堇青石蜂窩陶瓷載體涂層制備研究

蜂窩陶瓷載體 堇青石的化學(xué)成分是2mgo-al2o3-5sio2。各組分按重量百分比來計(jì)算，分別為：mgo=13.8%,al2o3=34.8% 和sio2=51.4%。它的熱膨脹系數(shù)很小，是我們觸媒轉(zhuǎn)化器中所使用的蜂窩瓷載體的主要原料。 堇青石材料由穩(wěn)定的alsi5o13正六邊形結(jié)構(gòu)組成。正六邊形環(huán)狀結(jié)構(gòu)的六個(gè)角落分別由五個(gè)sio4正四面體 及一個(gè)alo4正四面體結(jié)晶組成，正六邊形環(huán)狀結(jié)構(gòu)之間由alo6正八面體及mgo6正八面體連結(jié)成理想的 a-堇青石結(jié)晶。a-堇青石結(jié)晶對產(chǎn)品的低熱膨脹系數(shù)和極佳的抗熱沖擊性有決定性的影響。 堇青石陶瓷載體可使用溫度約1300℃。加上高密度的蜂窩結(jié)構(gòu)(400孔每平方英寸)及超薄壁厚(0.15mm) 的幾何外形使載體有極大的幾何表面積、低排氣阻力、化學(xué)性質(zhì)安定、升溫迅速等特性，因此，它成為我 們

利用xps,pls,xrd,bet,tem等現(xiàn)代分析手段,研究了本實(shí)驗(yàn)中制備的經(jīng)鑭和鋇修飾的改性氧化鋁涂層的熱穩(wěn)定性和改性機(jī)理,認(rèn)為介穩(wěn)態(tài)的γ相向介穩(wěn)態(tài)的δ相和θ相轉(zhuǎn)變和氧化鋁顆粒的長大是改性涂層高溫?zé)Y(jié)的原因,鑭和鋇的加入可有效地抑制介穩(wěn)態(tài)的氧化鋁向熱力學(xué)上穩(wěn)定的α-al2o3的轉(zhuǎn)變,一定程度上提高了氧化鋁的高溫?zé)岱€(wěn)定性。通過考察la3+與ba2+在改性氧化鋁涂層中的分布規(guī)律,提出摻雜離子進(jìn)入氧化鋁晶格缺陷的改性機(jī)理,并探討了不同類型的缺陷的大小和濃度隨溫度的變化規(guī)律。

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以擬薄水鋁石為原料,硝酸為膠溶劑,添加聚乙二醇(peg)制備鋁溶膠,并對堇青石蜂窩陶瓷載體進(jìn)行γ-al2o3涂層?？疾炝瞬煌肿恿?400,6000和20000)聚乙二醇的添加對溶膠黏度,粒徑分布以及涂覆涂層負(fù)載量和重現(xiàn)性的影響;利用bet法測定了溶膠中添加不同分子量的聚乙二醇后,涂層比表面積的變化;超聲波振蕩檢測了堇青石蜂窩陶瓷載體涂層的結(jié)合牢固性;由sem照片觀察涂層的表面形貌。結(jié)果表明,聚乙二醇的添加,增大了溶膠的黏度,提高了載體涂層的負(fù)載量、比表面積和結(jié)合牢固度。添加劑聚乙二醇分子量的不同對溶膠和載體涂層性能的影響也不同,聚乙二醇20000的添加使溶膠黏度和涂層負(fù)載量的增加程度更明顯,而添加聚乙二醇400制備溶膠的粒徑小,分布范圍窄,涂覆涂層均勻、牢固且比表面積大。

用硝酸溶液對堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷樣品進(jìn)行處理,以堇青石為第1載體,浸漬涂覆摻雜稀土離子的自制-γal2o3為第2載體,以增加堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷的比表面積.加入鑭提高了催化劑的抗燒結(jié)性能,防止在高溫條件下催化劑表面積的損失.分析了-γal2o3的負(fù)載量及其焙燒溫度對堇青石比表面積的影響.運(yùn)用xrd、bet、sem技術(shù)手段進(jìn)行表征.

