[其他]嵌有高表面積相的整體催化劑載體的制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000001117
• 申請(qǐng)日: 1986-02-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1005681B
• 公開(kāi)（公告）日: 1989-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 普魯諾布·巴特霍姆;歐文·莫里斯·拉契曼;勞倫斯·安德烈·諾德萊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 康寧玻璃廠
• 代理公司: 上海專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 徐株宏

本發(fā)明提供一種整體催化劑載體的制造方法及其產(chǎn)品，所述的整體陶瓷催化劑載體具有嵌埋入整體結(jié)構(gòu)內(nèi)的多孔性氧化物的高表面積相，該多孔性氧化物相是被摻合在作為高散的不連續(xù)相的可燒結(jié)的陶瓷結(jié)構(gòu)內(nèi)，因而，在陶瓷結(jié)構(gòu)內(nèi)具有作為有效的催化劑載體所必需的高的表面積，該陶瓷結(jié)構(gòu)經(jīng)燒結(jié)后達(dá)到相當(dāng)高的密度和強(qiáng)度。

本發(fā)明涉及一種整體催化劑載體的制造方法及其產(chǎn)品，特別是指含有摻合在陶瓷基體內(nèi)的分散的高表面相的蜂窩狀載體。

傳統(tǒng)的陶瓷整體催化劑由具有高表面材料涂層的陶瓷載體組成，而催化劑實(shí)際上沉積在高表面材料的涂層上。尤其，陶瓷載體的一般制法是：首先，在高溫下燒結(jié)白土或其它陶瓷材料的模，以賦于其密度和強(qiáng)度，該制法通常導(dǎo)致陶瓷體有非常小的表面積;其次，陶瓷必須用具有更高表面積和特殊的化學(xué)特性的另一種材料涂覆，而催化劑實(shí)際上沉積在其上面。這種在低表面積陶瓷壁上沉積高表面積“修補(bǔ)基面涂層”的方法已被公開(kāi)，例如美國(guó)專(zhuān)利號(hào)2，742，437和3，824，196。

這類(lèi)催化劑載體有若干缺點(diǎn)，該載體在使用時(shí)暴露在常含塵?；蝾w粒物質(zhì)的氣體流中，可能引起高表面積涂層從襯底的陶瓷載體上剝落下來(lái)，由于修補(bǔ)基面涂層和襯底陶瓷材料常有不同的熱膨脹系數(shù)，在載體暴露于熱循環(huán)中時(shí)也會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象。而且，沉積在高表面積修補(bǔ)基面涂層上的催化劑對(duì)中毒是敏感的，例如使用在汽車(chē)轉(zhuǎn)換器中受鉛或磷的中毒，因此必須定期再生或更換。于是，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種有高表面積的整體載體及其制造方法，該載體不易磨損，而且以阻止中毒的方式載持催化劑。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種既有好的機(jī)械性能，又能保持多孔性，并且具有為適當(dāng)?shù)拇呋δ芩匦璧母弑砻娣e的整體載體及其制造方法，所述的本發(fā)明可達(dá)到上述這些目的和其它一些目的。

本發(fā)明提供了一種整體催化劑載體的制造方法，該整體催化劑載體由基本上連續(xù)的陶瓷基體相和嵌埋在其中的、不連續(xù)的、高表面積載體相組成，該方法是：

（A）將可燒結(jié)陶瓷材料與可用于該陶瓷材料的增塑劑/粘合劑混合制成一定形狀的基體成型體。

（B）將焙燒后其比表面積至少達(dá)20米²/克的多孔性氧化物與上述增塑劑/粘合劑混合制成與上述成型體形狀、大小大致相同的載體成型體，其中多孔性氧化物選自氧化鋁、二氧化硅、鋁酸鎂尖晶石、二氧化鈦、氧化鋯、沸石或它們的混合物，

（C）將上述（A）、（B）兩種成型體按基體與載體至少1.3∶1的比例充分混合，使載體成型體在整個(gè)混合物料內(nèi)呈均勻分布，

（D）將上述混合物料（C）擠壓成所要求的整體形狀。

（E）加熱焙燒使其中的陶瓷材料燒結(jié)。

用這種方式制備的整體載體包含了經(jīng)燒結(jié)后達(dá)到所要求的強(qiáng)度級(jí)的陶瓷基體和匯集在陶瓷基體內(nèi)為載體催化劑提供高表面積的不連續(xù)且分散的多孔性氧化物相。已公認(rèn)：陶瓷雖經(jīng)燒結(jié)其本身是多孔性的;而高表面積的氧化物材料，即使在陶瓷壁內(nèi)也是容易為目的氣體流所接近的，并且提供了合適的表面積和延長(zhǎng)了催化劑壽命。由于高表面積材料（催化活性材料沉積在其上面）嵌埋入蜂窩狀物的壁內(nèi)，它或者被完全掩埋入，使其完全免于磨損，或者其本身形成蜂窩狀壁的基本部分，而且在過(guò)于深處所以不會(huì)完全剝落。此外，高表面積材料被充分埋入到這樣的程度，以致陶瓷起到過(guò)濾器的作用，被認(rèn)為可在毒物接觸催化劑和給予催化劑本身不利影響前消除或結(jié)合毒物。與迄今所用的載體相比，本發(fā)明的整體催化劑的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是重量較輕，其原因是用較輕的高表面積氧化物相取代了較重的陶瓷材料。在要求催化劑必須被熱活化和迅速起作用的那些應(yīng)用中，例如汽車(chē)催化轉(zhuǎn)換器，在本發(fā)明整體載體中被減少了的熱質(zhì)允許更迅速地達(dá)到“點(diǎn)火”溫度。

圖1描述了長(zhǎng)粒基體和載體混合物的橫截面，指出了所述兩體的空間關(guān)系。圖2是在混合物擠出通過(guò)棒型模后的放大了的橫截面的描述。圖3是顯示載體相嵌埋入陶瓷結(jié)構(gòu)壁內(nèi)的部分蜂窩結(jié)構(gòu)壁的放大圖象。