一種金屬基底催化劑的制備方法技術

本發明專利技術涉及催化技術領域，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制備的催化劑涂層附著力強，能夠提高催化劑的活性與穩定性。本發明專利技術實施例提供一種金屬基底催化劑的制備方法，包括：將催化劑前驅體作為噴涂粉通過等離子體噴涂設備噴涂至金屬基底表面形成催化劑涂層，其中，所述催化劑前驅體由微米球顆粒組成，所述微米球顆粒具有多孔結構。本發明專利技術實施例應用于金屬基底催化劑的生產制造。

【技術實現步驟摘要】


本專利技術涉及催化
，尤其涉及一種金屬基底催化劑的制備方法。

技術介紹

催化劑在化工生產、科學實驗和日常生活中均具有廣泛的應用，尤其應用于新型燃料的催化燃燒，例如，甲醇、甲烷和乙醇等燃料的催化燃燒成為研究的重點。
催化劑又稱為觸媒，在化學反應中能改變其他物質的化學反應速率，自身的質量和性質在反應前后都沒有發生變化，因此，催化劑的重復利用顯得尤為重要。金屬基底催化劑具有良好的機械強度和耐高溫性能，成為研究的熱點，現有技術中，金屬基底催化劑通常采用浸漬法進行制備，然而，所獲得的金屬基底表面的催化劑涂層附著力較差，容易發生脫落，穩定性差，從而使得金屬基底催化劑的催化活性降低，難以實現重復利用。

