蜂窝堇青石陶瓷负载的CaZr_4P_6O_(24)涂层的制备及表征

采用溶胶-凝胶法制备了化学组成为CaZr4P6O24(CZP)的溶胶态前驱物,用其涂覆薄壁蜂窝堇青石陶瓷,经过700℃焙烧2h转化为具有低热膨胀特性的结晶态CZP涂层。用X射线衍射和BET(Brunauer-Emmett-Teller)氮吸附法表征了涂层的物相和孔结构,用扫描电镜观察了涂层表面及涂层与基体的界面结合处的形貌,用能量色散光谱仪分析了涂层中的元素分布及含量。结果表明:在蜂窝堇青石陶瓷基体上形成的涂层组成为CZP;表面沉积了19.5%(质量分数)CZP的蜂窝堇青石陶瓷的BET比表面积、孔体积和平均孔径分别为16.4m2/g,0.0225mL/g和2.74nm。CZP涂层与蜂窝堇青石基体的界面结合良好。发动机台架性能试验结果表明:"CZP-蜂窝堇青石"复合载体负载的单钯催化剂表现出与"γ-Al2O3-蜂窝堇青石"负载的单钯催化剂相近的三效转化活性。     

整体式脱硝催化剂二氧化钛涂层制备

以硅溶胶为黏结剂,采用浆液浸涂法对堇青石蜂窝陶瓷基体进行涂覆,制备整体式脱硝催化剂的TiO₂涂层。考察固含量、pH和不同添加剂等对TiO₂浆液及涂层性质的影响,结合超声振荡、比表面积、扫描电镜和X射线衍射等手段对TiO₂涂层进行表征。结果表明,随着固含量的增加,浆液黏度的增加速率逐渐加快,固含量超过22.82%时,浆液发生团聚,不可进行涂覆;随着pH的增大,浆液黏度先降低后增加,在pH为1.05时,浆液黏度最低;浆液中加入适量的聚乙烯醇、六次甲基四胺和铝溶胶均可提高涂层负载量,降低涂层脱落率。其中,在浆液中添加质量分数5%的铝溶胶可以使涂层负载质量分数增至8.58%,比表面积达10.22 m²·g^-1,而涂层脱落率仅为12.84%,该涂层可作脱硝催化剂的良好载体。     

堇青石陶瓷表面Ca0.6Mg0.4Zr4(PO4)6涂层的显微结构及耐碱性

采用溶胶-凝胶法在致密堇青石陶瓷表面制备了Ca0.6Mg0.4Zr4(PO4)6(C0.6M04ZP)涂层,以提高堇青石陶瓷的高温耐碱腐蚀性.研究了溶胶pH值和黏度、浓度及涂覆次数等工艺条件对制备的C0.6M0.4ZP涂层的显微结构和耐碱腐蚀性能的影响.结果表明:工艺条件对涂层的显微结构有着重要影响,采用C0.6M0.4ZP的质量分数为25%～30%,黏度为30mPa·s左右的溶胶,经3次涂覆后可在堇青石陶瓷表面制备连续致密的C0.6M0.4ZP涂层,涂层与堇青石基体间结合良好.涂覆有致密的C0.6M0.4ZP涂层的堇青石陶瓷样品,在1 000℃,96h耐碱腐蚀实验表明其耐碱腐蚀性能得到显著提高.     

蜂窝陶瓷载体上氧化铝涂层的制备

采用溶胶凝胶法在蜂窝陶瓷载体表面制备了氧化铝涂层,使用SEM、BET等分析手段研究了氧化铝涂层的结构形貌和特性。试验结果表明,氧化铝涂层在陶瓷载体上附着牢固。铝溶胶中加入尿素可以有效调整溶胶的粘度,从而能够获得负载量大,比表面积高的氧化铝涂层。     

大比表面积高牢固度堇青石蜂窝涂层的制备

以拟薄水铝石粉为原料,分别采用铝溶胶法、活性Al_2O_3浆料法和混合浆液法,对堇青石蜂窝基体进行涂层处理。通过黏度、SEM、BET和超声振荡等分析测试手段,着重考察了涂层浆液固含量和黏度对蜂窝涂层量、比表面积和牢固度的影响,比较了采用不同方法进行涂层的效果。结果表明,铝溶胶的涂层具有牢固度高的特点,缺点是比表面积小;Al_2O_3浆料的涂层比表面积较大,但牢固度较差。而混合浆液法利用铝溶胶作为Al_2O_3浆料的胶联剂,结合上述两种涂层方法的优势,涂层后的蜂窝既具备大的比表面积(达59m~2·g~(-1)),又保持了较高的涂层牢固度,而且涂层工艺简单可控,有利于工业化应用。     

