1.本發(fā)明屬于催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料。
背景技術(shù)：
2.貴金屬整體式催化劑多是以蜂窩狀堇青石或莫來石等作為載體，以
氧化鋁或氧化鈰為涂層，以貴金屬作為活性組分而制成的催化劑，因其具有較低的床層壓力和良好的傳質(zhì)效率而被廣泛應(yīng)用于環(huán)境治理中。
3.近幾年研究報道的貴金屬整體式催化劑制備的方法各種各樣，但目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的制備方法多以漿液涂覆法為主。漿料涂覆法的一般工藝是將涂層材料分散制漿，將載體整體浸入涂覆漿料中，然后通過空氣吹掃等方法去除掉多余殘液，最后在一定溫度下干燥焙燒。此方法的優(yōu)點(diǎn)是載體通道與漿料的擴(kuò)散距離較短且操作簡單易于制備，其中漿料的性質(zhì)是對涂覆效果影響最大的因素，因此，涂覆漿料是貴金屬整體式催化劑制備的重點(diǎn)。
4.目前市場上關(guān)于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料研究較多，但由于具體配方多涉及技術(shù)機(jī)密，很少有相關(guān)的涂覆漿料配方被公布。涂覆漿料配方主要包括涂層材料、粘結(jié)劑和溶劑等，常規(guī)的漿料配方雖然涂覆簡單，但是存在易脫落的弊端，另外，單次涂覆的負(fù)載量也是配方的一大考察因素，如何在較少的涂覆次數(shù)中負(fù)載更多的催化劑是配方所面臨的一大關(guān)鍵。因此為了解決以上問題，根據(jù)不同的載體與活性組分開發(fā)出優(yōu)異的催化劑涂覆漿料配方是整體式催化劑涂覆技術(shù)突破的關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
5.本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，該涂覆漿料不僅適用于單一貴金屬和復(fù)合貴金屬粉體催化劑，而且也適用于涂覆堇青石和莫來石等多種載體，不僅克服了常規(guī)漿料涂覆后存在的涂層易脫落的弊端，而且單次載體涂覆負(fù)載率高，減少了達(dá)成目標(biāo)負(fù)載率的涂覆次數(shù)，降低了生產(chǎn)成本。
6.為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料包括貴金屬粉體催化劑、粘結(jié)劑、硝酸、蒸餾水，其是將貴金屬粉體催化劑、粘結(jié)劑加入球磨罐中，并加入蒸餾水，將球磨罐放置于球磨機(jī)中球磨，球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)ph值為2～4并再次球磨獲得；所述粘結(jié)劑為擬薄水鋁石和聚乙二醇，擬薄水鋁石的添加量為貴金屬粉體催化劑質(zhì)量的2％～5％，聚乙二醇的添加量為貴金屬粉體催化劑質(zhì)量的0.1％～0.5％。
7.上述貴金屬粉體催化劑的活性組分為鈀、鉑、銠中任意一種或多種貴金屬，其載體為納米氧化鋁粉末，其制備方法為浸漬法、膠體法、沉積法中任意一種。
8.上述用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料中，優(yōu)選蒸餾水的加入量控制固含量為18％～20％，所述固含量指催化劑和粘結(jié)劑兩者質(zhì)量之和與催化劑、粘結(jié)劑、蒸餾水三者質(zhì)量之和之間的比值。
9.上述用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料中，進(jìn)一步優(yōu)選在通過硝酸調(diào)節(jié)ph之前球
磨時間為20～40分鐘，硝酸調(diào)節(jié)ph之后球磨時間為50～70分鐘。
10.上述用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料適用載體包括堇青石和莫來石。
11.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
12.1、本發(fā)明涂覆漿料通過擬薄水鋁石和聚乙二醇雙粘結(jié)劑的協(xié)同作用克服了常規(guī)漿料涂覆存在的涂層易脫落的弊端，通過超聲1h實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，制備的整體式催化劑的脫落率均《0.1％。
