專利名稱：：不銹鋼載體催化劑的制備方法和涂敷工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種適用于不銹鋼載體催化劑的復(fù)合催化劑的制備方法，屬催化劑制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：催化劑廣泛應(yīng)用于化學、煉油和污染控制過程中。目前，已有許多污染控制設(shè)備(如汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器等)也大量使用催化劑。不銹鋼載體催化劑的研究起初來源于汽車尾氣處理凈化器，早期汽車尾氣排放使用的凈化器均是陶瓷型載體催化凈化器。而在實際使用當中針對陶瓷載體催化凈化器存在的機械強度低，韌性差等問題使得陶瓷載體催化劑的應(yīng)用受到極大沖擊。一種新型不銹鋼載體催化凈化器逐漸引起人們廣泛關(guān)注，其主要是由于不銹鋼載體催化凈化器相比陶瓷載體催化凈化器存在高溫耐熱性、高機械強度、高導(dǎo)熱性及易加工等諸多優(yōu)點。使得不銹鋼載體催化劑在諸多領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，如汽車尾氣排放凈化器、甲烷部分氧化重整制合成氣及燃料電池等應(yīng)用。盡管金屬載體存在諸多優(yōu)點，但目前國際上對金屬載體催化劑反應(yīng)器工業(yè)化應(yīng)用還未成功。其主要關(guān)鍵技術(shù)難題在于金屬載體與無機催化材料之間存在較大的熱膨脹系數(shù)差別，使得金屬載體與催化劑層的結(jié)合強度達不到要求而從金屬表面脫落下來。因此金屬基片上的涂敷粘結(jié)性成了許多研究者重要的課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種適合于不銹鋼載體或基體上涂敷的復(fù)合催化劑的制備方法；本發(fā)明的另一目的是解決不銹鋼載體涂敷的催化劑存在著催化劑與不銹鋼載體黏附性能差的問題，特別是在高溫下的牢固結(jié)合問題，本發(fā)明的又一目的是制備具有優(yōu)良催化活性和高溫熱穩(wěn)定的復(fù)合催化劑。本發(fā)明一種不銹鋼載體復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于具有以下的過程和步驟.-a.不銹鋼載體的預(yù)處理將不銹鋼載體先用稀酸溶液煮沸腐蝕處理，然后用去離子水超聲清洗并烘干，得到表面潔凈的不銹鋼載體；b.涂敷漿料在上述經(jīng)處理后的不銹鋼基體上涂敷一層作為中間過渡層的漿液；作漿液的配制方法為用一定量的擬薄水鋁石粉與水按l:3重量比配制而成的漿料；充分攪拌使之混合均勻，并滴加磷酸調(diào)至PH值為34的酸性漿料；以浸漬的方式將不銹鋼載體進行23次掛漿涂敷；c.制備NiLiLa/Y-Al203負載型催化劑先制備NiLiLa/Y-A1A負載催化劑，其制備方法如下所述(1)設(shè)計催化劑的組成及其重量百分比為硝酸鎳2630%，硝酸鑭1620%，硝酸鋰24%，載體廣A12035052%:(2)按上述配方，先將一定量的硝酸鎳，硝酸鑭和硝酸鋰和水配制成含Ni，U，Li離子的混合溶液；然后將y-Al203粉料載體倒入含Ni，U，U離子混合溶液中充分攪拌均勻，浸漬24小時；(3)然后炒干，并在80090(TC溫度下煅燒46小時，然后隨爐冷卻后，得到NiLiLa/廣A1203負載型催化劑b.