蜂窝陶瓷负载Pd基整体式催化剂制备及催化燃烧性能

以拟薄水铝石和活性氧化铝粉为原料,通过添加胶溶剂、表面活性剂等助剂制备氧化铝涂层浆液,分别对堇青石蜂窝陶瓷载体和预先涂覆氧化硅的蜂窝陶瓷载体涂覆氧化铝涂层,负载活性组分制备Pd基整体式催化剂。考察载体涂层、表面活性剂种类、反应空速对催化剂催化乙烷燃烧活性的影响。结果表明,适宜的表面活性剂及双涂层结构的载体有助于提高催化剂活性。经310 h寿命实验,乙烷脱除率可达99.9%以上,表明制备的Pd基整体式催化剂具有良好的乙烷催化燃烧活性和稳定性。     

悬浮液涂层法制备γ-Al_2O_3结构化载体的研究

采用悬浮液涂层法在堇青石结构化基体表面涂覆γ-Al2O3制备结构化载体。研究了悬浮液性能对结构化载体涂层负载量、比表面积以及涂层表面形貌的影响,并通过BET、SEM、超声波振动等手段对制备的结构化载体进行了表征。结果表明,悬浮液固体颗粒尺寸越小,悬浮液的粘度越低,制备的结构化载体性能越稳定;悬浮液固含量为25%时,结构化载体涂层有较好的表面性能和抗震性,比表面积由0.0085 m2.g-1增加到20.80 m2.g-1。     

ZSM-5分子筛的表面涂覆及吸附甲苯研究

为解决颗粒状催化剂反应床层阻力与压降大等问题,采用溶胶-浆液法在三种刚性基材(堇青石蜂窝陶瓷、金属蜂窝基、单晶硅片)表面涂覆ZSM-5活性涂层,依次考察基材表面预处理方式、混合浆料的表观粘度等因素对表面涂覆的影响。结果表明,单晶硅片与金属蜂窝基的临界涂覆量均为8.3%,堇青石蜂窝陶瓷的临界涂覆量为42%;由ZSM-5涂覆后基材的疏水性略微下降,吸附甲苯性能得到提高。     

Mn-Fe-Ce/Al_2O_3/堇青石催化剂低温NH_3-SCR脱硝性能研究

先采用溶胶凝胶法在堇青石蜂窝陶瓷载体上涂覆铝溶胶浆液,再通过浸渍法负载活性组分Mn和助剂,制备了NH3选择性催化还原NOx低温脱硝催化剂Mn-Fe-Ce/Al2O3/堇青石,实验结果显示:Ce和Fe的添加可以明显提高催化剂的低温脱硝活性,在体积空速4 000 h-1时和120℃条件下,NO转化率由86.3%提高到93.5%,并且在120~300℃范围内,NO的转化率均保持在93%以上。XRD、BET、NH3-TPD和H2-TPR结果表明:Fe和Ce改性后增加了催化剂的比表面积和孔体积、酸性位点、NH3的吸附能力和氧化能力,提高了催化剂的SCR活性。     

蜂窝陶瓷蓄热材料的研究现状

蜂窝陶瓷蓄热材料应该具有热膨胀系数低、比热容大、比表面积大、导热性能好、抗热震性好等特性。本文详细介绍了几种多孔陶瓷材料的优缺点,指出堇青石质复相材料是目前研究最广泛的蜂窝陶瓷材料。堇青石与多种催化剂匹配性好,比表面积大、热膨胀系数小,但耐热性稍差,于是通过添加一些添加剂来提高堇青石作为蜂窝陶瓷蓄热体的性能。这些添加剂与堇青石结合形成复相材料,可以降低热膨胀系数、提高抗热震性等。     

