涂层材料的制备方法、涂层材料、催化剂以及三元催化器技术

本发明专利技术提供了一种涂层材料的制备方法、涂层材料、催化剂以及三元催化器，涉及催化器技术领域。其中，所述制备方法包括溶解铝盐，得到铝盐溶液；将模板剂溶解于所述铝盐溶液，得到模板剂和铝盐的混合溶液；将硅液加入所述混合溶液，得到硅铝复合溶液；对所述硅铝复合溶液进行水热晶化处理，得到球状的固体产物；对所述固体产物进行焙烧处理，去除所述固体产物中的模板剂，得到球状的涂层材料，所述涂层材料为多孔的复合氧化物，所述复合氧化物包括氧化硅和氧化铝。本发明专利技术实施例中，所述涂层材料的制备工艺简单，成本较低，而且，所述涂层材料的比表面积较大。

Preparation method of coating material, coating material, catalyst and three-way catalyst

【技术实现步骤摘要】
涂层材料的制备方法、涂层材料、催化剂以及三元催化器
本专利技术涉及催化器
，特别是涉及一种涂层材料的制备方法、涂层材料、催化剂以及三元催化器。
技术介绍
随着工业化和城市化进程，汽车尾气污染已成为全球范围内城市污染的重要来源之一。目前，机动汽车尾气处理常在排气管出口处添加三元催化器，它能够将汽车排放废气如CO、NOx、HC等污染性气体催化转化成无污染的N2、CO2和H2O进行排放。具体地，三元催化器的核心部件为由堇青石蜂窝陶瓷为载体的整体催化剂，由于载体的比表面积较小(<1m2/g)，需要涂覆一层较大比表面积的涂层材料来使用，以分散稳定催化活性组分，提高有效组分的催化面积，提升排放尾气的处理效率。然而，现有的技术中，在制备上述涂层材料的过程中，通常需要添加不同种类的稀土材料作为添加剂，成本较高，制备工艺较为复杂，而且，现有的涂层材料的比表面积较低(通常在50～200m2/g)。
技术实现思路
本专利技术提供一种涂层材料的制备方法、涂层材料、催化剂以及三元催化器，以解决现有的涂层材料制备工艺复杂且比表面积较低的问题。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种涂层的制备方法，包括：溶解铝盐，得到铝盐溶液；将模板剂溶解于所述铝盐溶液，得到模板剂和铝盐的混合溶液；将硅液加入所述混合溶液，得到硅铝复合溶液；对所述硅铝复合溶液进行水热晶化处理，得到球状的固体产物；对所述固体产物进行焙烧处理，去除所述固体产物中的模板剂，得到球状的涂层材料，所述涂层材料为多孔的复合氧化物，所述复合氧化物包括氧化硅和氧化铝。可选地，所述将硅液加入所述混合溶液，得到硅铝复合溶液的步骤，包括：将硅液加入所述混合溶液并搅拌均匀；加入酸溶液以水解所述硅液，得到酸碱度满足预设范围的硅铝复合溶液。可选地，所述预设范围为酸碱度为1～3。可选地，所述对所述硅铝复合溶液进行水热晶化处理，得到球状的固体产物的步骤，包括：对所述硅铝复合溶液进行水热晶化处理，得到固液混合物；对所述固液混合物进行抽滤、洗涤处理，得到球状的固体产物。可选地，所述水热晶化处理的温度为100～200℃，所述水热晶化处理的时间为6～24小时。可选地，所述模板剂包括：聚乙烯醇和甲基纤维素；所述将模板剂溶解于所述铝盐溶液，得到模板剂和铝盐的混合溶液的步骤，包括：将聚乙烯醇溶解于所述铝盐溶液，搅拌至溶解；加入甲基纤维素并搅拌至溶解，以得到聚乙烯醇、甲基纤维素和铝盐的混合溶液。可选地，所述聚乙烯醇与所述甲基纤维素的质量比为0.5～1：1。可选地，所述铝盐、所述模板剂、所述硅液的质量比为1：0.2～2：1.5～20。可选地，所述硅液为正硅酸乙酯、硅酸四甲酯和硅酸四异丙酯中的至少一种。可选地，所述焙烧处理的温度为450～800℃，所述焙烧处理的时间为4～10小时。为了解决上述问题，本专利技术还公开了一种涂层材料，采用上述制备方法制成，所述涂层材料为球状的涂层材料，所述涂层材料为多孔的复合氧化物，所述复合氧化物包括氧化硅和氧化铝。为了解决上述问题，本专利技术还公开了一种催化剂，包括：载体以及涂覆在所述载体上的涂层，所述涂层的材料为上述涂层材料。为了解决上述问题，本专利技术还公开了一种三元催化器，包括：上述催化剂。与现有技术相比，本专利技术包括以下优点：本专利技术实施例中，通过溶解铝盐，得到铝盐溶液；将模板剂溶解于所述铝盐溶液，得到模板剂和铝盐的混合溶液；将硅液加入所述混合溶液，得到硅铝复合溶液；对所述硅铝复合溶液进行水热晶化处理，得到球状的固体产物；对所述固体产物进行焙烧处理，去除所述固体产物中的模板剂，即可得到球状的涂层材料，所述涂层材料为多孔的复合氧化物，所述复合氧化物可以包括氧化硅和氧化铝。