3h，獲得10-100微米的多孔 微米球顆粒，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔徑為5-100nm，孔容為0.1-0.8cm 3/g。其中，鈀的含量為 0.5%〇
[0112] 2、將所獲得的催化劑前驅(qū)體作為噴涂粉通過等離子體噴涂設(shè)備噴涂至金屬蜂窩 基底表面上，所述金屬蜂窩基底包括蜂窩狀結(jié)構(gòu)體，所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)體包括沿所述蜂窩孔 的徑向方向延伸的裸露表面，在此過程中，所述等離子體噴涂設(shè)備的氣流量為200L/min，所 述等離子體噴涂設(shè)備的噴槍出口與所述金屬基底表面的距離為150mm，送粉量為100g/min， 所述等離子體噴涂設(shè)備的噴槍出口朝向所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的裸露表面旋轉(zhuǎn)噴涂，初始噴 涂方向與所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的裸露表面所在的平面之間的夾角為35度，夾角以50度/min的 速率在30-150度之間連續(xù)變化，其中，所述金屬蜂窩基底的蜂窩孔的目數(shù)為600目，蜂窩孔 的深度為l〇mm，孔壁厚度小于1mm，蜂窩孔的截面形狀為圓形，所獲得的催化劑涂層的孔隙 率為0.25。
[0113] 實(shí)施例4
[0114] 將所述實(shí)施例4所提供的催化劑記為催化劑4。
[0115] 所述催化劑2的具體制備方法為：
[0116] 1、制備催化劑前驅(qū)體，所述催化劑前驅(qū)體由多孔微米球顆粒組成，所述多孔微米 球顆粒由如下方法制備獲得：
[0117]將納米氧化鈰、氯化鈀、淀粉和水混合球磨至均一漿液；
[0118] 將漿液通過噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧造粒，并在500°C煅燒2h，獲得10-100微米的多孔 微米球顆粒，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔徑為5-100nm，孔容為0.1-0.8cm 3/g。其中，鈀的含量為 0.5%〇
[0119] 2、在所獲得的催化劑前驅(qū)體內(nèi)添加20%實(shí)心球微米顆粒獲得噴涂粉，所述實(shí)心球 微米顆粒與所述多孔微米球顆粒的成分一致，直徑為10-100微米，并將所述噴涂粉通過等 離子體噴涂設(shè)備噴涂至金屬蜂窩基底表面上，所述金屬蜂窩基底包括蜂窩狀結(jié)構(gòu)體，所述 蜂窩狀結(jié)構(gòu)體包括沿所述蜂窩孔的徑向方向延伸的裸露表面，在此過程中，所述等離子體 噴涂設(shè)備的氣流量為l〇〇L/min，所述等離子體噴涂設(shè)備的噴槍出口與所述金屬基底表面的 距離為100mm，送粉量為50g/min，所述等離子體噴涂設(shè)備的噴槍出口朝向所述蜂窩狀結(jié)構(gòu) 體的裸露表面旋轉(zhuǎn)噴涂，初始噴涂方向與所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的裸露表面所在的平面之間的 夾角為35度，夾角以50度/min的速率在30-150度之間連續(xù)變化，其中，所述金屬蜂窩基底的 蜂窩孔的目數(shù)為500目，蜂窩孔的深度為8mm，孔壁厚度小于1mm，蜂窩孔的截面形狀為圓形， 所獲得的催化劑涂層的孔隙率為〇. 15。
[0120] 實(shí)驗(yàn)例
[0121] -、對(duì)催化劑1-5分別進(jìn)行熱震性脫落率和超聲脫落率測試
[0122] 1、熱震性脫落率測試
[0123] 具體的，分別對(duì)催化劑1-5進(jìn)行稱重，將稱重后的催化劑1-5放入馬弗爐中1HKTC 加熱5min，分別直接放入室溫水中冷卻，重復(fù)進(jìn)行10次，再對(duì)經(jīng)過處理后的催化劑1-5進(jìn)行 稱重，減少的重量除以涂層重量就是涂層脫落率，從而獲得熱震性脫落率，各催化劑脫落率 參見表1所示。
[0124] 2、超聲脫落率測試
[0125] 具體的，分別對(duì)催化劑1-5進(jìn)行稱重，將稱重后的催化劑1-5放入乙醇溶液中在 40KHz的頻率下超聲lh，再對(duì)經(jīng)過超聲處理后的催化劑1-5進(jìn)行稱重，減少的重量除以涂層 重量就是涂層脫落率，從而獲得超聲脫落率，各催化劑脫落率參見表1所示。
[0126]表1
[0128] 結(jié)論:催化劑1-4的脫落率與催化劑5的脫落率相比明顯降低，說明本發(fā)明實(shí)施例 提供的催化劑涂層的附著力較強(qiáng)，不容易脫落，從而能夠提高金屬基底催化劑的活性和穩(wěn) 定性。
[0129] 二、對(duì)催化劑1-5的催化活性進(jìn)行測試
[0130] 以CH4催化燃燒為目標(biāo)反應(yīng)來評(píng)價(jià)催化劑的活性。采用小型固定床連續(xù)流動(dòng)反應(yīng) 裝置，反應(yīng)管為內(nèi)徑〇 l〇mm石英管，將其放置于加熱爐內(nèi)，程序升溫控制反應(yīng)溫度。利用氣 相色譜儀（SmMADZU，Model GC-2014)的TCD檢測器進(jìn)行在線檢測，對(duì)〇14、犯、02、〇)2等濃度 進(jìn)行定量分析。用下式計(jì)算甲烷的轉(zhuǎn)化率0)4=[(如40/知]\1〇〇%。其中，如為反應(yīng)前 甲烷的色譜峰面積，A x為不同溫度下反應(yīng)后甲烷的色譜峰面積。
[0131] 具體的，用催化劑1-5分別在不同的溫度下對(duì)甲烷的燃燒反應(yīng)進(jìn)行催化，并分別檢 測各組反應(yīng)中甲烷的轉(zhuǎn)化率，測試結(jié)果如表2所示。
[0132] 表2
[0134] 結(jié)論:從表2可知，通過本發(fā)明實(shí)施例提供的方法所獲得的金屬基底催化劑在用于 甲烷燃燒時(shí)，甲烷的轉(zhuǎn)化率與現(xiàn)有技術(shù)相比明顯提高。可見，本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬基底 催化劑具有較好的催化活性，而添加有實(shí)心微米球顆粒所獲得的催化劑涂層與全部為多孔 微米球顆粒所獲得的催化劑涂層相比，孔隙率較小，說明噴涂粉采用多孔微米球顆粒能夠 在所述金屬基底表面形成具有較高孔隙率的催化劑涂層，從而能夠提高催化劑涂層的比表 面積，最大程度上提高金屬基底催化劑的催化活性。
