汽車尾氣處理器陶瓷載體表面用納米晶的改性方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及汽車尾氣處理器陶瓷載體表面用納米晶的改性方法。
【背景技術】
[0002]近年錸，伴隨經濟的高速發展，PM2.5引起的霧霾現象時有發生，其中一個重要原因便是交通運輸業所帶來的污染。汽車燃油燃燒排放的尾氣含有多種化學成分，包括不完全燃燒烴類、氮氧化物及一氧化碳，這些都是引起霧霾的成因。不完全燃燒烴類在空氣中可發生光化學反應，氮氧化物及一氧化碳能導致人的呼吸困難、呼吸道感染和哮喘等癥狀，同時，使肺功能下降。采用汽車尾氣處理器催化凈化方法是減少尾氣污染的一種有效方法，但現有的汽車尾氣處理器僅適用部分的催化劑，亟需提供一種與各種催化劑活性組分均具有良好匹配性的汽車尾氣處理器。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種汽車尾氣處理器陶瓷載體表面用納米晶的改性方法，使汽車尾氣處理器具有較高的熱穩定性和催化活性。
[0004]本發明為實現上述目的所采用的技術方案為:汽車尾氣處理器陶瓷載體表面用納米晶的改性方法，包括以下步驟:
步驟一、將苛性堿溶液和鋁鹽溶液按照[0H]—:[A1]3+=3:(1?2)的摩爾比進行混合，在常溫下攪拌5?lOmin后，轉入溫度為102?160°C的高壓釜中，反應1?10h后，制得固相產物，將固相產物經過抽濾、淋洗循環1?4次，制得納米晶勃姆石固液混合體，備用；
步驟二、按照重量百分比，依次取5?10%的氧化鑭、5?10%的氧化鈰以及30?50%的納米晶勃姆石固液混合體，余量為去離子水，將氧化鑭、氧化鈰、納米晶勃姆石固液混合體和去離子水混合得溶膠，將陶瓷載體浸入該溶膠中10?40min后取出，并吹除陶瓷載體通道孔隙內的溶膠，將陶瓷載體置于100?120 °C溫度下烘干1?4h后，在500?550°C下焙燒0.5?5h，并將烘干、焙燒操作循環0?2次，制得改性的汽車尾氣處理器陶瓷載體。
[0005]其中，步驟一所用的苛性堿溶液為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液;鋁鹽溶液為A1C13.6Η20、Α1(Ν03)3.9H20^A12(S04)3.I8H2O溶液。
[0006]其中，步驟一制得的納米晶勃姆石固液混合體的尺寸10?40nm。
[0007]本發明中，步驟二所用的陶瓷載體，其原料由重量百分比為90?93.5%的納米晶氧化鋁、2~5%的高嶺土、0.5?5%的納米晶氧化鎂、1~3%的纖維素和1~4%的粘合劑組成。
[0008]優選方式之一，陶瓷載體的制備方法包括:
a、按照陶瓷載體原料所述的重量百分比稱取各原料并混合，然后向其中加入原料總重40?60%的水，粉磨2?3h，得到陶瓷漿料，備用；
b、將陶瓷漿料浸漬在聚氨酯泡沫上，并在100?130°C下烘干成粉狀，并加工成具有所需要形狀和尺寸的陶瓷坯體，備用；
c、將制得的陶瓷坯體在1300?1500°C下煅燒2?10h，自然冷卻至室溫后，制得陶瓷載體。
[0009]優選方式之二，陶瓷載體的制備方法包括:
a、按照陶瓷載體原料所述的比例稱取各原料并混合，加入重量占稱取原料總重量40?60%的去離子水，球磨2?3h后，置于粗煉機中粗煉2~3次，陳腐20?24h后制得漿料，備用；
b、將制得的漿料放入擠壓成型機中制成泥坯，并將泥坯置于溫度為100?130°C的遠紅外線爐中干燥定型成干坯，備用；
c、將制得的干坯置于鍛燒爐中，在1300?1700°C溫度下煅燒2?10h，隨爐冷卻至室溫后，制得陶瓷載體。
