一种具有催化活性的多孔堇青石及其制备方法技术

一种具有催化活性的多孔堇青石及其制备方法，各成份的质量百分含量为：滑石36.6％；高岭土43.1％；氧化铝14.1％；以硅藻土计量的含碳硅藻土5.6％；La2Ce2O70.2％；BaNb2O60.3％；BaTiO30.1％。制备方法为将原料经过混合、研磨后110℃烘10小时，然后以每分钟1℃的升温速率，在氮气气氛下升温到800℃，保温5小时，然后切换成空气气氛，继续以每分钟1℃的升温速率，升温到1350℃，保温10小时烧成。该堇青石比表面高、热膨胀系数低、同时具有催化活性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有催化活性的多孔堇青石及其制备方法
本专利技术涉及催化剂载体
，具体涉及一种具有催化活性的多孔堇青石及其制备方法。
技术介绍
随着经济发展的同时，当前环境以及能源短缺问题越来越受到关注。如采用汽油和柴油的汽车，需要加装催化剂尾气净化器来净化尾气中对人体有毒有害的污染物。很多化学工业排放的有害物质也需要通过催化剂加以处理。而制作催化剂不可缺少的载体是堇青石材料烧制而成的蜂窝载体，堇青石具有热膨胀系数低，气孔率高的特点。正是由于堇青石材料具有优良的抗热冲击性能，在催化剂领域和蓄热材料等领域得到了广泛的应用。由于天然堇青石很少，工业上均采用人工合成方法制备堇青石。由于采用堇青石中相应的纯氧化物来合成高纯度堇青石的原料成本高、烧制温度高、烧制温度窗口窄，导致高纯度堇青石的成本很高，工业上无法大规模推广使用。因此，目前多采用天然原料为主合成堇青石，如采用滑石、高岭土等天然原料。在堇青石材料合成领域，如果降低材料的热膨胀系数是一个重要的指标，降低热膨胀系数除了合成工艺外，主要取决于添加助剂的方法。此外，由于堇青石材料主要用于汽车尾气净化，工业有机废气处理领域，如果在堇青石材料合成过程中添加助剂，不但能降低材料的热膨胀系数，又具有一定的催化性能，将大大拓展堇青石材料的应用领域。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有催化活性的多孔堇青石及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种具有催化活性的多孔堇青石，该堇青石由滑石、高岭土、氧化铝、含碳硅藻土、La2Ce2O7、BaNb2O6和BaTiO3组成，各成份的质量百分含量为：滑石36.6％；高岭土43.1％；氧化铝14.1％；以硅藻土计量的含碳硅藻土5.6％；La2Ce2O70.2％；BaNb2O60.3％；BaTiO30.1％。将原料按照质量百分含量：滑石36.6％；高岭土43.1％；氧化铝14.1％；含碳硅藻土(以硅藻土计)5.6％；La2Ce2O70.2％；BaNb2O60.3％；BaTiO30.1％，经过混合、研磨后110℃烘10小时，然后以每分钟1℃的升温速率，在氮气气氛下升温到800℃，保温5小时，然后切换成空气气氛，继续以每分钟1℃的升温速率，升温到1350℃，保温10小时烧成。所述含碳硅藻土的制备方法为硅藻土选用SiO2含量大于90％的高纯度硅藻土精土，按照蔗糖:硅藻土质量比＝1:2，称取相应的蔗糖和硅藻土，蔗糖用两倍质量的水溶解，然后与硅藻土混合，浸渍2小时后，于100℃下蒸发除去水分，然后于500℃氮气气氛焙烧4小时。所述La2Ce2O7的制备方法：按照La与Ce摩尔比为1，称取相应的La2O3和Ce(CO3)2，混合后研磨，然后在1400℃空气气氛焙烧8小时。所述BaNb2O6的制备方法：按照Ba与Nb摩尔比为1，称取相应的BaCO3和Nb2O5，混合后研磨，然后在1000℃空气气氛焙烧8小时。所述BaTiO3的制备方法：按照Ba与Ti摩尔比为1，称取相应的BaCO3和TiO2，混合后研磨，然后在1000℃空气气氛焙烧8小时。堇青石材料主要用于汽车尾气净化，工业有机废气处理领域的催化剂载体，如果堇青石材料具有一定的催化活性，对提高负载活性组分后催化剂的性能起到帮助作用。本专利技术通过堇青石合成配方的调整，以降低材料的热膨胀系数，并使得堇青石材料本身具有催化活性。采用本专利技术制备方法制得的堇青石比表面高、热膨胀系数低、同时具有催化活性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做出进一步的具体说明，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例1(1)含碳硅藻土的制备：硅藻土选用SiO2含量大于90％的高纯度硅藻土精土，按照质量比蔗糖:硅藻土＝1:2，称取相应的蔗糖和硅藻土。蔗糖用两倍质量的水溶解，然后与硅藻土混合，浸渍2小时后，于100℃下蒸发除去水分，然后于500℃氮气气氛焙烧4小时，蔗糖经碳化，生成含碳硅藻土。(2)La2Ce2O7的制备：按照La与Ce摩尔比为1，称取相应的La2O3和Ce(CO3)2，混合后研磨，然后在1400℃空气气氛焙烧8小时。(3)BaNb2O6的制备：按照Ba与Nb摩尔比为1，称取相应的BaCO3和Nb2O5，混合后研磨，然后在1000℃空气气氛焙烧8小时。(4)BaTiO3的制备：按照Ba与Ti摩尔比为1，称取相应的BaCO3和TiO2，混合后研磨，然后在1000℃空气气氛焙烧8小时。(5)以精选滑石、精选高岭土、氧化铝、含碳硅藻土、La2Ce2O7、BaNb2O6和BaTiO3为原料。原料按照如下质量百分数：精选滑石36.6％；精选高岭土43.1％；氧化铝14.1％；含碳硅藻土(以硅藻土计)5.6％；La2Ce2O70.2％；BaNb2O60.3％；BaTiO30.1％。以上原料经过混合、研磨后压制成型，以110℃烘10小时，然后以每分钟1℃的升温速率，在氮气气氛下升温到800℃，保温5小时，然后切换成空气气氛，继续以每分钟1℃的升温速率，升温到1350℃，保温10小时烧成。(6)样品的比表面积采用液氮温度下氮气吸附的BET方法来测定，结果见表1。(7)样品热膨胀系数测定，对堇青石样品经过研磨后，在50-800℃范围内进行热膨胀系数测定，结果见表1。(8)样品的催化性能测试，对堇青石样品破碎，选择20～40目堇青石2ml，装到催化反应器中。以丙烷燃烧反应作为模拟反应，丙烷-空气为反应气体，丙烷浓度为1000ppm，通过催化剂，反应气体流量为670ml/min。分析反应温度下丙烷的转化率。结果见表1。对比实施例1(1)以精选滑石、精选高岭土、氧化铝、精选硅藻土为原料。原料按照如下质量百分数：精选滑石36.9％；精选高岭土43.4％；氧化铝14.1％；精选硅藻土5.6％。以上原料经过混合、研磨后压制成型，以110℃烘10小时，然后以每分钟1℃的升温速率，在氮气气氛下升温到800℃，保温5小时，然后切换成空气气氛，继续以每分钟1℃的升温速率，升温到1350℃，保温10小时烧成。(2)样品热膨胀系数测定和催化性能测试与实施例1相同，结果见表1。表1实施例和对比实施例催化剂的热膨胀系数和催化性能由此可见，本专利技术的堇青石材料具有热膨胀系数低且对丙烷有氧化活性的特点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有催化活性的多孔堇青石，其特征在于：该堇青石由滑石、高岭土、氧化铝、含碳硅藻土、La2Ce2O7、BaNb2O6和BaTiO3组成，各成份的质量百分含量为：滑石36.6％，高岭土43.1％，氧化铝14.1％，以硅藻土计量的含碳硅藻土5.6％，La2Ce2O70.2％，BaNb2O60.3％，BaTiO30.1％。

【技术特征摘要】
1.一种具有催化活性的多孔堇青石，其特征在于：该堇青石由滑石、高岭土、氧化铝、含碳硅藻土、La2Ce2O7、BaNb2O6和BaTiO3组成，各成分的质量百分含量为：滑石36.6％，高岭土43.1％，氧化铝14.1％，以硅藻土计量的含碳硅藻土5.6％，La2Ce2O70.2％，BaNb2O60.3％，BaTiO30.1％。2.根据权利要求1所述的多孔堇青石，其特征在于所述含碳硅藻土的制备方法为硅藻土选用SiO2含量大于90％的高纯度硅藻土精土，按照蔗糖:硅藻土质量比＝1:2，称取相应的蔗糖和硅藻土，蔗糖用两倍质量的水溶解，然后与硅藻土混合，浸渍2小时后，于100℃下蒸发除去水分，然后于500℃氮气气氛焙烧4小时。3.根据权利要求1所述的多孔堇青石，其特征在于所述La2Ce2O7的制备方法：按照La与Ce摩尔比为1，称取相应的La2O3和Ce(CO3)2，混合后研磨，然后在1400℃空气气氛焙...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳斌，
申请(专利权)人：江西安天高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36