以堇青石蜂窩陶瓷(cc)為載體、cuo和不同助劑為活性組分,用浸漬法制備cuo/cc、cuo-nio/cc和cuo-nio-ceo2/cc催化劑,采用tpr、xrd和xps等測試方法對催化劑進(jìn)行表征。tpr結(jié)果表明,催化劑主要以cu2+形式存在。采用程序升溫和恒溫法在固定床反應(yīng)器常壓條件下研究了以尿素作還原劑還原模擬汽車尾氣中的no。結(jié)果顯示,cuo-nio-ceo2/cc催化劑在(150~350)℃具有較高的活性,250℃時(shí)具有較高的轉(zhuǎn)化率。

. .. 蜂窩狀汽車尾氣凈化器載體 1范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了蜂窩狀汽車尾氣凈化器載體的分類、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝 和貯運(yùn)。 本標(biāo)準(zhǔn)主要適用于機(jī)動(dòng)車尾氣、工業(yè)有機(jī)廢氣凈化催化劑用的載體—堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷，其 它用途和材質(zhì)的蜂窩陶瓷也可參照執(zhí)行。 2規(guī)范性引用文件 下列文件通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修 改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方研究是否 可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。 jc/t686-1998蜂窩陶瓷 gb/t4734-1996陶瓷材料及制品化學(xué)分析方法 3術(shù)語 本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義、符號： 孔密度：蜂窩陶瓷每單位橫截面積上分布孔的個(gè)數(shù)，其單位為孔/㎝2。 孔壁缺陷：在蜂窩陶瓷的端面上由擠出成型引起的軸向孔壁缺損而導(dǎo)致相鄰二

以高嶺土、滑石和氧化鋁粉為主要原料,以面粉和活性炭為成孔劑,按堇青石理論化學(xué)組成配料,經(jīng)球磨、壓濾、練泥、陳腐后,擠壓成型為孔密度為每平方英寸100個(gè)孔,孔壁厚0.3mm的坯體,干燥后,做不同溫度(1280、1300、1340和1380℃)保溫3h和1300℃保溫不同時(shí)間(3、4、5、6h)的燒成試驗(yàn),然后檢測燒后試樣的顯氣孔率和熱膨脹系數(shù),并進(jìn)行xrd和sem分析。結(jié)果表明:(1)在1340℃保溫5h燒成可制備出顯氣孔率約為60%,平均熱膨脹系數(shù)(室溫～800℃)為1.67×10-6℃-1的純堇青石相蜂窩陶瓷。(2)在1280～1380℃保溫5h燒成的堇青石蜂窩陶瓷的顯氣孔率及吸水率均沒有顯著差異。在1300℃的燒成溫度下,當(dāng)保溫時(shí)間由3h增加到4h時(shí),試樣的顯氣孔率和吸水率略有下降;繼續(xù)延長保溫時(shí)間,試樣的顯氣孔率和吸水率變化不大。(3)在保溫5h的條件下,當(dāng)燒成溫度從1280℃升至1340℃時(shí),試樣的熱膨脹系數(shù)逐漸降低;當(dāng)燒成溫度從1340℃升至1380℃時(shí),試樣的熱膨脹系數(shù)升高。在燒成溫度為1300℃的條件下,當(dāng)保溫時(shí)間從3h增加到5h時(shí),試樣的熱膨脹系數(shù)逐漸降低;從5h增加到6h時(shí),試樣的熱膨脹系數(shù)升高。(4)與1300℃燒成的試樣相比,1340℃燒成的試樣中有較多呈短柱狀的堇青石晶粒,且氣孔平均孔徑較大。

