[发明专利]一种窄孔径分布的堇青石陶瓷蜂窝过滤体及其制备方法

说明书

本申请公开了一种窄孔径分布的堇青石陶瓷蜂窝过滤体及其制备方法，属于过滤催化材料领域。该堇青石陶瓷蜂窝过滤体包含堇青石的多孔陶瓷，其具有以下性质：总孔隙率(％P)不小于60％，孔径分布D_f不大于0.45，D₅不大于13μm；其中，所述的孔径分布Df＝(D₅₀‑D₁₀)/D₅₀，D₅₀和D₁₀表示孔径值，D₅₀＞D₁₀；D₅₀表示满足以下条件的孔径：孔径小于D₅₀的孔占总孔隙的50％；D₁₀表示满足以下条件的孔径：孔径小于D₁₀的孔占总孔隙的10％；D₅表示满足以下条件的孔径：孔径小于D₅的孔占总孔隙的5％。该堇青石陶瓷蜂窝过滤体的孔径分布窄、小孔占比少、热膨胀系数低和合格率高。

技术领域

本申请涉及一种窄孔径分布的堇青石陶瓷蜂窝过滤体及其制备方法，属于过滤催化材料领域。

背景技术

颗粒过滤器用于过滤汽油和柴油车排放的细微颗粒物(PM)。颗粒过滤器结构由蜂窝本体和堵孔部分构成。多孔壁间隔的隔室构成蜂窝本体，堵孔部在蜂窝本体的进口端和出口端形成“国际象棋”式交叉。发动机排出的尾气通过蜂窝过滤器的进口端，气体携带的细微颗粒物被封孔部截留，气体穿过多孔隔壁进入相邻隔室流出。蜂窝颗粒过滤器分为汽油颗粒过滤器(GPF)和柴油颗粒过滤器(DPF)，蜂窝颗粒过滤器的材料成熟为堇青石陶瓷蜂窝过滤体。

随着排放法规对PM和PN的严格限制，为了提高过滤效率、降低背压，要求颗粒过滤器具有较高的气孔率、窄孔分布，但通过调整传统造孔剂的种类及质量百分比很难实现窄孔分布化，并且容易造成烧结开裂。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种高效控制堇青石陶瓷蜂窝过滤体生坯的烧结步骤，以制得孔径分布窄、小孔占比少、热膨胀系数低和合格率高的堇青石陶瓷蜂窝过滤体。

根据本申请的一个方面，提供了一种堇青石陶瓷蜂窝过滤体，其包含堇青石的多孔陶瓷，其具有以下性质：总孔隙率(％P)不小于60％，孔径分布D_f不大于0.45，D₅不小于8μm；

其中，所述的孔径分布Df＝(D₅₀-D₁₀)/D₅₀，D₅₀和D₁₀表示孔径值，D₅₀＞D₁₀；D₅₀表示满足以下条件的孔径：孔径小于D₅₀的孔占总孔隙的50％；D₁₀表示满足以下条件的孔径：孔径小于D₁₀的孔占总孔隙的10％；

D₅表示满足以下条件的孔径：孔径小于D₅的孔占总孔隙的5％。

可选地，所述总孔隙率(％P)为60％-65％，孔径分布D_f不大于0.43， D₅不小于9μm。

优选地，所述孔径分布D_f不大于0.41。进一步地，所述孔径分布Df小于 0.4。更进一步地，孔径分布Df小于0.39。

可选地，所述D₅不小于10μm。优选地，所述D₅不小于11μm。