TiFe金属间多孔材料支撑体及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种TiFe金属间多孔材料支撑体的制备方法。包括如下步骤：取Ti粉、Fe粉、Pd粉，并按质量百分比为(60‑85)：(10‑35)：(1‑5)混合；加入占总重量5‑20％的中温造孔剂和占总重量5‑10％的高温造孔剂；将混合物制成蜂窝状的载体坯料；将载体坯料在真空煅烧炉内依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺；在真空状态下随炉降温，待温度降低至450‑500℃时，向炉内通入空气，使载体坯料的表面生成氧化膜；在450‑500℃的真空状态下保温60‑120min，得到TiFe金属间多孔材料支撑体。本发明专利技术提供的TiFe金属间多孔材料支撑体的制备方法，制备得到的支撑体具有抗压强度高、孔隙率大、且孔径大的优点。本发明专利技术还提供一种通过该制备方法制备得到的TiFe金属间多孔材料支撑体。

TiFe intermetallic porous material support body and preparation method thereof

The invention discloses a method for preparing a TiFe metal porous material support body. Includes the following steps: Ti powder, Fe powder, Pd powder, and according to the mass percentage (60 (85): 10 35 (1): 5) mixed; medium temperature adding the total weight of 5 20% pore forming agent and the total weight of the high temperature of 5 10% pore forming agent; the mixture is made into honeycomb carrier blank; the carrier billet in the vacuum calcining furnace in low temperature, medium temperature, high temperature roasting stage heat preservation technology; under the vacuum state with the furnace cooling, when the temperature is reduced to 450 500 DEG C, the air is fed into the furnace, the oxide film formed on the surface of the carrier blank in a vacuum; 450 500 C 60 insulation 120min, TiFe intermetallic porous support materials. The preparation method of the TiFe metal porous material support body has the advantages of high compressive strength, large porosity and large pore size. The invention also provides a support material for TiFe intermetallic porous material prepared by the preparation method.