將上述NiLiLa/Y-Al203負載催化劑涂敷在已涂敷有擬薄水鋁石粉漿液的不銹鋼基體上，然后放于烘箱內(nèi)于80ll(TC下烘干，隨后再在馬弗爐內(nèi)于80085(rC下煅燒3060分鐘，隨爐冷卻至室溫，即得到不銹鋼載體用得復(fù)合催化劑。本發(fā)明的另一種制備方法特征如下本發(fā)明的一種不銹鋼載體復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于具有以下的過程和步驟a.不銹鋼載體的預(yù)處理將不銹鋼載體先用稀酸溶液煮沸腐蝕處理，隨后用去離子水超聲清洗；然后放于馬弗爐內(nèi)80(TC下焙燒2小時，得到表面潔凈、覆蓋均勻氧化膜的不銹鋼載體或基體；b.制備NiLiLa/"rAlA負載催化劑先制備NiLiLa/"rAlA負載催化劑，其制備方法如下所述(1)設(shè)計催化劑的組成及其重量百分比為硝酸鎳2630%，硝酸鑭1620%，硝酸鋰24%，載體y-A12035052%:(2)按上述配方，先將一定量的硝酸鎳，硝酸鑭和硝酸鋰加水配制成含Ni,La，Li離子的混合溶液；然后將1^\1203粉料載體倒入含Ni，La，Li離子混合溶液中充分攪拌均勻，浸漬24小時；(3)然后炒干，并在80090(TC溫度下煅燒46小時，然后隨爐冷卻后，得到NiLiLaA-Al203負載型催化劑，備用；c.配制混合催化劑漿料另外配制擬水薄鋁石粉漿料，其配制方法是用一定量的擬薄水鋁石粉與水按1:3重量比配制成擬薄水鋁石粉漿料；并用適量磷酸調(diào)至ra值為34呈酸性；然后將上述所制得的NiLiLa/Y-AlA進一步粉碎并過篩至200目；將該細粉狀的MLiLa/Y-A:U03催化劑與所述的擬薄水鋁石粉漿液共同混合，配制成混合催化劑漿料；d.將上述混合催化劑漿料浸漬上述經(jīng)處理后的不銹鋼基體，使不銹鋼基體掛漿涂敷，然后放于烘箱內(nèi)于8011(TC下烘干，隨后再在馬弗爐內(nèi)于800850。C下煅燒3060分鐘，隨爐冷卻至室溫，即得到不銹鋼載體復(fù)合催化劑。上面所述的混合催化劑漿料的浸漬涂敷過程可重復(fù)進行二次以上，使其催化劑的擔載量達到2040%。本發(fā)明方法的優(yōu)點和特點如下所述本發(fā)明方法制備的復(fù)合催化劑由于涂敷有一層擬薄水鋁石粉漿液，所以起到中間過渡層作用，能將催化劑與不銹鋼基體之間產(chǎn)生一定強度的粘結(jié)力，使復(fù)合催化劑能很好地負載于不銹鋼基體的表面；并且即使在高溫下也不會使其脫落。本發(fā)明方法制得的不銹鋼載體用復(fù)合催化劑還具有較優(yōu)良的催化活性和較好的高溫熱穩(wěn)定性。本發(fā)明的復(fù)合催化劑使用于304、302和FeCrAl等系列的不銹鋼。具體實施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的基體實施例敘述于后實施例1:首先將不銹鋼載體或基體用稀鹽酸煮沸腐蝕30分鐘，隨后用去離子水超聲清洗并于ll(TC烘箱烘干，得到表面潔凈的不銹鋼基體。然后用10g擬薄水鋁石粉末與水按重量比1:3混合，充分攪拌使之混合均勻，并添加8ml的磷酸配制成酸性漿液，其PH值為3.5;然后已浸漬的方式將不銹鋼載體或基體進行2次掛漿涂敷，用壓縮空氣吹去堵塞在孔道中的漿液。稱量配制NiLiLa/廣A1A負載型催化劑，稱取0.6089gLiN03，3.4424gLa(N03)26H20及5.4711gNi(N03)26H20并用12ml去離子水將其充分溶解完全，得到含有Ni,La，Li金屬離子的混合溶液；然后將10g60目Y-A1A載體浸漬于所述混合溶液中，靜置24小時；然后烘干，并在80(TC下焙燒5小時，然后隨爐冷卻至室溫，得NiLiLa/Y-AlA負載型催化劑。