净化废气的催化剂载体、其制备方法和净化废气的催化器技术

本发明专利技术涉及用于净化废气的催化剂载体、其制备方法和净化废气的催化器，所述用于净化废气的催化剂载体可包括具有多个室路径的基材和陶瓷涂料层，所述多个室路径由室屏障肋分隔，所述陶瓷涂料层位于室路径的内表面上，其中所述陶瓷涂料层具有排列在废气流动方向上的多孔层状结构。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】净化废气的催化剂载体、其制备方法和净化废气的催化器相关申请的交叉引用本申请要求2014年2月11日提交的韩国专利申请N0.10-2014-0015625的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及用于净化废气的催化剂载体、其制备方法、和用于净化废气的催化器。
技术介绍
在车辆废气中的有害物质包括未燃烧的HC、CO、以及通过高温燃烧产生的氮氧化物(NOx)。因为所有由汽油发动机或柴油发动机驱动的车辆产生包含有害物质的废气。由于车辆的数量逐年增加，世界上的很多国家严格规范废气量，并强化燃料效率标准。因此，所有的车辆需要用于抑制有害物质的产生或净化有害物质的的装置。一种车辆用的催化器被称为三元催化器，因为它氧化CO和HC以将其转化为二氧化碳和水，并同时还原NOx以转化为无害的氮和氧。用于净化汽车废气的后处理催化器，其通过在多孔蜂窝上涂布氧化物和贵金属的催化剂组分制备，制备该涂料层的代表方法可包括水热合成法、洗涤涂布法等等。水热合成法是通过接种生长或气相合成的直接合成方法，并具有对基材有较强的粘附的优点。然而，其生成物通过复杂的过程制备，并具有极致密的结构，因此，只存在晶粒间的孔以限制材料的扩散。洗涤涂布法是制备用于净化车辆废气的后处理催化剂涂料层的代表性的方法，并包括将多孔蜂窝浸入浆料，空气喷涂以除去过量浆料，并将其干燥和烧制。在这种情况下，粘结剂通常用于改进与基材的粘附，现成的催化剂容易以相对简单的方法涂布，并且所得到的结构具有容易扩散性材料的特性，从而使得生成物与催化剂接触。使用洗涤涂布的技术包括:使用用于净化废气的催化剂，其包括中间层和催化剂层的双层以及沸石催化剂(KR10-0213818)，所述中间层包括洗涤涂布材料，所述催化剂层位于中间层上并与洗涤涂布材料混合；使用用于净化废气的催化剂，其包括HC吸附层，设置在HC吸附层上的三路催化剂层，以及在HC吸附层和三路催化剂层之间、整体地涂有CO低温氧化层的催化剂层，以改进低温下的活性(KR2011-0055024);在对载体表面提供S12薄层以防止载体裂缝之后通过涂布包括K2O的催化剂改进耐久性的技术，从而防止钾导致的载体结构的破损(KR2003-0056792)等等。但是，仅包括简单的蒸发过程的常规技术难以控制孔隙率和形态，以降低反应物之间的扩散距离。公开于本专利技术的背景部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面针对提供具有用于材料扩散的良好的孔隙率和良好的孔形状的用于净化废气的催化剂载体。在本专利技术的一个方面，用于净化废气的催化剂载体可包括具有多个室路径(cellpath)的基材和陶瓷涂料层，所述多个室路径由室屏障肋(cell barrier rib)分隔，所述陶瓷涂料层位于室路径的内表面上，其中所述陶瓷涂料层包括排列在废气流动方向上的多孔层状结构。陶瓷涂料层在短轴上可具有约2 μ m至约25 μ m的平均孔长度。陶瓷涂料层在长轴上可具有约0.1mm至约20mm的平均孔长度。陶瓷涂料层可具有约0.5 μ m至约20 μ m的孔间的平均壁厚。陶瓷涂料层可包括氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅-氧化铝、氧化铝-氧化锆、氧化铝-二氧化钛、二氧化硅-二氧化钛、二氧化硅-氧化锆、二氧化钛-氧化锆、或它们的组合。