技術實現思路

本專利技術的主要目的在于，提供一種金屬基底催化劑的制備方法，采用等離子體噴涂技術制備的催化劑涂層附著力強，能夠提高催化劑的活性與穩定性。
為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
一方面，本專利技術實施例提供一種金屬基底催化劑的制備方法，包括：
將催化劑前驅體作為噴涂粉通過等離子體噴涂設備噴涂至金屬基底表面形成催化劑涂層，其中，所述催化劑前驅體由微米球顆粒組成，所述微米球顆粒具有多孔結構。
優選的，所述催化劑前驅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；
對所述漿液進行噴霧造粒，并在預設溫度下煅燒預設時間。
可選的，所述造孔劑為淀粉或/和聚乙二醇。
優選的，所述預設溫度為400-800℃，所述預設時間為2-3h。
可選的，所述微米球顆粒的直徑為10-100微米，所述多孔結構的孔徑為5-100nm，孔容為0.1-0.8cm3/g。
優選的，所述金屬基底為金屬蜂窩基底。
可選的，所述金屬蜂窩基底的蜂窩孔的目數為100-600，孔壁厚度小于1mm。
優選的，所述金屬蜂窩基底包括蜂窩狀結構體，所述蜂窩狀結構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備的噴槍出口朝向所述蜂窩狀結構體的裸露表面旋轉噴涂，所述等離子體噴涂設備的噴涂方向與所述蜂窩狀結構體的裸露表面所在的平面之間的夾角在預設范圍內連續變化。
進一步優選的，所述預設夾角范圍為30-150度。
可選的，連續變化的速率為10-50度/min。
優選的，所述方法還包括：在所述催化劑前驅體中添加輔助噴涂粉體，所述輔助噴涂粉體由實心微米球顆粒組成。
可選的，所述等離子體噴涂設備的噴涂溫度小于所述催化劑前驅體的熔點。
優選的，所述等離子體噴涂設備的氣流量為50-200L/min。
可選的，所述等離子體噴涂設備的送粉量為5-100g/min。
另一方面，本專利技術實施例提供一種由上述所述的制備方法獲得的金屬基底催化劑，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。
優選的，所述催化劑涂層的孔隙率為0.05～0.3。
本專利技術實施例提供一種金屬基底催化劑的制備方法，通過將催化劑前驅體作為噴涂粉通過等離子噴涂技術噴涂至所述金屬基底表面上，所述催化劑前驅體由微米球顆粒組成，所述微米球顆粒具有多孔結構，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定性?？朔爽F有技術中催化劑涂層的附著力差，從而使得催化劑的活性與穩定均較差的缺陷。
具體實施方式
下面將對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
一方面，本專利技術實施例提供一種金屬基底催化劑的制備方法，包括：
將催化劑前驅體作為噴涂粉通過等離子體噴涂設備噴涂至金屬基底表面形成催化劑涂層，其中，所述催化劑前驅體由微米球顆粒組成，所述微米球顆粒具有多孔結構。
等離子噴涂是一種材料表面強化和表面改性的技術，可以使基體表面具有耐磨、耐蝕、耐高溫氧化、電絕緣、隔熱、防輻射、減磨和密封等性能。等離子噴涂技術是采用由直流電驅動的等離子電弧作為熱源，將陶瓷、合金、金屬等材料加熱到熔融或半熔融狀態，并以高速噴向經過預處理的工件表面而形成附著牢固的表面層的方法。
本專利技術實施例提供一種金屬基底催化劑的制備方法，通過將催化劑前驅體作為噴涂粉通過等離子噴涂技術噴涂至所述金屬基底表面上，所述催化劑前驅體由微米球顆粒組成，能夠形成牢固附著于所述金屬基底表面的催化劑涂層，同時，由于所述微米球顆粒具有多孔結構，因此，能夠增大催化劑前驅體的比表面積，提高催化劑的吸附活性中心，從而提高催化劑的催化活性；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定性。克服了現有技術中催化劑涂層的附著力差，從而使得催化劑的活性與穩定均較差的缺陷。
其中，對所述催化劑前驅體的具體成分不做限定。所述催化劑前驅體可以為任何含有催化活性成分的噴涂粉。
其中，對所述催化劑前驅體的獲取不做限定。
當所述微米球顆?？梢酝ㄟ^商業途徑獲取，也可以自制獲得。
本專利技術的一實施例中，所述催化劑前驅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；
對所述漿液進行噴霧造粒，并在預設溫度下煅燒預設時間。
在本專利技術實施例中，所述造孔劑能夠將含有催化活性成分的化合物粘結起來，通過噴霧干燥能夠獲得微米球顆粒，將所獲得的微米球顆粒在預設溫度下煅燒預設時間，粘結部位形成孔道結構，從而能夠獲得多孔微米球顆粒。
其中，所述含有催化活性成分的化合物可以僅包括貴金屬化合物，也可以既包括貴金屬化合物，也包括過渡金屬化合物。
其中，對所述造孔劑不做限定。
本專利技術的一實施例中，所述造孔劑為淀粉或/和聚乙二醇。
其中，對所述預設溫度與預設時間不做限定。
本專利技術的一實施例中，所述預設溫度為400-800℃，所述預設時間為2-3h。
其中，對所述微米球顆粒的具體結構不做限定。
本專利技術的又一實施例中，所述微米球顆粒的直徑為10-100微米，所述多孔結構的孔徑為5-100nm，孔容為0.1-0.8cm3/g。
需要說明的是，在實際應用中，所述金屬基底通常具有多孔結構，有利于提高催化劑的比表面積，增加催化活性中心，從而提高催化劑的催化活性。
其中，對所述金屬基底的具體結構不做限定。
本專利技術的一實施例中，所述金屬基底為金屬蜂窩基底。
其中，金屬蜂窩基底是指金屬基底呈蜂窩狀，采用金屬蜂窩基底，能夠提高所述金屬基底的比表面積，從而能夠提高催化劑涂層的比表面積，提高金屬基底催化劑的催化活性。
其中，對所述金屬蜂窩基底的蜂窩孔的具體參數不做限定。
本專利技術的又一實施例中，所述金屬蜂窩基底的蜂窩孔的目數為100-600，孔壁厚度小于1mm。
其中，對所述金屬蜂窩基底的蜂窩孔的深度不做限定。
本專利技術的一實施例中，所述金屬蜂窩基底的蜂窩孔的深度為2-20mm。
其中，對所述等離子噴涂的具體操作不做限定。
本專利技術的一實施例中，所述金屬蜂窩基底包括蜂窩狀結構體，所述蜂窩狀結構體包括沿本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬基底催化劑的制備方法，其特征在于，包括：將催化劑前驅體作為噴涂粉通過等離子體噴涂設備噴涂至金屬基底表面形成催化劑涂層，其中，所述催化劑前驅體由微米球顆粒組成，所述微米球顆粒具有多孔結構。

【技術特征摘要】
1.一種金屬基底催化劑的制備方法，其特征在于，包括：
將催化劑前驅體作為噴涂粉通過等離子體噴涂設備噴涂至金屬基
底表面形成催化劑涂層，其中，所述催化劑前驅體由微米球顆粒組成，
所述微米球顆粒具有多孔結構。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑前驅
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；
對所述漿液進行噴霧造粒，并在預設溫度下煅燒預設時間。
3.根據權利要求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.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，
所述預設溫度為400-800℃，所述預設時間為2-3h。
5.根據權利要求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，所述多孔結構的孔徑為
5-100nm，孔容為0.1-0.8cm3/g。
6.根據權利要求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.根據權利要求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為100-600，孔壁厚度小于1mm。
8.根據權利要求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構體，所述蜂窩狀結構體包括沿所
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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丁天朋，趙偉，
申請(專利權)人：新奧科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：河北;13