將上述的NiLiLa/Y-A1203負載型催化劑涂敷在已涂敷有擬薄水鋁石粉漿料的不銹鋼基體上，然后在放在馬弗爐中內(nèi)于80(TC下煅燒30分鐘，隨后冷卻至室溫，即得到適合于不銹鋼基材用的復(fù)合催化劑。實施例2:本實施例的制備過程和步驟如下所述首先將不銹鋼載體先用0.lmol/L稀鹽酸溶液煮沸腐蝕30min，隨后用去離子水超聲清洗;然后放于馬弗爐內(nèi)80(TC下煅燒30分鐘，得到表面潔凈。覆蓋均勻氧化膜的不銹鋼載體或基體。制備NiLiLa/Y-Al203負載型催化劑，稱取0.6089gLiN03，3.4424gLa(N03)26H20及5.4711gNi(N03)26H20并用12ml去離子水將其充分溶解完全，得到含有Ni，La，Li金屬離子的混合溶液；然后將10g60目Y-Al203載體浸漬于所述混合溶液中，靜置24小時；然后烘干，并在80(TC下焙燒5小時，然后隨爐冷卻至室溫，得NiLiLa/廣A1A負載型催化劑。另外，配制擬薄水鋁石粉漿液；稱取10g擬薄水鋁石粉與水按重量比l:3混合，充分攪拌使混合均勻；并滴加8ml磷酸配制成酸性漿料，其ra值為3.5;將上述所制得的NiLiLa/Y-Al203進一步粉碎并過篩200目；將其細粉狀的NiLiLa/Y-A1203催化劑與所述的擬薄水鋁石粉漿液共同混合，配制成混合催化劑漿料。將上述混合催化劑漿料浸漬上述處理后的不銹鋼基體，使不銹鋼基體掛漿涂敷；隨后在同樣重復(fù)掛槳涂敷一次，使其催化劑擔載量達30%;然后放于烘箱內(nèi)于ll(TC下烘干，隨后于馬弗爐中然后在放在馬弗爐中內(nèi)于80(TC下煅燒30分鐘，隨后冷卻至室溫，即得到適合于不銹鋼基材用的復(fù)合催化劑。評價試驗取用上述實施例1所得的復(fù)合催化劑，在常壓固定床氣體連續(xù)流動反應(yīng)裝置上進行甲烷水蒸氣重整試驗，反應(yīng)溫度875'C、l個大氣壓下，實驗結(jié)果見如下表l。表l甲垸水蒸氣重整后各參數(shù)值<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>試驗說明，本發(fā)明方法制得的復(fù)合催化劑具有較好的催化性能。權(quán)利要求1.一種不銹鋼載體復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于具有以下的過程和步驟a.不銹鋼載體的預(yù)處理將不銹鋼載體先用稀酸溶液煮沸腐蝕處理，然后用去離子水超聲清洗并烘干，得到表面潔凈的不銹鋼基體；b.涂敷漿料在上述經(jīng)處理后的不銹鋼基體上涂敷一層作為中間過渡層的漿液；作漿液的配制方法為用一定量的擬薄水鋁石粉與水按1∶3重量比配制而成的漿料；充分攪拌使之混合均勻，并滴加磷酸調(diào)至PH值為3～4的酸性漿料；以浸漬的方式將不銹鋼載體進行2～3次掛漿涂敷；c.制備NiLiLa/γ-Al2O3負載型催化劑先制備NiLiLa/γ-Al2O3負載催化劑，其制備方法如下所述(1)設(shè)計催化劑的組成及其重量百分比為硝酸鎳26～30％，硝酸鑭16～20％，硝酸鋰2～4％，載體γ-Al2O350～52％(2)按上述配方，先將一定量的硝酸鎳，硝酸鑭和硝酸鋰加水配制成含Ni，La，Li離子的混合溶液；然后將γ-Al2O粉料載體倒入含Ni，La，Li離子混合溶液中充分攪拌均勻，浸漬24小時；(3)然后炒干，并在800～900℃溫度下煅燒4～6小時，然后隨爐冷卻后，得到NiLiLa/γ-Al2O3負載催化劑；d.