【技术实现步骤摘要】
TiFe金属间多孔材料支撑体及其制备方法
本专利技术涉及材料
，具体涉及一种TiFe金属间多孔材料支撑体及其制备方法。
技术介绍
选择性催化还原法(SelectiveCatalyticReduction，SCR)的原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在290-400℃下有选择的将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3与O2的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。催化剂是整个SCR系统的关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的因素是NOx脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。相关技术中，SCR催化剂的活性成分为V2O5，载体为锐钛矿型的TiO2，WO3或MoO3作助催剂。SCR催化剂成分及比例，根据烟气中成分含量以及脱硝性能保证值的不同而不同。其中，催化剂载体主要起到支撑、分散、稳定活性成分的作用，其结构主要为蜂窝状结构，具有比表面积大、活性高、载体本身即为催化剂的特性，具有较好的应用前景。然而，相关技术中的蜂窝状催化剂具有机械强度低、抗冲刷磨损能力低的缺点，会影响催化剂的应用效果。因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述技术问题，提供一种TiFe金属间多孔材料支撑体的制备方法，制备得到的TiFe金属间多孔材料支撑体具有抗压强度高、孔隙率大、且孔径大的优点。本专利技术的技术方案是：一种TiFe金属间多孔材料支撑体的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Ti粉、粒径为10-50μm的Fe粉，粒径为10-50μm的Pd粉，并按质量百分比Ti粉：Fe粉：Pd粉＝(60-85)：(10-35)：(1-5)混合；步骤S2：加入占总重量5-20％的中温造孔剂和占总重量5-10％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Ti粉、Fe粉、Pd粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；步骤S3：将混合物制成蜂窝状的载体坯料；步骤S4：将成型后的载体坯料在真空煅烧炉内依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30～60min；从105℃到500℃，升温速度5～10℃/min，保温温度500℃下60～120min；从500℃到1000℃，升温速度2～5℃/min，在1000℃保温60～120min；步骤S5：在真空状态下随炉降温，待温度降低至450-500℃时，将真空状态转换为向炉内通入空气，使载体坯料的表面生成氧化膜；步骤S6：氧化烧结工艺后，在450-500℃的真空状态下保温60-120min，得到TiFe金属间多孔材料支撑体。优选的，所述真空煅烧炉内的真空度为1.0×10-2Pa-1.0×10-3Pa。优选的，所述步骤S2中，所述中温造孔剂为PEG200、PEG400、AEO-3、甘油中的一种或两种。优选的，所述高温造孔剂为纳米碳酸钙粉末，其粒径为50-100nm。优选的，所述步骤S5中，所述氧化膜的厚度通过空气通入时间控制，其为20-60μm。本专利技术还提供一种TiFe金属间多孔材料支撑体，由所述TiFe金属间多孔材料支撑体的制备方法制备得到。优选的，所述TiFe金属间多孔材料支撑体的孔隙率为60-80％，孔径为50-100μm。优选的，所述TiFe金属间多孔材料支撑体在300℃的抗压强度达10～12MPa，在500℃的抗压强度达4～5MPa。与相关技术相比，本专利技术提供的TiFe金属间多孔材料支撑体及其制备方法，具有如下有益效果：一、本专利技术以Fe、Ti为主要原料，加入了一定量的本身具有催化功能的Pd金属粉末，且加入中、高温不同分解温度的造孔剂，通过调整各原料成分间的配比以及加工工艺中的参数，使制备得到的TiFe金属间多孔材料支撑体既具有良好的抗压强度和耐冲刷性能，表现为在300℃的抗压强度大于10MPa，在500℃的抗压强度大于4MPa，同时还具有较大的孔隙率，其表现为孔隙率为60-80％，孔径为50-100μm，因其比表面积大，从而可提高催化剂的性能。二、本专利技术制备得到的TiFe金属间多孔材料支撑体，表面被氧化成TiO2、Fe2O3氧化膜，且氧化膜的厚度可通过空气的通入时间控制在20-60μm，进一步提高所述TiFe金属间多孔材料支撑体的催化剂性能。三、本专利技术制备得到的TiFe金属间多孔材料支撑体具有耐高温的特点，可达500℃，能耐酸碱腐蚀，使用寿命长。【具体实施方式】下面将通过具体实施方式对本专利技术作进一步说明。实施例一一种TiFe金属间多孔材料支撑体的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Ti粉、粒径为10-50μm的Fe粉，粒径为10-50μm的Pd粉，并按质量百分比计算，加入Ti粉60％、Fe粉35％、Pd粉5％，并混合均匀；步骤S2：加入占总重量10％的中温造孔剂和占总重量5％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Ti粉、Fe粉、Pd粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；具体的，中温造孔剂为PEG200、PEG400、AEO-3、甘油中的一种或两种，用于高温造孔剂为纳米碳酸钙粉末，其粒径为50-100nm。步骤S3：将混合物制成蜂窝状的载体坯料；步骤S4：将成型后的载体坯料在真空煅烧炉内依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30min；从105℃到500℃，升温速度8℃/min，保温温度500℃下120min；从500℃到1000℃，升温速度2℃/min，在1000℃保温100min；所述真空煅烧炉内的真空度为1.0×10-2Pa；步骤S5：在真空状态下随炉降温，待温度降低至450-500℃时，将真空状态转换为向炉内通入空气，使载体坯料的表面生成氧化膜；具体的，控制空气通入时间为5-10min，使生成的氧化膜厚度为20-60μm步骤S6：氧化烧结工艺后，在450-500℃的真空状态下保温60min，得到TiFe金属间多孔材料支撑体，其中真空度为1.0×10-2Pa。经检测，所述TiFe金属间多孔材料支撑体的孔隙率为68％，孔径为50-100μm；将所述TiFe金属间多孔材料支撑体在不同温度条件下进行抗压强度测试，测试结果为：在300℃的抗压强度达10.5MPa，在500℃的抗压强度达4.2MPa。实施例二一种TiFe金属间多孔材料支撑体的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Ti粉、粒径为10-50μm的Fe粉，粒径为10-50μm的Pd粉，并按质量百分比计算，加入Ti粉85％、Fe粉10％、Pd粉5％，并混合均匀；步骤S2：加入占总重量20％的中温造孔剂和占总重量10％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Ti粉、Fe粉、Pd粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；具体的，中温造孔剂为PEG200、PEG400、AEO-3、甘油中的一种或两种，用于高温造孔剂为纳米碳酸钙粉末，其粒径为50-100nm。步骤S3：将混合物制成蜂窝状的载体坯料；步骤S4：将成型后的载体坯料在真空煅烧炉内依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温60min；从105℃到500℃，升温速度5℃/min，保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TiFe金属间多孔材料支撑体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10‑50μm的Ti粉、粒径为10‑50μm的Fe粉，粒径为10‑50μm的Pd粉，并按质量百分比Ti粉：Fe粉：Pd粉＝(60‑85)：(10‑35)：(1‑5)混合；步骤S2：加入占总重量5‑20％的中温造孔剂和占总重量5‑10％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Ti粉、Fe粉、Pd粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；步骤S3：将混合物制成蜂窝状的载体坯料；步骤S4：将成型后的载体坯料在真空煅烧炉内依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30～60min；从105℃到500℃，升温速度5～10℃/min，保温温度500℃下60～120min；从500℃到1000℃，升温速度2～5℃/min，在1000℃保温60～120min；步骤S5：在真空状态下随炉降温，待温度降低至450‑500℃时，将真空状态转换为向炉内通入空气，使载体坯料的表面生成氧化膜；步骤S6：氧化烧结工艺后，在450‑500℃的真空状态下保温60‑120min，得到TiFe金属间多孔材料支撑体。...

【技术特征摘要】
1.一种TiFe金属间多孔材料支撑体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Ti粉、粒径为10-50μm的Fe粉，粒径为10-50μm的Pd粉，并按质量百分比Ti粉：Fe粉：Pd粉＝(60-85)：(10-35)：(1-5)混合；步骤S2：加入占总重量5-20％的中温造孔剂和占总重量5-10％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Ti粉、Fe粉、Pd粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；步骤S3：将混合物制成蜂窝状的载体坯料；步骤S4：将成型后的载体坯料在真空煅烧炉内依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30～60min；从105℃到500℃，升温速度5～10℃/min，保温温度500℃下60～120min；从500℃到1000℃，升温速度2～5℃/min，在1000℃保温60～120min；步骤S5：在真空状态下随炉降温，待温度降低至450-500℃时，将真空状态转换为向炉内通入空气，使载体坯料的表面生成氧化膜；步骤S6：氧化烧结工艺后，在450-500℃的真空状态下保温60-120min，得到TiFe金属间多孔材料支撑体。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：李启云，刘超莲，
申请(专利权)人：湖南云平环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43