[发明专利]一种成型收缩率低的纳米氧化物催化剂蜂窝的制备方法

说明书

本发明公开了一种成型收缩率低的纳米氧化物催化剂蜂窝的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）无机辅料的预处理：将无机辅料经球磨、高温熔融、快速冷却，与石膏一起研磨形成胶凝材料；（2）浆料混合：按活性金属催化剂、辅料、胶黏剂等按比例搅拌均匀成浆料；（3）胚料预处理：浆料经过练泥、打散，陈腐，得无气泡，可塑性较强的胚料；（4）挤压成型：将预处理后胚料加入至蜂窝挤压成型设备当中，获得蜂窝催化剂块状湿物料；（5）冷冻干燥：将湿料放入真空冻干机中，进行快速干燥。本发明中在催化剂干燥中利用快速冻干技术，所得的蜂窝催化剂收缩率更低、孔隙更均匀，避免了形变大带来的品质下降成本升高，无要高温煅烧，进一步节约了成本。

技术领域

本发明涉及一种成型收缩率低的纳米氧化物催化剂蜂窝的制备方法。

背景技术

结构化催化剂出现于20世纪初，目前已被广泛应用于汽车尾气及其他工业废气的净化处理。与传统的颗粒状催化剂相比，结构化催化剂具有许多优点，例如可以降低反应床层的压降，改善化学反应的传热与传质效率，进而提高反应的转化率与产物收率。由于结构化催化剂的模块化结构，使得催化剂应用更加广泛，进一步降低了投资与操作费用。蜂窝是一种特殊的结构芯材，具有重量轻、比表面积高等特点，在航空航天、交通、建筑等领域应用较广。

制备蜂窝状催化剂的三种制备方法：(1)直接成型法，即将制备好的催化剂直接挤压成型；(2)将活性组分负载在载体：如分子筛、活性碳、氧化铝、二氧化钛等上之后活化制得蜂窝状催化剂；(3)先在整体式基体上涂覆涂层，再负载活性组分，活化后制得蜂窝状催化剂；也可以直接将制得的催化剂涂覆到蜂窝状载体上，再经活化处理后得到蜂窝状催化剂。其中方法三应用是比较多的，但是涂敷式是有一个催化剂载体（没有活性）做骨架，表面均匀浸渍活性成分，活性成分较少，应用条件要求高，烟气中灰分要少，不然容易磨掉表面活性涂层而使催化剂活性衰减增快。而方法1整体式蜂窝催化剂与负载蜂窝催化剂相比，有效活性成分更高性能较优，具有较大的几何比表面积，相同工程设计条件下，催化剂用量较少、压损小；制造工艺先进合理，所有物料整体混炼，一次成型，活性成分用量大且在载体中均匀分布，催化活性显着提高，抗中毒能力强，即便蜂窝催化剂表面发生磨损也不会损失活性；相同的工况条件和相同的用量时，蜂窝催化剂具有强耐久性、高耐磨性、高可靠性。

而整体式直接成型法不足之处在于所制备催化剂蜂窝强度低，并且由于高温煅烧使整体蜂窝体积缩变，引起形变，造成成型成品率低，增加成本。

发明内容

为了解决以上不足，本发明提供一种成型收缩率低的纳米氧化物催化剂蜂窝的制备方法，为实现上述目的，本发明包括以下步骤：1）无机辅料的预处理：将无机辅料经球磨、高温熔融、急冷，然后与石膏一起研磨形成胶凝材料；（2）浆料混合：将活性金属催化剂、无机辅料、胶黏剂、造孔剂按比例搅拌均匀成浆料；（3）胚料预处理：浆料经过练泥、打散、陈腐，得到无气泡，可塑性较强胚料；（4）挤压成型：将预处理后胚料加入至蜂窝挤压成型设备当中，获得蜂窝催化剂块状湿物料；（5）冷冻干燥：将湿料放入真空冻干机中，进行快速干燥，即可制备所需要蜂窝催化剂。

其中，作为优选，所述无机辅料高温熔融温度在1000-1500℃，熔融时间大概1-3h，然后采用急冷的方式冷却至室温。

其中，作为优选，所述浆料混合中的活性金属催化剂、无机辅料、粘结剂、造孔剂经过球磨机球磨成1-500nm的粉末，然后加水高速搅拌均匀混合成泥状的浆料。

其中，作为优选，所述胚料预处理须将成泥状的浆料放在真空环境下混匀进行练泥、打散3-5次后，陈腐36-48小时，所得胚料无气泡，可塑性较强。

其中，作为优选， 所述所述冻干机的冻干温度在-80—-20℃进行，干燥时间为3-6h。