燃燒的程序升溫氧化數(shù)據(jù)圖。
【具體實施方式】
[0031] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳實施例。但是，本發(fā)明可W W許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所 描述的實施例。相反地，提供運些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹 全面。
[0032] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"和/或"包括一個或多個相 關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0033] -種催化劑的涂覆方法，包括W下步驟：
[0034] (1)、金屬基載體的活化。
[0035] 將金屬基載體置于500°c-100(rc的條件下活化化-1化，制得經(jīng)活化的金屬基載 體。
[0036] 可W理解的，為了使金屬基載體表面利于沉積，可W對其進(jìn)行清潔前處理，如先將 金屬基載體放入去離子水超聲清潔后，再進(jìn)行活化。超聲時間通常選用0.化-祉左右，活化 溫度優(yōu)選800°c-1000°c。
[0037] 上述金屬基載體采用常用的金屬制成，能夠與催化劑源反應(yīng)即可，但是，W不誘 鋼、侶合金、和銘合金中的至少一種材料制成，具有較好的沉積效果。而對于該金屬基載體 的形態(tài)，可采用金屬絲網(wǎng)或泡沫狀金屬基，例如可選用由波浪狀金屬絲纏繞堆積成的不誘 鋼金屬絲網(wǎng)等，也可根據(jù)過濾器的需求選取不同形狀的載體。
[003引（2)、涂覆液的制備。
[0039] 按重量份比為1-10:1的量稱取催化劑源和碳，置于去離子水中，攬拌均勻，制得涂 覆液;所述催化劑源為具有催化金屬元素的化合物。
[0040] 可W理解的，涂覆液中催化劑源和碳的濃度，可根據(jù)所需包裹量進(jìn)行調(diào)整，但是， 將所述催化劑源、碳和去離子水按照重量份比為1-10:1:1-10配制，能夠均勻且適量的將催 化劑源和碳沉積包裹于所述金屬基載體表面。
[0041] 其中，催化劑源為具有催化金屬元素的化合物，僅需能夠在化學(xué)沉積反應(yīng)中提供 催化金屬元素（如貴金屬、堿金屬等）即可，但是，選用堿金屬化合物，例如堿金屬的氨氧化 物，即氨氧化裡、氨氧化鋼、氨氧化鐘、氨氧化鋼、氨氧化飽、氨氧化巧等；堿金屬的面素化 物，如氯化飽、漠化鋼等;堿金屬的鹽，如硝酸鐘等。特別是采用具有鐘的化合物作為催化劑 源，不但最終得到的鐘催化劑活性可媳美貴金屬催化劑，且還具有廉價易得的優(yōu)點。碳作為 還原性的成分，可選用碳黑、活性炭等形式的碳。
[0042] (3)、金屬基載體的包裹。
[0043] 使所述涂覆液中的催化劑源和碳沉積包裹于所述金屬基載體表面，制得經(jīng)涂覆液 包裹的金屬基載體。
[0044] 可W理解的，使所述涂覆液中的催化劑源和碳沉積包裹于所述金屬基載體表面的 方式有多種，例如噴涂、涂刷、浸泡等。而將所述經(jīng)活化的金屬基載體放入所述涂覆液中浸 泡沉積，具有操作方便，包裹效果好的特點。例如:將所述經(jīng)活化的金屬基載體放入所述涂 覆液中，超聲處理化-2h后靜置化-1化，再取出該金屬基載體，并在IOCTC-120°C下干燥，能 夠使催化劑源和碳在金屬基載體表面形成均勻膜層，利于后序化學(xué)沉積的進(jìn)行，具有較好 的包裹效果。
[0045] (4)、化學(xué)沉積。
[0046] 將上述經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體置于550°c-110(rc的條件下培燒4h-l化，冷 卻，即可。
[0047] 可W理解的，在實踐中，具體的化學(xué)沉積條件可根據(jù)情況在上述范圍內(nèi)調(diào)整，但 是，將培燒溫度控制在80(TC-I00(rc的條件下，和/或在空氣氛圍中培燒，具有更佳的化學(xué) 沉積效果。
[0048] 同樣可理解的，在完成化學(xué)沉積反應(yīng)后，還可用去離子水沖洗所述金屬基載體表 面，去除未反應(yīng)的原料、反應(yīng)副產(chǎn)物碳酸鹽等雜質(zhì)，即得涂覆了催化劑的金屬基載體。
[0049] -種碳煙顆粒過濾器，采用上述涂覆方法制得的涂覆了催化劑的金屬基載體，再 將其安裝至外殼(通常為不誘鋼筒）內(nèi)，加W固定，即可制備得到碳煙顆粒過濾器。
[(K)加]實施例1
[0051 ] -種碳煙顆粒過濾器，采用W下催化劑的涂覆方法制備得到：
[0052] (1)、金屬基載體的活化。
[0053] W波浪狀不誘鋼絲堆積纏繞的金屬絲網(wǎng)作為金屬基載體，該金屬絲網(wǎng)的掃描電鏡 圖如圖1所示，將該金屬基載體放入去離子水中超聲0.化后，置于管式爐中升溫至80(TC，在 此溫度保溫活化處理化，制得經(jīng)活化的金屬基載體。
[0054] (2)、涂覆液的制備。
[0055] 按照重量份計，取氨氧化鐘2份，炭黑1份，加入到5份的去離子水中，攬拌均勻，形 成漿液，制得涂覆液。
[0056] (3)、金屬基載體的包裹。
[0057] 將步驟（1)制得的經(jīng)活化的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）及時放入到上述涂覆液中，超 聲化后，靜置化，在ll〇°C下干燥2地，制得經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體。
[005引（4)、化學(xué)沉積。
[0059] 將上述經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體在管式爐中空氣氣氛下，升溫至IOOCTC，在此 溫度保溫培燒處理化，降溫，用去離子水沖洗，干燥，得到鐘沉積的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）， 該鐘沉積的金屬基載體的掃描電鏡圖如圖2所示，其表面鐘的邸S能譜圖如圖3所示。從圖中 可W看出，通過該方法可W成功將鐘元素均勻地沉積到金屬絲網(wǎng)的表面。
[0060] (5)、制備碳煙顆粒過濾器。
[0061] 將上述鐘沉積的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）安裝至外殼(通常為不誘鋼筒）內(nèi)，加W固 定，即可制備得到碳煙顆粒過濾器，該碳煙顆粒過濾器催化碳煙燃燒的程序升溫氧化數(shù)據(jù) 圖如圖4所示。
[0062] 實施例2
[0063] -種碳煙顆粒過濾器，采用W下催化劑的涂覆方法制備得到：
[0064] (1)、金屬基載體的活化。
[0065] W波浪狀不誘鋼絲堆積纏繞的金屬絲網(wǎng)作為金屬基載體，將該金屬基載體放入去 離子水中超聲化后，置于管式爐中升溫至850°C，在此溫度保溫活化處理lOh，制得經(jīng)活化的 金屬基載體。
[0066] (2)、涂覆液的制備。
[0067] 按照重量份計，取氯化飽3份，炭黑1份，加入到5份的去離子水中，攬拌均勻，形成 漿液，制得涂覆液。
[0068] (3)、金屬基載體的包裹。
[0069] 將步驟（1)制得的經(jīng)活化的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）及時放入到上述涂覆液中，超 聲化后，靜置i2h，在Iior下干燥2地，制得經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體。
[0070] (4)、化學(xué)沉積。
[0071] 將上述經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體在管式爐中空氣氣氛下，升溫至95(TC，在此溫 度保溫培燒處理化，降溫，用去離子水沖洗，干燥，得到飽沉積的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）。
[0072] (5)、制備碳煙顆粒過濾器。
[0073] 將上述飽沉積的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）安裝至外殼(通常為不誘鋼筒）內(nèi)，加W固 定，即可制備得到碳煙顆粒過濾器。
[0074] 實施例3
[0075] -種碳煙顆粒過濾器，采用W下催化劑的涂覆方法制備得到：
[0076] (1)、金屬基載體的活化。
[0077] W波浪狀不誘鋼絲堆積纏繞的金屬絲網(wǎng)作為金屬基載體，將該金屬基載體放入去 離子水中超聲0 .化后，置于管式爐中升溫至900°C，在此溫度保溫活化處理化，制得經(jīng)活化 的金屬基載體。
[007引（2)、涂覆液的制備。
[0079] 按照重量份計，取硝酸鐘2份，炭黑1份，加入到5份的去離子水中，攬拌均勻，形成 漿液，制得涂覆液。
[0080] (3)、金屬基載體的包裹。
[0081] 將步驟（1)制得的經(jīng)活化的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）及時放入到上述涂覆液中，超 聲化后，靜置loh，在Iior下干燥2地，制得經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體。
[0082] (4)、化學(xué)沉積。
[0083] 將上述經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體在管式爐中空氣氣氛下，升溫至90(TC，在此溫 度保溫培燒處理化，降溫，用去離子水沖洗，干燥，得到鐘沉積的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）。
[0084] (5 )、制備碳煙顆粒過濾器。
[0085] 將上述鐘沉積的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）安裝至外殼(通常為不誘鋼筒）內(nèi)，加W固 定，即可制備得到碳煙顆粒過濾器。
[00化]實施例4
[0087] -種碳煙顆粒過濾器，采用W下催化劑的涂覆方法制備得到：
[0088] (1)、金屬基載體的活化。
[0089] W波浪狀不誘鋼絲堆積纏繞的金屬絲網(wǎng)作為金屬基載體，將該金屬基載體放入去 離子水中超聲0.化后，置于管式爐中升溫至800°c，在此溫度保溫活化處理化，制得經(jīng)活化 的金屬基載體。
[0090] (2)、涂覆液的制備。
[0091] 按照重量份計，取漠化鋼2份，炭黑1份，加入到6份的去離子水中，攬拌均勻，形成 漿液，制得涂覆液。
[0092] (3)、金屬基載體的包裹。
[0093] 將步驟（1)制得的經(jīng)活化的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）及時放入到上述涂覆液中，超 聲化后，靜置i2h，在Iior下干燥2地，制得經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體。
[0094] (4)、化學(xué)沉積。
[00M]將上述經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體在管式爐中空氣氣氛下，升溫至looor，在此 溫度保溫培燒處理lOh，降溫，用去離子水沖洗，干燥，得到鋼沉積的金屬基載體（金屬絲 網(wǎng)）。
[0096] (5 )、制備碳煙顆粒過濾器。
[0097] 將上述鋼沉積的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）安裝至外殼(通常為不誘鋼筒）內(nèi)，加W固 定，即可制備得到碳煙顆粒過濾器。
[009引實施例5
[0099] -種碳煙顆粒過濾器，采用W下催化劑的涂覆方法制備得到：
[0100] (1)、金屬基載體的活化。
[0101] W波浪狀不誘鋼絲堆積纏繞的金屬絲網(wǎng)作為金屬基載體，將該金屬基載體放入去 離子水中超聲0.化后，置于管式爐中升溫至1000°C，在此溫度保溫活化處理lOh，制得經(jīng)活 化的金屬基載體。
[0102] (2)、涂覆液的制備。
[0103] 按照重量份計，取氨氧化鐘1份，炭黑1份，加入到1份的去離子水中，攬拌均勻，形 成漿液，制得涂覆液。
[0104] (3)、金屬基載體的包裹。
[0105] 將步驟（1)制得的經(jīng)活化的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）及時放入到上述涂覆液中，超 聲化后，靜置12h，在120°C下干燥2地，制得經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體。
[0106] (4)、化學(xué)沉積。
[0107] 將上述經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體在管式爐中空氣氣氛下，升溫至Iiocrc，在此 溫度保溫培燒處理地，降溫，用去離子水沖洗，干燥，得到鐘沉積的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）。
[0108] (5 )、制備碳煙顆粒過濾器。
[0109] 將上述鐘沉積的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）安裝至外殼(通常為不誘鋼筒）內(nèi)，加W固 定，即可制備得到碳煙顆粒過濾器。
[0110] 實施例6
[0111] -種碳煙顆粒過濾器，采用W下催化劑的涂覆方法制備得到：
[0112] (1)、金屬基載體的活化。
[0113] W波浪狀不誘鋼絲堆積纏繞的金屬絲網(wǎng)作為金屬基載體，將該金屬基載體放入去 離子水中超聲0.化后，置于管式爐中升溫至500°C，在此溫度保溫活化處理化，制得經(jīng)活化 的金屬基載體。
[0114] (2)、涂覆液的制備。
[0115] 按照重量份計，取氨氧化鐘10份，炭黑1份，加入到10份的去離子水中，攬拌均勻， 形成漿液，制得涂覆液。
[0116] (3)、金屬基載體的包裹。
[0117] 將步驟（1)制得的經(jīng)活化的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）及時放入到上述涂覆液中，超 聲化后，靜置i2h，在Iior下干燥2地，制得經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體。
[011引（4)、化學(xué)沉積。
[0119] 將上述經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體在管式爐中空氣氣氛下，升溫至55(TC，在此溫 度保溫培燒處理12h，降溫，用去離子水沖洗，干燥，得到鐘沉積的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）。
[0120] (5)、制備碳煙顆粒過濾器。
[0121] 將上述鐘沉積的金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）安裝至外殼(通常為不誘鋼筒）內(nèi)，加W固 定，即可制備得到碳煙顆粒過濾器。
[0122] 對比例1
[0123] -種碳煙顆粒過濾器，通過與實施例1基本相同的方法制備得到，區(qū)別在于：步驟 (4)化學(xué)沉積中，在450°C下培燒處理。
[0124] 對比例2
[0125] -種碳煙顆粒過濾器，通過與實施例1基本相同的方法制備得到，區(qū)別在于：步驟 (4)化學(xué)沉積中，在1200°C下培燒處理。
[0126] 實驗例
[0127] 將上述實施例和對比例制備得到的碳煙顆粒過濾器進(jìn)行性能測試。
[012引一、催化過濾性能。
[0129]金屬基載體(金屬絲網(wǎng)）表面的鐘的涂覆量由X射線巧光光譜儀測試獲得，并W采 集過濾前后的碳煙質(zhì)量差考察碳煙顆粒過濾器的過濾效率，采用程序升溫氧化（TP0， temperature programmed oxidation)的技術(shù)的評價數(shù)據(jù)（碳煙轉(zhuǎn)化率為5%時的溫度），來 考察碳煙顆粒過濾器的碳煙起燃溫度。結(jié)果如下表所示。