[0135] 綜上所述，通過將催化劑前驅(qū)體作為噴涂粉通過等離子噴涂技術(shù)噴涂至所述金屬 基底表面上，所述催化劑前驅(qū)體由微米球顆粒組成，所述微米球顆粒具有多孔結(jié)構(gòu)，能夠形 成牢固附著于所述金屬基底表面的催化劑涂層，該制備工藝與浸漬法相比，能夠提高催化 劑涂層的附著力，減少脫落，從而能夠提高催化劑的活性與穩(wěn)定性?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中催化 劑涂層的附著力差，從而使得催化劑的活性與穩(wěn)定均較差的缺陷。
[0136] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金屬基底催化劑的制備方法，其特征在于，包括： 將催化劑前驅(qū)體作為噴涂粉通過等離子體噴涂設(shè)備噴涂至金屬基底表面形成催化劑 涂層，其中，所述催化劑前驅(qū)體由微米球顆粒組成，所述微米球顆粒具有多孔結(jié)構(gòu)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑前驅(qū)體通過如下步驟制備 獲得： 將含有催化活性成分的化合物、造孔劑和溶劑混合研磨制成漿液； 對(duì)所述漿液進(jìn)行噴霧造粒，并在預(yù)設(shè)溫度下煅燒預(yù)設(shè)時(shí)間。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于， 所述造孔劑為淀粉或/和聚乙二醇。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于， 所述預(yù)設(shè)溫度為400-800 °C，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為2-3h。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于， 所述微米球顆粒的直徑為10-100微米，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔徑為5-100nm，孔容為0.1-0.8cm3/g〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于， 所述金屬基底為金屬蜂窩基底。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于， 所述金屬蜂窩基底的蜂窩孔的目數(shù)為100-600,孔壁厚度小于1mm。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于， 所述金屬蜂窩基底包括蜂窩狀結(jié)構(gòu)體，所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)體包括沿所述蜂窩孔的徑向方 向延伸的裸露表面，在噴涂過程中，將所述等離子體噴涂設(shè)備的噴槍出口朝向所述蜂窩狀 結(jié)構(gòu)體的裸露表面旋轉(zhuǎn)噴涂，所述等離子體噴涂設(shè)備的噴涂方向與所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的裸 露表面所在的平面之間的夾角在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)連續(xù)變化。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于， 所述預(yù)設(shè)范圍為30-150度。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于， 連續(xù)變化的速率為10-50度/min。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于， 所述方法還包括:在所述催化劑前驅(qū)體中添加輔助噴涂粉體，所述輔助噴涂粉體由實(shí) 心微米球顆粒組成。12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于， 所述等離子體噴涂設(shè)備的噴涂溫度小于所述催化劑前驅(qū)體的熔點(diǎn)。13. 根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于， 所述等離子體噴涂設(shè)備的氣流量為50-200L/min。14. 根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于， 所述等離子體噴涂設(shè)備的送粉量為5-100g/min。15. -種由權(quán)利要求1-14任一項(xiàng)所述的制備方法獲得的金屬基底催化劑，其特征在于， 所述金屬基底催化劑包括:金屬基底以及附著在所述金屬基底表面的催化劑涂層。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的金屬基底催化劑，其特征在于， 所述催化劑涂層的孔隙率為ο. 05~0.3。
【專利摘要】本發(fā)明涉及催化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬基底催化劑的制備方法。采用等離子體噴涂技術(shù)制備的催化劑涂層附著力強(qiáng)，能夠提高催化劑的活性與穩(wěn)定性。本發(fā)明實(shí)施例提供一種金屬基底催化劑的制備方法，包括：將催化劑前驅(qū)體作為噴涂粉通過等離子體噴涂設(shè)備噴涂至金屬基底表面形成催化劑涂層，其中，所述催化劑前驅(qū)體由微米球顆粒組成，所述微米球顆粒具有多孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于金屬基底催化劑的生產(chǎn)制造。
【IPC分類】B01J35/10, B01J37/02, B01J35/04, B01J35/08, B01J23/42, B01J23/63
【公開號(hào)】CN105728063
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610168066
【發(fā)明人】丁天朋, 趙偉
【申請(qǐng)人】新奧科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日