13.2、本發(fā)明通過酸改性和添加粘結(jié)劑兩種手段改良了貴金屬涂覆漿料的性質(zhì)，使涂覆漿料不僅適用于單一貴金屬和復(fù)合貴金屬粉體催化劑，而且也適用于涂覆堇青石和莫來石等多種載體。
14.3、本發(fā)明貴金屬整體式催化劑涂覆漿料與常規(guī)漿料相比，單次載體涂覆負(fù)載率更高，其單次負(fù)載率可達(dá)9.0％以上，減少了達(dá)成目標(biāo)負(fù)載率的涂覆次數(shù)，降低生產(chǎn)了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施方式
15.下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于這些實(shí)施例。
16.下面實(shí)施例1～3中的貴金屬粉體催化劑均采用浸漬法制備得到，實(shí)施例4～5及對比例1～3中的貴金屬粉體催化劑均采用沉積法制備得到，其中氧化鋁為載體，貴金屬為活性組分，貴金屬前的百分含量指以催化劑質(zhì)量為100％計，貴金屬在催化劑中的負(fù)載量。
17.實(shí)施例1
18.本實(shí)施例貴金屬整體式催化劑涂覆漿料包括貴金屬粉體催化劑、粘結(jié)劑、硝酸和蒸餾水，所述貴金屬粉體催化劑為1％pd/氧化鋁粉體催化劑，所述粘結(jié)劑為貴金屬粉體催化劑質(zhì)量5％的擬薄水鋁石和0.5％的聚乙二醇，固含量為20％。
19.本實(shí)施例貴金屬整體式催化劑涂覆漿料的制備方法為：稱量3g 1％pd/氧化鋁粉體催化劑、0.15g擬薄水鋁石和0.015g聚乙二醇于球磨罐中，加入12.66g蒸餾水，將球磨罐放置于球磨機(jī)中球磨0.5h，球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)ph至4，再次球磨1h，得到貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，將漿料涂覆到稱重后的堇青石上，60℃干燥。
20.實(shí)施例2
21.本實(shí)施例貴金屬整體式催化劑涂覆漿料包括貴金屬粉體催化劑、粘結(jié)劑、硝酸和蒸餾水，所述貴金屬粉體催化劑為1％pt/氧化鋁粉體催化劑，所述粘結(jié)劑為貴金屬粉體催化劑質(zhì)量4％的擬薄水鋁石和0.4％的聚乙二醇，固含量為19％。
22.本實(shí)施例貴金屬整體式催化劑涂覆漿料的制備方法為：稱量3g 1％pt/氧化鋁粉體催化劑、0.12g擬薄水鋁石和0.012g聚乙二醇于球磨罐中，加入13.35g蒸餾水，將球磨罐放置于球磨機(jī)中球磨0.5h，球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)ph至3.5，再次球磨1h，得到貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，將漿料涂覆到稱重后的堇青石上，60℃干燥。
23.實(shí)施例3
24.本實(shí)施例貴金屬整體式催化劑涂覆漿料包括貴金屬粉體催化劑、粘結(jié)劑、硝酸和蒸餾水，所述貴金屬粉體催化劑為1％rh/氧化鋁粉體催化劑，所述粘結(jié)劑為貴金屬粉體催化劑質(zhì)量3％的擬薄水鋁石和0.4％的聚乙二醇，固含量為19％。
25.本實(shí)施例貴金屬整體式催化劑涂覆漿料的制備方法為：稱量3g 1％rh/氧化鋁粉體催化劑、0.09g擬薄水鋁石和0.012g聚乙二醇于球磨罐中，加入13.22g蒸餾水，將球磨罐放置于球磨機(jī)中球磨0.5h，球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)ph至3，再次球磨1h，得到貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，將漿料涂覆到稱重后的堇青石上，60℃干燥。
26.實(shí)施例4
27.本實(shí)施例貴金屬整體式催化劑涂覆漿料包括貴金屬粉體催化劑、粘結(jié)劑、硝酸和蒸餾水，所述貴金屬粉體催化劑為1.2％pd-0.8％pt/氧化鋁粉體催化劑，所述粘結(jié)劑為貴金屬粉體催化劑質(zhì)量2％的擬薄水鋁石和0.2％的聚乙二醇，固含量為18％。
28.本實(shí)施例貴金屬整體式催化劑涂覆漿料的制備方法為：稱量3g 1.2％pd-0.8％pt/氧化鋁粉體催化劑、0.06g擬薄水鋁石和0.006g聚乙二醇于球磨罐中，加入13.97g蒸餾水，將球磨罐放置于球磨機(jī)中球磨0.5h，球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)ph至2，再次球磨1h，得到貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，將漿料涂覆到稱重后的堇青石上，60℃干燥。