原位水热合成法制备ZSM-5/堇青石整体式催化剂

以蜂窝状堇青石为载体,采用原位水热合成法制备了ZSM-5/堇青石整体式催化剂。考察了四丙基氢氧化铵(TPAOH)含量、水硅摩尔比和晶化温度等对ZSM-5分子筛在堇青石载体上负载量的影响。结果表明:模板剂TPAOH的含量对负载量有显著影响,当摩尔比n(TPAOH)/n(SiO2)≤0.2时,改变晶化温度和水硅摩尔比均可获得较佳的分子筛负载量;当n(TPAOH)/n(Si O2)0.2时,较高的碱度导致前驱体溶胶的溶解,使分子筛多在溶液中晶化,显著减小分子筛在堇青石载体上的负载量。当n(TPAOH)/n(Si O2)≤0.2时,水硅比减小,ZSM-5分子筛负载量逐渐增大,最大负载量可达42.8%。晶化温度降低,分子筛的负载量和晶粒均减小。整体式催化剂用于NO的催化氧化活性研究表明,堇青石载体上分子筛的负载量越高,整体式催化剂的比表面积越大,催化活性越好。     

掺杂方式对纳米（Ce-Zr-Pr）O2/γ-Al2O3陶瓷载体涂层性能的影响

采用在拟薄水铝石溶胶中分别掺杂纳米(Ce-Zr-Pr)O2固溶体粉末和前驱体溶胶的方式,制备(Ce-Zr-Pr)O2/γ-Al2O3蜂窝陶瓷载体涂层。并利用XRD、H2-TPR、BET和氧脉冲等手段研究掺杂方式对涂层的晶相结构、还原性能、比表面积和储氧性能的影响,由SEM照片观察涂层的表面形貌。结果表明,两种掺杂方式制备(Ce-Zr-Pr)O2/γ-Al2O3涂层均具有较好的织构和储氧性能。其中前驱体溶胶掺杂方式制备涂层液的粒径小,分布范围窄,且涂层表面光滑均匀,比表面积和储氧性能较高。(Ce-Zr-Pr)O2/γ-Al2O3蜂窝陶瓷载体涂层负载的单Pd三效催化剂具有低的起燃温度和优异的三效催化转化活性。     

蜂窝陶瓷负载锰酸锶镧基催化剂制备及性能

采用不同浓度硝酸和草酸溶液,对堇青石蜂窝陶瓷载体进行预处理,考察了酸处理对载体失重率、吸水率及压缩强度的影响。采用催化剂粉体浆料涂覆法,制备了堇青石蜂窝陶瓷负载锰酸锶镧基La0.8Sr0.2Mn0.4Al0.4Zn0.2O3-δ(LSMAZ)整体式催化剂,运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对催化剂进行表征,并在管式反应器上进行甲烷催化燃烧活性测试。结果表明,酸处理能增大载体比表面积和吸水率;相同条件下草酸对载体的侵蚀效果优于硝酸;提高草酸浓度能增强侵蚀效果,但过高浓度的酸处理会使载体压缩强度过小而无法应用。经1050℃煅烧5 h后,所制备的整体式催化剂具有适宜的脱落率,无明显载体-LSAMZ界面反应,并具有最高的甲烷燃烧催化活性。     

煤矸石在堇青石蜂窝陶瓷催化剂载体中的应用与研究

董青石蜂窝陶瓷具有极低的热膨胀系数、较好的抗热震性、较高的化学稳定性,是优良的汽车净化器催化剂载体材料。煤矸石主要成分为SiO₂和Al₂O₃,在陶瓷行业的利用一直是本领域研究的热点。以山西煤矸石为主要研究对象,通过对采用不同化学组成、粒度分布和微观形貌的煤矸石制备的堇青石蜂窝陶瓷载体样品热膨胀系数进行测定,考察了煤矸石对堇青石蜂窝陶瓷性能的影响。结果表明：不同化学组成的煤矸石制得的蜂窝陶瓷越接近堇青石的理论组成51.4wt.%SiO₂、34.9wt.%Al₂O₃、13.7wt.%MgO,热膨胀系数就越低。随着煤矸石颗粒越细,堇青石蜂窝陶瓷的热膨胀系数越低,选用250目煤矸石原料粉末时,热膨胀系数为1.662×10^-6℃^-1。采用微观形貌为片状的煤矸石粉末比用球形的煤矸石粉末制得的堇青石蜂窝陶瓷热膨胀系数更低。     