[0130]表1.催化過濾性能
[0132] ~~從上述結(jié)果中可W看出，本發(fā)明實施例的涂覆方法制備得到的碳煙顆粒過濾器， 具有較好的涂覆率，過濾效果和碳煙起燃溫度。而對比例1和2中，由于對比例1化學(xué)沉積過 程中溫度較低，導(dǎo)致了涂覆率很差;對比例2中又由于化學(xué)沉積中溫度過高，使金屬基載體 發(fā)生高溫融化變形和腐蝕的問題，致使最終的過濾效率下降。
[0133] 二、抗熱沖擊性。
[0134] W循環(huán)程序升溫技術(shù)方法考察碳煙顆粒過濾器的在熱沖擊下的催化劑流失情況， 循環(huán)實驗30次后，催化劑含量結(jié)果如下表所示。
[01巧]表2.抗熱沖擊性能
[i
[0138] 從上述結(jié)果中可W看出，再30次的循環(huán)實驗后，催化劑涂覆率幾乎不曾減小，說明 該涂覆方法涂覆的催化劑具有較好的抗熱沖擊性能。
[0139] W上所述實施例的各技術(shù)特征可W進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實 施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要運些技術(shù)特征的組合不存 在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
[0140] W上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進(jìn)，運些都屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)W所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種催化劑的涂覆方法，其特征在于，包括以下步驟： 金屬基載體的活化:將金屬基載體置于500 tC-1000 °C的條件下活化5h-10h，制得經(jīng)活 化的金屬基載體； 涂覆液的制備:按重量份比為1-10:1的量稱取催化劑源和碳，置于去離子水中，攪拌均 勻，制得涂覆液;所述催化劑源為具有催化金屬元素的化合物； 金屬基載體的包裹：使所述涂覆液中的催化劑源和碳沉積包裹于所述金屬基載體表 面，制得經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體； 化學(xué)沉積：將上述經(jīng)涂覆液包裹的金屬基載體置于550 °C_1100 °C的條件下培燒4h-12h，冷卻，即可。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑的涂覆方法，其特征在于，所述化學(xué)沉積步驟中，將經(jīng) 涂覆液包裹的金屬基載體在800 °C -1000 °C的條件下培燒。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑的涂覆方法，其特征在于，所述涂覆液的制備步驟中， 所述催化劑源為堿金屬化合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑的涂覆方法，其特征在于，所述涂覆液的制備步驟中， 所述催化劑源、碳和去離子水的重量份比為1-10:1:1-10。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑的涂覆方法，其特征在于，所述金屬基載體由不銹鋼、 錯合金、和絡(luò)合金中的至少一種材料制成。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑的涂覆方法，其特征在于，所述金屬基載體的活化步驟 中，先將金屬基載體放入去離子水超聲清潔后，再在800°C-1000°C的條件下進(jìn)行活化。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑的涂覆方法，其特征在于，所述金屬基載體的包裹步驟 中，使所述涂覆液中的催化劑源和碳沉積包裹于所述金屬基載體表面的具體方式為:將所 述經(jīng)活化的金屬基載體放入所述涂覆液中，超聲處理lh-2h后靜置8h-12h，再取出該金屬基 載體，并在IOO tC-120 °C下干燥。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑的涂覆方法，其特征在于，所述化學(xué)沉積步驟中，將經(jīng) 涂覆液包裹的金屬基載體在空氣氣氛的條件下培燒。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑的涂覆方法，其特征在于，所述化學(xué)沉積步驟中，冷卻 后，以去離子水沖洗所述金屬基載體表面，干燥，即可。10. -種碳煙顆粒過濾器，其特征在于，采用權(quán)利要求1-9任一項所述的涂覆方法，于過 濾器的金屬基載體上涂覆催化劑制備得到。
【文檔編號】B01J37/02GK105903496SQ201610246215
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】張業(yè)新, 張建, 齊國祿
【申請人】中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所