所述基材包括堇青石、丝光沸石、莫来石、α -氧化铝、β -氧化铝、Y -氧化铝、硅铝酸盐、尖晶石、硅酸镁、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈、二氧化硅、铁-铬合金、不锈钢、或它们的组合。在本专利技术的另一方面，制备用于净化废气的催化剂载体的方法可包括:制备包括多个室路径的基材和陶瓷浆料，所述多个室路径由室屏障肋分隔；将基材浸入陶瓷浆料以用陶瓷浆料涂布基材；除去过量陶瓷浆料；通过在垂直于基材的方向上提供温度梯度，在一个方向上冷冻在基材上形成的陶瓷浆料涂料层；从在一个方向上被冷冻的陶瓷浆料涂料层中除去溶剂晶体；和热处理所述陶瓷浆料涂料层。所述基材可包括堇青石、丝光沸石、莫来石、α -氧化铝、β -氧化铝、Y -氧化铝、硅铝酸盐、尖晶石、硅酸镁、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈、二氧化硅、铁-铬合金、不锈钢、或它们的组合。陶瓷浆料可包括氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅-氧化铝、氧化铝-氧化锆、氧化铝-二氧化钛、二氧化硅-二氧化钛、二氧化硅-氧化锆、二氧化钛-氧化锆、或它们的组合。以陶瓷浆料的总重量计，在陶瓷浆料中陶瓷的量为约lwt%至约40wt%。以陶瓷浆料的总重量计，在陶瓷浆料中陶瓷的量为约10wt%至约35wt%。陶瓷浆料可具有约9.5cP至约50cP的粘度。陶瓷浆料可具有约25cP至约45cP的粘度。除去过量陶瓷浆料通过气刀或真空吸引进行，所述气刀或真空吸引以约20kg/cm2至约50kg/cm2的压力进行。在一个方向上冷冻陶瓷浆料涂料层通过使得液氮在废气流动的方向上直接在基材上流动而进行，或者通过将基材垂直地置于冷却基材上以通过液氮冷冻而进行。在约-100°C至约_20°C的范围内提供温度梯度。制备陶瓷浆料还包括加入添加剂，所述添加剂选自粘结剂、分散剂、酸溶液、或其组合。以100重量份在陶瓷浆料中的陶瓷计，以约0.1重量份至约10重量份混合所述添加剂。除去溶剂晶体通过冻干或浸蚀进行。在本专利技术的另一方面，用于净化废气的催化器包括用于净化废气的催化剂载体以及催化剂。本专利技术可提供具有用于材料扩散的良好的孔隙率和良好的孔形状的用于净化废气的催化剂载体，包括定向冷却结晶的制备用于净化废气的催化剂载体的方法，以及包括所述催化剂载体的用于净化废气的催化器。下面讨论本专利技术的其它方面和优选的具体实施方案。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本专利技术的某些原理的具体描述，本专利技术的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。【附图说明】图1为根据本专利技术示例性实施方案的制备用于净化废气的催化剂载体的方法的示意图。图2为显示通过常规制备方法得到的用于净化废气的催化剂载体的横截面表面的扫描电子显微镜照片。图3-5为显示图2中所示的用于净化废气的催化剂载体的涂料层的表面的扫描电子显微镜照片。图6-9为显示根据本专利技术示例性实施方案的用于净化废气的催化当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于净化废气的催化剂载体，其包括：基材，所述基材具有多个室路径，所述多个室路径由室屏障肋分隔；和陶瓷涂料层，所述陶瓷涂料层位于室路径的内表面上，其中所述陶瓷涂料层包括排列在废气流动方向上的多孔层状结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李孝京，郑镇宇，李钟辉，金昞守，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，中央大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR