[发明专利]一种气体净化多孔陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种气体净化多孔陶瓷的制备方法，它由65—70wt%的堇青石、15—30wt%的低熔点玻璃粉料、5—15wt%的钛系过氧化金属前驱体组成，所述低熔点玻璃由钾长石10—25 wt%，钠长石10—25wt%，二氧化硅30—40wt%，氧化硼16—30wt%，氧化锂5—10wt%组成、所述钛系过氧化金属前驱体为TIO₂及其N掺杂复合物，将堇青石、低熔点玻璃粉和钛系过氧化金属前驱体混合形成混合料，再加入粘结剂、润滑剂及复合增塑剂，经混合练泥和陈腐得到泥料，再将泥料置于模具中，挤压成多孔陶瓷坯体后经排胶和烧结而成，本发明具有原料成本低、工艺简单、操作方便，载体强度高、负载量大、附着力强的特点。

技术领域

本发明涉及一种多孔陶瓷的配方及其制备方法，属于环保催化技术领域。

背景技术

多孔陶瓷具有强度高、膨胀率低、耐热震性能优异、耐磨损等特点。目前广泛用作气体净化催化剂载体、冶金工业的化学反应载体、化工隔热材料等。

堇青石类多孔陶瓷在用作气体净化催化剂载体时，具备低气体阻力小，高机械强度，高热稳定性特点。此外，堇青石价格便宜、原材料易得，利于工业生产。但其比表面积较小，与催化剂层的附着力较差，因而限制堇青石类多孔陶瓷在高通量、高效气体净化催化领域的应用。传统解决方案为在其表面涂覆AL₂O₃涂层，再焙烧形成与载体牢固结合的γ－AL₂O₃涂层，从而提高载体的比表面积和表面活性，然后再浸渍贵金属活性催化剂，通过干燥、加热和还原，制备得到活性多孔陶瓷。但这种浸渍贵金属活性催化剂的方法，存在以下问题：一是贵金属消耗量大，浸渍层容易脱落，二是制备工艺周期长，操作麻烦且不利于环保和规模化生产。

发明内容

针对上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种气体净化多孔陶瓷的制备方法，通过引入钛系催化剂前驱体，可实现催化剂与多孔陶瓷一次性复合烧成工艺，工艺简单，适用于大规模工业生产。

本发明克服目前堇青石多孔陶瓷作为催化剂载体，负载量小且涂层易脱落的缺点，提供一种气体净化高效催化多孔陶瓷的一次成型的制造配方及工艺。该多孔陶瓷可在800—850度烧结，应用于低温催化、净化领域。

本发明采用技术方案如下：

一种气体净化多孔陶瓷的制备方法，它由65—70wt%的堇青石、15—30wt%的低熔点玻璃粉、5—15wt%的钛系过氧化金属前驱体组成，所述低熔点玻璃粉由钾长石10—25 wt%，钠长石10—25wt%，二氧化硅30—40wt%，氧化硼16—30wt%，氧化锂5—10wt%组成、所述钛系过氧化金属前驱体为TIO₂及其N掺杂复合物，并按以下方法步骤制备而成：

a、先将钾长石10—25wt%，钠长石10—25wt%，二氧化硅30—40wt%，氧化硼

16—30wt%和氧化锂5—10wt%按比例球磨混合均匀并过筛，再高温烧结保温制成玻璃液，再将玻璃液水淬后得到玻璃渣，将玻璃渣放入球磨罐中用酒精球磨后、再烘干过筛得到粒度为1-53μm的低熔点玻璃粉，

b、将硫酸氧钛溶于蒸馏水，再加入质量百分浓度为25%的浓氨水溶液混合并调节pH值为7，再加入质量百分浓度为30%的过氧化氢溶液，得到固含量为30%的钛系过氧化金属前驱体，

c、将堇青石、低熔点玻璃粉和钛系过氧化金属前驱体混合形成混合料，再加入占混合料重量1—5wt%的粘结剂、占混合料重量0.1—1wt%的润滑剂及分别占混合料重量0.5—1wt%的聚乙二醇和0.1—0.5 wt %的甘油混合制成的复合增塑剂，经混合练泥和陈腐得到泥料，再将泥料置于模具中，挤压成多孔陶瓷坯体，

d、将成型后的多孔陶瓷坯体在300-400℃保温排胶，然后在800—850℃电炉中保温培烧2—3h，随炉冷却，得到一种含催化剂的气体净化多孔陶瓷。