29.實(shí)施例5
30.本實(shí)施例貴金屬整體式催化劑涂覆漿料包括貴金屬粉體催化劑、粘結(jié)劑、硝酸和蒸餾水，所述貴金屬粉體催化劑為1.8％pd-1.2％pt-0.6％rh/氧化鋁粉體催化劑，所述粘結(jié)劑為貴金屬粉體催化劑質(zhì)量2％的擬薄水鋁石和0.1％的聚乙二醇，固含量為18％。
31.本實(shí)施例貴金屬整體式催化劑涂覆漿料的制備方法為：稱量3g1.8％pd-1.2％pt-0.6％rh/氧化鋁粉體催化劑、0.06g擬薄水鋁石和0.003g聚乙二醇于球磨罐中，加入13.95g蒸餾水，將球磨罐放置于球磨機(jī)中球磨0.5h，球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)ph至2，再次球磨1h，得到貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，將漿料涂覆到稱重后的堇青石上，60℃干燥。
32.對比例1
33.在實(shí)施例5中，所述粘結(jié)劑僅為相對于粉體催化劑2％的擬薄水鋁石，不添加聚乙二醇，其他成分及含量與實(shí)施例5相同，貴金屬整體式催化劑涂覆漿料的制備方法為：稱量3g 1.8％pd-1.2％pt-0.6％rh/氧化鋁粉體催化劑、0.06g擬薄水鋁石于球磨罐中，加入13.94g蒸餾水，將球磨罐放置于球磨機(jī)中球磨0.5h，球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)ph至2，再次球磨1h，得到貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，將漿料涂覆到稱重后的堇青石上，60℃干燥。
34.對比例2
35.在實(shí)施例5中，所述粘結(jié)劑僅為相對于粉體催化劑0.1％的聚乙二醇，不添加擬薄水鋁石，其他成分及含量與實(shí)施例5相同，貴金屬整體式催化劑涂覆漿料的制備方法為：稱量3g 1.8％pd-1.2％pt-0.6％rh/氧化鋁粉體催化劑、0.003g聚乙二醇于球磨罐中，加入13.68g蒸餾水，將球磨罐放置于球磨機(jī)中球磨0.5h，球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)ph至2，再次球磨1h，得到貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，將漿料涂覆到稱重后的堇青石上，60℃干燥。
36.對比例3
37.在實(shí)施例5中，所述粘結(jié)劑僅為相對于粉體催化劑2.1％的擬薄水鋁石，不添加聚乙二醇，其他成分及含量與實(shí)施例5相同，貴金屬整體式催化劑涂覆漿料的制備方法為：稱量3g 1.8％pd-1.2％pt-0.6％rh/氧化鋁粉體催化劑、0.063g擬薄水鋁石于球磨罐中，加入13.95g蒸餾水，將球磨罐放置于球磨機(jī)中球磨0.5h，球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)ph至2，再次球磨1h，得到貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，將漿料涂覆到稱重后的堇青石上，60℃干燥。
38.對比例4
39.在實(shí)施例5中，所述粘結(jié)劑僅為相對于粉體催化劑2.1％的擬薄水鋁石，不添加聚乙二醇，其他成分及含量與實(shí)施例5相同，貴金屬整體式催化劑涂覆漿料的制備方法為：稱量3g 1.8％pd-1.2％pt-0.6％rh/氧化鋁粉體催化劑、0.063g擬薄水鋁石于球磨罐中，加入13.95g蒸餾水，將球磨罐放置于球磨機(jī)中球磨0.5h，球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)ph至2，再次球磨1h，得到貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，將漿料涂覆到稱重后的堇青石上，60℃干燥。
40.將實(shí)施例1～5及對比例1～4所涂覆的整體式堇青石催化劑稱重后減去原有堇青石的質(zhì)量a的數(shù)值記為涂層量b，將所有涂覆后的整體式堇青石催化劑放入超聲中超聲1h后再次稱量所有的整體式堇青石催化劑質(zhì)量，其減去原有堇青石的質(zhì)量a的數(shù)值記為涂層量c，(涂層量b-涂層量c)/涂層量b＝脫落率，涂層量c/堇青石的質(zhì)量a＝負(fù)載率。測試結(jié)果如表1所示。
41.表1涂覆漿料測試結(jié)果