以高嶺土、滑石和氧化鋁為主要原料采用生料一次燒結(jié)工藝制備低膨脹堇青石蜂窩陶瓷,研究了堿金屬氧化物k2o和na2o(用r2o表示)含量對試樣熱膨脹系數(shù)、顯氣孔率和抗壓強(qiáng)度的影響,并利用x射線衍射儀、掃描電鏡分析了試樣的物相組成和斷面形貌。研究表明,r2o含量在0.22%以下時(shí)制備的堇青石蜂窩陶瓷的熱膨脹系數(shù)可達(dá)0.56×10-6/℃,從0.22%增加到0.52%時(shí),熱膨脹系數(shù)增加到1.58×10-6/℃,顯氣孔率逐漸降低,而抗壓強(qiáng)度增大;r2o含量為0.12%的基礎(chǔ)配方試樣主要由定向排列的片狀堇青石晶粒構(gòu)成,呈疏松多孔結(jié)構(gòu),氣孔小,隨著r2o含量的增加,氣孔尺寸變大而數(shù)量減少。

選用3種不同的優(yōu)質(zhì)粘土、滑石及工業(yè)氧化鋁,通過一定的工藝控制,在1390℃的燒成溫度、保溫4h的條件下,研制出純度較高。結(jié)晶性較好,熱膨脹系數(shù)(20～1000℃)分別為1.48×10-6,1.50×10-6/℃和1.54×10-6/℃,氣孔率分別為15％,25％和33％的堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體。較低的熱膨脹系數(shù)保證了載體有優(yōu)異的抗熱震性能,高的氣孔率有利于后期催化劑的浸漬。實(shí)驗(yàn)表明:堇青石陶瓷成分的選擇及雜質(zhì)相的含量對于膨脹系數(shù)影響顯著。

蜂窩陶瓷用堇青石

蜂窩陶瓷廣泛應(yīng)用于汽車尾氣凈化器載體、臭氧抑制催化劑載體、冶金工業(yè)的熱交換和金屬液的過濾等行業(yè)。堇青石因具有體積密度小、熱膨脹系數(shù)小和結(jié)構(gòu)較疏松等特點(diǎn)成為生產(chǎn)蜂窩陶瓷的首選材料。筆者概述了堇青石的結(jié)構(gòu)、組成及應(yīng)用,闡述了合成堇青石的原料、方法,以及介紹了合成堇青石的研究進(jìn)展。

采用堇青石為主要原料,探討了球磨時(shí)間、燒成溫度和保溫時(shí)間等工藝條件對多孔堇青石材料的孔徑及其分布、氣孔率、抗壓強(qiáng)度和熱膨脹特性等性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,在合適的工藝條件下,可獲得平均孔徑小于5um、膨脹系數(shù)低于1.60×10-6/℃、孔隙率和抗壓強(qiáng)度分別大于50%和15mpa的多孔堇青石基體材料。

堇青石蜂窩陶瓷以其優(yōu)異的熱性能和機(jī)械性能,在機(jī)動(dòng)車尾氣凈化中廣泛用作催化轉(zhuǎn)化器載體、顆粒物捕集器等,是機(jī)動(dòng)車尾氣凈化中的一類關(guān)鍵材料。隨著尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格,對堇青石蜂窩陶瓷的規(guī)格和性能提出了更高的要求?；谳狼嗍涓C陶瓷的擠出法生產(chǎn),從工藝路線、原料規(guī)格、雜質(zhì)元素的影響等方面入手,總結(jié)了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,并探討了進(jìn)一步提高產(chǎn)品品質(zhì)的可能途徑,以提高中國堇青石蜂窩陶瓷產(chǎn)品的國際競爭力,促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷載體表面改性前后的SEM和EDS研究

本文研究了采用一種新開發(fā)的粘土原料———累托石、滑石和工業(yè)氧化鋁制備堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷的工藝過程。測定了樣品的理化性能,并采用xrd、sem對樣品的相組成和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,蜂窩陶瓷的主晶相為堇青石,氣孔率34.88%,間壁密度達(dá)1.72g/cm3,間壁氣孔尺寸為1～20μm,抗熱震性達(dá)700℃。