[0010]由于納米材料本身的顆粒細小，比表面積巨大，極易出現團聚現象。常規意義上說的納米材料，是在掃描電鏡下顯示的單個顆粒為1?1 OOnm的粒徑，但是，該納米材料在馬爾文激光粒度儀上卻顯示為幾十微米的粒徑。究其原因，是納米材料極易團聚，團聚后在外觀上顯示已經達到幾十微米的粒徑，這樣使得現有生產中即使加入納米級的顆粒材料，實際上仍然為微米級，難以真正的起到納米顆粒的作用。
[0011 ]有益效果:本發明通過苛性堿溶液和鋁鹽溶液制得納米晶勃姆石固液混合體，納米晶勃姆石處于單個納米顆粒分散狀態，這樣就使得加入形成溶膠時仍呈現出納米級別，表現出納米級顆粒的性質，在加入后可以認為是仍處于單相體系，在混合過程中彌散性好、能夠分布均勻;在納米晶勃姆石固液混合體中加入氧化鑭、氧化鈰，提高浸漬于陶瓷載體表面的溶膠的熱穩定性及催化活性，同時，納米晶勃姆石易于除雜提高純度，也為催化劑載體提供了比較大的比表面積和結合強度，并提高改性后的陶瓷載體的高溫穩定性。
【具體實施方式】
[0012]下面結合具體實施例對本發明的汽車尾氣處理器陶瓷載體表面用納米晶的改性方法作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。
[0013]汽車尾氣處理器陶瓷載體表面用納米晶的改性方法，包括以下步驟:步驟一、將苛性堿溶液和鋁鹽溶液按照[0ΗΓ:[Α1]3+=3:(1?2)的摩爾比進行混合，在常溫下攪拌5?lOmin后，轉入溫度為102?160°C的高壓釜中，反應1?10h后，制得固相產物，將固相產物經過抽濾、淋洗循環1~4次，制得納米晶勃姆石固液混合體，備用；
步驟二、按照重量百分比，依次取5?10%的氧化鑭、5?10%的氧化鈰以及30?50%的納米晶勃姆石固液混合體，余量為去離子水，將氧化鑭、氧化鈰、納米晶勃姆石固液混合體和去離子水混合得溶膠，將陶瓷載體浸入該溶膠中10?40min后取出，并吹除陶瓷載體通道孔隙內的溶膠，將陶瓷載體置于100?120 °C溫度下烘干1?4h后，在500?550°C下焙燒0.5?5h，并將烘干、焙燒操作循環0?2次，制得改性的汽車尾氣處理器陶瓷載體。
[0014]實施例1
汽車尾氣處理器陶瓷載體表面用納米晶的改性方法，包括以下步驟:步驟一、將氫氧化鈉溶液和A12(S04)3.18H20溶液按照[0ΗΓ: [A1]3+=3: (1?2)的摩爾比進行混合，并調節混合溶液Ph為7，在常溫下攪拌lOmin后，轉入溫度為105°C 土 3°C的高壓釜中，反應3h后，制得固相產物，將固相產物經過抽濾、淋洗循環4次，制得尺寸為10?40nm的納米晶勃姆石固液混合體，備用；
步驟二、按照重量百分比，依次取93.5%的納米晶氧化鋁、2%的高嶺土、0.5%的納米晶氧化鎂、1%的纖維素和3%的粘合劑原料并混合，然后向其中加入原料總重60%的水，粉磨2.5h，得到陶瓷漿料，備用；
步驟三、將陶瓷漿料浸漬在聚氨酯泡沫上，并在130°C下烘干成粉狀，并加工成具有所需要形狀和尺寸的陶瓷坯體，備用；
步驟四、將制得的陶瓷坯體在1350°C下煅燒8h，自然冷卻至室溫后，制得陶瓷載體；步驟五、按照重量百分比，依次取10%的氧化鑭、10%的氧化鈰、30%的納米晶勃姆石固液混合體以及50%去離子水，混合得溶膠，將步驟四制得的陶瓷載體浸入該溶膠中20min后取出，并吹除陶瓷載體通道孔隙內的溶膠，將陶瓷載體置于100 °C溫度下烘干2h后，在550°C下焙燒lh;重復將陶瓷載體置于100 °C溫度下烘干2h后，在550°C下焙燒lh，制得改性的汽車尾氣處理器陶瓷載體。
[0015]實施例2
步驟一、將氫氧化鉀溶液和A1(N03)3.9H20溶液按照[0ΗΓ: [A1]3+=3: 1.6的摩爾比進行混合，在常溫下攪拌8min后，轉入溫度為157°C±3°C的高壓釜中，反應lh后，制得固相產物，將固相產物經過抽濾、淋洗循環2次，制得尺寸為10?40nm納米晶勃姆石固液混合體，備用；
步驟二、按照重量百