氧化铈基整体式汽车尾气催化剂制备工艺

将稀土助催化剂氧化铈以纳米管的形式直接合成在堇青石蜂窝载体表面。通过改变制备工艺和条件实现了以堇青石蜂窝为载体生长氧化铈纳米管阵列的可控合成。由于具有较高的比表面积和均匀分散性,相比于传统的氧化铝掺杂稀土助剂可以更好地提高催化剂比表面积,并有效抑制贵金属的高温烧结。     

堇青石蜂窝陶瓷的发展现状及应用

本文简要介绍了堇青石蜂窝陶瓷在国内外的发展现状、堇青石蜂窝陶瓷的制备工艺、影响堇青石蜂窝陶瓷热膨胀系数的因素,以及堇青石蜂窝陶瓷的应用方向。随着堇青石蜂窝陶瓷性能的提高,其应用也越来越广泛。     

添加剂对多孔陶瓷载体氧化铝涂层的影响

在以SB粉为原料,HNO3为解胶剂制得的稳定AlOOH溶胶中加入添加剂(PEG、PVA),对多孔陶瓷载体进行了表面涂层.考察了添加剂对AlOOH溶胶粘度的影响;BET法测定了AlOOH溶胶中加入添加剂后多孔陶瓷载体氧化铝涂层比表面积的变化;由SEM照片观察多孔陶瓷载体涂层前后表面和断面的形貌;超声波振荡检测了氧化铝涂层的附着牢固度.结果表明,在AlOOH溶胶中加入一定量的添加剂可以使溶胶的粘度增加,提高溶胶在载体表面的附着力;制备的多孔陶瓷载体氧化铝涂层均匀、牢固且比表面积增大.但加入过量的添加剂,会导致AlOOH溶胶胶凝化.     

堇青石原料粒径对堇青石陶瓷烧结性能的影响

为了研究堇青石粉体原料粒径对制备堇青石陶瓷性能的影响,以平均粒径分别为10、23、37、58和99μm的5种堇青石粉料为原料,平均粒径为15μm的土豆淀粉为造孔剂,分别制备了堇青石致密陶瓷和多孔陶瓷,并对比研究了粉体粒径对两种陶瓷烧结性能的影响。结果表明:在相同的烧成制度下,堇青石粉体的平均粒径越大,纯堇青石陶瓷的显气孔率和线收缩率越大,体积密度越小;添加淀粉后,陶瓷材料的显气孔率明显提高,体积密度降低,且因原料粒径不同,增加和降低的幅度不同;但淀粉加入后,多孔陶瓷材料的性能随原料粒径的增大无明显变化。     

蜂窝陶瓷载体介孔TiO2涂层的制备与表征

通过溶胶凝胶工艺制备ATS复相蜂窝陶瓷表面介孔TiO2涂层.研究了以冰醋酸为螫合剂的钛溶胶的优化配制,利用超声波振动测定涂层的结合强度,协同XRD、SEM及BET等显微表征手段对TiO2涂层进行微观分析和表征.实验表明:所制备的溶胶胶凝时间长、负载量大、比表面积大,500 ℃焙烧时,TiO2主要为锐钛矿晶型,介孔TiO2涂层与ATS复相蜂窝陶瓷具有高的结合强度.     

脱硝催化剂用堇青石多孔陶瓷的制备与性能研究

以偏高岭土、氧化铝和滑石为原料,利用压制成型制备出堇青石多孔陶瓷并采用浸渍涂覆法制备锰基低温脱硝催化剂.通过气孔率、抗折强度、热膨胀系数、SEM、BET等测试探究了碳粉和淀粉两种造孔剂及添加量、不同酸处理时间等因素对堇青石性能的影响并考察了不同浸渍次数的催化剂在80~200 ℃间的脱硝性能.结果表明:造孔剂为碳粉且添加量为4%时,得到的堇青石具有良好的性能,此时气孔率达31.12%,热膨胀系数为3.10×10-6/K,抗折强度为21.41 MPa;适当的酸处理有助于堇青石表面孔结构的丰富且能大幅提升其比表面积,最佳处理时间为2 h;当浸渍次数为4次时,整体式催化剂的性能最佳,牢固度可达90.18%,140 ℃时的脱硝率可达74.5%以上.