在堇青石塊狀蜂窩陶瓷載體上原位合成分子篩的方法

以潞安煤矸石為主要原料,輔以少量工業(yè)菱鎂礦、滑石和成型助劑,制備出堇青石蜂窩陶瓷。用x-射線衍射儀(xrd)和掃描電鏡(sem)分別表征了蜂窩陶瓷的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明樣品由片狀晶相和大量微孔組成,晶相主要為堇青石。考察了各影響因素對蜂窩陶瓷性能的影響,實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)總含液量約為30%、陳腐時(shí)間24h,煅燒溫度1200～1300℃下保溫4～6h時(shí),蜂窩陶瓷載體的成型效果及性能較優(yōu)。

本文介紹了堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷的超低熱膨脹特點(diǎn),分析了其超低熱膨脹機(jī)理,闡述了影響堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷超低脹系數(shù)的主要工藝因素,指出制備超低熱膨脹系數(shù)的堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷的主要途徑。

選取球狀堇青石蜂窩陶瓷作為催化劑基體,制備了cumn/zralti-堇青石蜂窩陶瓷催化劑,采用xrd、x射線光電子能譜(xps)、比表面積測定(bet)等分析方法對其進(jìn)行了表征,測定了其催化濕式氧化含酚廢水的活性及催化劑抗壓強(qiáng)度、脫落率、cu2+溶出濃度等性能指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:cumn/zralti-堇青石蜂窩陶瓷催化劑在反應(yīng)溫度220℃、壓力5mpa、攪拌速率為600r/min時(shí),催化濕式氧化反應(yīng)300min,cod去除率可達(dá)94.6%;球狀cumn/zralti-堇青石蜂窩陶瓷催化劑具有強(qiáng)度高、易裝填、易更換、脫落率低等特點(diǎn),cu2+溶出濃度低于國家排放標(biāo)準(zhǔn),適合工業(yè)化處理含酚廢水。

一種新的蜂窩陶瓷制備工藝方法 申請?zhí)?專利號：200910043017 本發(fā)明公開了一種新的蜂窩陶瓷制備工藝方法，其方法步驟是：將牛膠、明膠、骨膠中一種或一種以上攪拌 混合加水升溫溶解熬熟，制成混合溶液，再將混合溶液用80目篩過濾，濾液成為臨時(shí)黏結(jié)劑，在蜂窩陶瓷粉 料中分別加入蜂窩陶瓷粉料重量5~10％的臨時(shí)黏結(jié)劑、0.5－2％的纖維素醚和5－10％的潤滑劑，進(jìn)行捏合和 真空練泥，形成具有良好的可塑性蜂窩陶瓷泥坯，將泥坯制成坯體，再定型干燥，將坯體置入窯爐中燒制而 成?？山档蛿D壓成型生產(chǎn)蜂窩陶瓷的生產(chǎn)成本，每立方米蜂窩陶瓷成本可降低成本600元以上，提高了產(chǎn)品燒 成合格率，它可大大減少有害氣體的排放，改善工作環(huán)境，提高人們健康水平，有利于環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡， 增加了經(jīng)濟(jì)效益，具有很好的社會效益。 蜂窩陶瓷的成型 蜂窩陶瓷的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀是由擠出成型而形成的，它的形狀是

以tio2/al2o3/堇青石蜂窩陶瓷為載體,以v2o5moo3wo3為活性組分,用于氨法選擇性催化還原煙氣中no的新型催化劑,并對該催化劑的活性性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了評價(jià)和表征.同時(shí),將該催化劑的活性性能與其它幾種活性組分相同但載體、制備方法、結(jié)構(gòu)不同的催化劑進(jìn)行了對比.對比結(jié)果表明,該新型催化劑能取得最好的選擇性催化還原氮氧化物催化性能.bet、ftir、xps表征實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,其高催化活性得益于大比表面積及大孔體積,而tio2/al2o3/堇青石蜂窩陶瓷載體及其制備方法對獲得好的催化劑構(gòu)型起了至關(guān)重要的作用.