[0042][0043][0044]
從表1中可以看出實(shí)施例1～5中雙粘結(jié)劑添加下無論是以單一貴金屬還是復(fù)合貴金屬為活性組分所涂覆的整體式堇青石催化劑脫落率均小于0.1％，且其單次負(fù)載率均可達(dá)9.0％以上，與對比例1和3中僅添加單一的粘結(jié)劑擬薄水鋁石的脫落率4.50％、負(fù)載率7.210％和脫落率4.63％、負(fù)載率7.560％，以及對比例2和4中僅添加單一的粘結(jié)劑聚乙二醇的脫落率1.90％、負(fù)載率4.800％和脫落率2.51％、負(fù)載率5.839％相比，本發(fā)明通過雙粘結(jié)劑的協(xié)同作用克服了單一粘結(jié)劑添加后漿料涂覆存在的涂層易脫落的弊端，同時使單次載體涂覆負(fù)載率明顯高，減少了達(dá)成目標(biāo)負(fù)載率的涂覆次數(shù)，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。技術(shù)特征：
1.一種用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，其特征在于：所述涂覆漿料包括貴金屬粉體催化劑、粘結(jié)劑、硝酸、蒸餾水，其是將貴金屬粉體催化劑、粘結(jié)劑加入球磨罐中，并加入蒸餾水，將球磨罐放置于球磨機(jī)中球磨，球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)ph值為2～4并再次球磨獲得；所述粘結(jié)劑為擬薄水鋁石和聚乙二醇，擬薄水鋁石的添加量為貴金屬粉體催化劑質(zhì)量的2％～5％，聚乙二醇的添加量為貴金屬粉體催化劑質(zhì)量的0.1％～0.5％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，其特征在于：所述貴金屬粉體催化劑的活性組分為鈀、鉑、銠中任意一種或多種貴金屬，其載體為納米氧化鋁粉末，其制備方法為浸漬法、膠體法、沉積法中任意一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，其特征在于：所述蒸餾水的加入量控制固含量為18％～20％，所述固含量指催化劑和粘結(jié)劑兩者質(zhì)量之和與催化劑、粘結(jié)劑、蒸餾水三者質(zhì)量之和之間的比值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，其特征在于：在通過硝酸調(diào)節(jié)ph之前球磨時間為20～40分鐘，硝酸調(diào)節(jié)ph之后球磨時間為50～70分鐘。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，其特征在于：所述涂覆漿料適用載體包括堇青石和莫來石。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料，所述涂覆漿料是將貴金屬粉體催化劑、粘結(jié)劑加入球磨罐中，并加入蒸餾水，于球磨機(jī)中球磨后通過硝酸調(diào)節(jié)pH值為2～4并再次球磨獲得。本發(fā)明涂覆漿料通過擬薄水鋁石和聚乙二醇雙粘結(jié)劑的協(xié)同作用，克服了常規(guī)漿料涂覆存在的涂層易脫落的弊端，制備的貴金屬整體式催化劑的脫落率均<0.1％；通過酸改性改善了貴金屬涂覆漿料的性質(zhì)，使涂覆漿料不僅適用于單一貴金屬和復(fù)合貴金屬粉體催化劑，而且也適用于涂覆堇青石和莫來石等多種載體。同時與常規(guī)漿料相比，該漿料單次載體涂覆負(fù)載率可達(dá)9.0％以上，減少了達(dá)成目標(biāo)負(fù)載率的涂覆次數(shù)，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。提高了經(jīng)濟(jì)效益。
技術(shù)研發(fā)人員：魏曉航 牟博 金曉東 蘇雅文 李霖 曾利輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安凱立
新材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2022.01.26
技術(shù)公布日：2022/5/6
聲明：
“用于貴金屬整體式催化劑涂覆漿料的制作方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：西安凱立新材料股份有限公司
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2024年10月25日 ~ 27日 