將上述NiLiLa/γ-Al2O3負載催化劑再涂敷在已涂敷有擬薄水鋁石粉漿液的不銹鋼基體上，然后放于烘箱內(nèi)于80～110℃下烘干，隨后再在馬弗爐內(nèi)800～850℃下煅燒30～60分鐘；隨爐冷卻至室溫，即得到不銹鋼載體復(fù)合催化劑。2.—種不銹鋼載體復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于具有以下的過程和步驟a.不銹鋼載體的預(yù)處理將不銹鋼載體先用稀酸溶液煮沸腐蝕處理，隨后用去離子水超聲清洗；然后放于馬弗爐內(nèi)80(TC下焙燒2小時，得到表面潔凈、覆蓋均勻氧化膜的不銹鋼載體或基體；b.制備NiLiLa/Y-Al203負載催化劑先制備NiLiLa/Y-A1A負載催化劑，其制備方法如下所述(1)設(shè)計催化劑的組成及其重量百分比為硝酸鎳2630%，硝酸鑭1620%，硝酸鋰24%，載體y-AlA5052%:(2)按上述配方，先將一定量的硝酸鎳，硝酸鑭和硝酸鋰加水配制成含Ni，La，Li離子的混合溶液；然后將7^1203粉料載體倒入含Ni，La，Li離子混合溶液中充分攪拌均勻，浸漬24小時；(3)然后炒干，并在800900。C溫度下煅燒46小時，隨爐冷卻得到NiLiLa/Y-A1203負載催化劑，備用；c.配制混合催化劑漿料另外配制擬水薄鋁石粉漿料，其配制方法是用一定量的擬薄水鋁石粉與水按l:3重量比配制成擬薄水鋁石粉漿液；并用適量磷酸調(diào)至PH值為34呈酸性；然后將上述所制得的NiLiLa/Y-Al203進一步粉碎并過篩至200目；將細粉狀的NiLiLa/Y-Al203與所得擬薄水鋁石粉漿液共同混合；配置成混合催化劑漿料；d.將上述混合催化劑漿料浸潰上述經(jīng)處理后的不銹鋼基體，使不銹鋼基體掛漿涂敷；然后放于烘箱內(nèi)于80110。C下烘干，隨后于馬弗爐中于800850。C下煅燒3060分鐘，隨爐冷卻至室溫，即制得不銹鋼載體復(fù)合催化劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種不銹鋼載體復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于所述的混合催化劑漿料的浸漬涂敷可重復(fù)進行兩次以上，使其催化劑的擔載量達到2040%。全文摘要本發(fā)明涉及一種適合于不銹鋼載體的復(fù)合催化劑的制備方法，屬催化劑制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明的催化劑載體由擬薄水鋁石、γ-Al₂O₃組成，其活性組分為NiO，La₂O₃及LiO混合氧化物；主要通過浸漬方式涂敷于不銹鋼載體或基體上。不銹鋼上的催化劑擔載量在20-40％之間；所制得的復(fù)合催化劑與不銹鋼之間結(jié)合牢固，具有很好的黏附力，而且該催化劑的熱穩(wěn)定性及催化性能均較好。本發(fā)明的復(fù)合催化劑在汽車尾氣排放凈化器、甲烷部分氧化重整制合成氣及燃料電池等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。文檔編號B01J23/83GK101444741SQ20091004481公開日2009年6月3日申請日期2009年1月4日優(yōu)先權(quán)日2009年1月4日發(fā)明者丁偉中,岳寶華,張云妍,張玉文,楊志彬,汪承磊,魯雄剛申請人:上海大學