[其他]制備稀土金屬復合氧化物/合金蜂窩體催化劑的方法

在審

• 申請號: 101986000005768
• 申請日: 1986-07-30
• 公開（公告）號: CN1004992B
• 公開（公告）日: 1989-08-16
• 發明（設計）人: 徐錦航
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 代理公司: 北京工業大學專利代理事務所
• 代理人: 樓艮基;張慧

合金蜂窩載體的稀土催化劑是用于工業廢氣凈化、汽車排氣和空氣凈化的。本發明的特點在于：它的載體是多孔、雙面有金屬毛刺的、耐高溫的、高電阻的含鋁合金帶做成的薄壁蜂窩體。它的催化活性物是ＡＢＯ₃晶型或Ｋ₂ＭｇＦ₄晶型的非貴金屬復合氧化物，其主要成份是輕混合稀土和鐵。它的載附方法是多種金屬元素嚴格按化學計量比例的快速涂布干燥法。它具有強度大、導熱性好、處理能力大、價格較廉，能抗鉛等優點。

合金蜂窩載體的稀土催化劑是用于工業廢氣凈化、汽車排氣凈化和空氣凈化的。它通過氧化或還原反應將有害的廢氣轉化為二氧化碳和水，同時放出反應熱，其反應式如下：

國內外現有的合金蜂窩載體催化劑都是用貴金屬作催化活性物質，以一般的含鋁炭素鋼或不銹鋼薄帶為基材的;現有的稀土催化劑則或是做成無載體的、或是以三氧化二鋁等顆粒，或是用陶瓷蜂窩作載體的，其催化活性物質用的是ABO₃晶型或K₂MgF₄晶型等金屬復合氧化物，其主要成份是鑭系金屬、堿土金屬和鈷、鎳、銅、錳等變價金屬。本發明則是由稀土復合氧化物和合金蜂窩載體二者牢固結合而成，是一種新型的組合催化劑。

一、載體

本發明的載體是一般的耐高溫、高電阻的鐵鉻鋁或鎳鉻鋁帶材，與

Cat.表示催化劑

t.表示溫度

其他合金蜂窩載體不同之處在于，要把它軋制成0.07～0.08mm厚、50mm（或25mm或30mm）寬的長帶，再在雙面軋出0.4×0.4mm的小孔（孔距1.1～1.2mm），雙面孔邊都有金屬毛刺的突出物，其中大部份帶子要再經過波紋機軋出波紋（波高1.1～1.7mm，波距3mm左右）。這些帶材還需經過除油、酸蝕粗化和熱活化（在650℃～750℃氧化氣氛中加熱1～2小時）的予處理工序，才能獲得表面有γ-AL₂O₃保護層的活化基材。然后再把一條波紋帶和一條平帶一起繞卷，即可得到園形或橢圓形蜂窩載體。如果把波紋條和平條間隔排列亦可得到長方形、方形等蜂窩載體，可根據需要而定。附圖1即載體加工流程示意圖。

本發明的載體與顆粒狀的或陶瓷蜂窩載體相比，有如下特點：

1、由于合金的強度大、導熱性好，所以本載體的耐震、耐沖擊、耐腐蝕、耐大幅度溫度波動的性能都明顯地優于陶瓷蜂窩載體。

2、由于合金的延展性好，所以本載體的蜂窩孔孔壁很薄，孔道密度和自由截面積就大，因而本催化劑單位體積的處理能力要比陶瓷蜂窩作載體的大一倍。

3、由于合金表面形成了一層以γ-AL₂O₃為主的氧化物膜，使載體具有了良好的抗高溫氧化性，耐腐蝕性好，同時又提高了載體的比表面積。又由于鋁是從金屬內部遷移到表面的，故不會發生表面氧化膜脫落的現象。

本發明的載體與國內外現有的合金蜂窩載體相比，由于雙面帶毛刺的小孔增加了載體表面的附著力和比表面積，使催化活性物易于涂上，而且催化活性良好。尤其是合金蜂窩載體表面和催化活性物質之間可以設法形成金屬鏈，使本發明的涂層載附非常牢固。這很有利于延長催化劑的使用壽命。

此外，耐高溫、高電阻的載體還可以直接通電加熱，所以用本發明方法制成的催化劑做成催化加熱元件在通電以后，其表面可以迅速地達到足夠的溫度以保證催化反應進行，從而可省去廢氣予熱器，節省了催化凈化裝置的基建投資和運轉費用。

二、催化活性物質：