这样，就可以避免在所述涂层材料的制备过程中使用稀土材料，制备工艺简单，成本较低。而且，由于所述涂层材料为球状的粉末材料，所述涂层材料的比表面积较大，且所述涂层材料内的氧化硅可以用于增大氧化铝的分散程度，进一步增大所述涂层材料的比表面积，再加上所述模板剂被焙烧之后会再所述涂层材料内形成多孔结构，得到多孔的复合氧化物，可以更进一步增大所述涂层材料的比表面积，因此，所述涂层材料的比表面积较大。附图说明图1示出了本专利技术实施例一的一种涂层材料的制备方法的步骤流程图；图2示出了本专利技术实施例二的一种涂层材料的扫描电子显微镜图片。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一参照图1，示出了本专利技术实施例一的一种涂层材料的制备方法的步骤流程图。本专利技术实施例的涂层材料制备方法具体可以包括以下步骤：步骤101：溶解铝盐，得到铝盐溶液。本专利技术实施例中，可以将铝盐进行溶解，为了提高最终产品的纯度，可以采用去离子水溶解所述铝盐。在实际应用中，所述铝盐可以为可溶性铝盐，具体地，所述可溶性铝盐可以为可溶性的离子化合物，属于无极铝盐类，例如，氯化铝、硝酸铝和硫酸铝等。可以理解的是，在实际应用中，本领域技术人员可以采用氯化铝、硝酸铝和硫酸铝等可溶性铝盐中的一种或多种溶于去离子水中，以得到所述铝盐溶液。本专利技术实施例对于所述铝盐的具体种类可以不做限定。本专利技术实施例中，以所述铝盐为基准，所述铝盐和所述去离子水的质量比可以为1：8～50。例如，将12.5g氯化铝加入到100g去离子水中并溶解，或者，将8g氯化铝加入到100g去离子水中并溶解，皆可得到所述铝盐溶液。步骤102：将模板剂溶解于所述铝盐溶液，得到模板剂和铝盐的混合溶液。本专利技术实施例中，可以将模板剂溶解于所述铝盐溶液中，以得到模板剂与铝盐的混合溶液。在实际应用中，所述模板剂可以在后续的晶化过程中引导所述铝盐形成晶体，有利于晶体的形成，并达到控制成晶大小的目的。在本专利技术的一种可选实施例中，所述模板剂可以包括聚乙烯醇和甲基纤维素。所述将模板剂溶解于所述铝盐溶液，得到模板剂和铝盐的混合溶液的步骤可以包括以下子步骤：子步骤S11：将聚乙烯醇溶解于所述铝盐溶液，搅拌至溶解。本专利技术实施例中，可以将聚乙烯醇溶于所述铝盐溶液，并充分搅拌，使得所述聚乙烯醇充分的溶解于所述铝盐溶液中。子步骤S12：加入甲基纤维素并搅拌至溶解，以得到聚乙烯醇、甲基纤维素和铝盐的混合溶液。本专利技术实施例中，可以将甲基纤维素缓慢的加入子步骤S11得到的溶液中，并充分搅拌至所述甲基纤维素完全溶解。在实际应用中，采用聚乙烯醇和甲基纤维素作为模板剂，并使得所述模板剂充分的溶解于所述铝盐溶液中，有利于在后续的晶化过程中引导所述铝盐形成晶体。具体地，为了进一步提高所述模板剂的效果，所述聚乙烯醇与所述甲基纤维素的质量比可以为0.5～1：1。具体地，由于甲基纤维素的粘性大于所述聚乙烯醇，采用先溶解聚乙烯醇，在溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层材料的制备方法，其特征在于，/n溶解铝盐，得到铝盐溶液；/n将模板剂溶解于所述铝盐溶液，得到模板剂和铝盐的混合溶液；/n将硅液加入所述混合溶液，得到硅铝复合溶液；/n对所述硅铝复合溶液进行水热晶化处理，得到球状的固体产物；/n对所述固体产物进行焙烧处理，去除所述固体产物中的模板剂，得到球状的涂层材料，所述涂层材料为多孔的复合氧化物，所述复合氧化物包括氧化硅和氧化铝。/n

【技术特征摘要】
1.一种涂层材料的制备方法，其特征在于，
溶解铝盐，得到铝盐溶液；
将模板剂溶解于所述铝盐溶液，得到模板剂和铝盐的混合溶液；
将硅液加入所述混合溶液，得到硅铝复合溶液；
对所述硅铝复合溶液进行水热晶化处理，得到球状的固体产物；
对所述固体产物进行焙烧处理，去除所述固体产物中的模板剂，得到球状的涂层材料，所述涂层材料为多孔的复合氧化物，所述复合氧化物包括氧化硅和氧化铝。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将硅液加入所述混合溶液，得到硅铝复合溶液的步骤，包括：
将硅液加入所述混合溶液并搅拌均匀；
加入酸溶液以水解所述硅液，得到酸碱度满足预设范围的硅铝复合溶液。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述预设范围为酸碱度为1～3。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对所述硅铝复合溶液进行水热晶化处理，得到球状的固体产物的步骤，包括：
对所述硅铝复合溶液进行水热晶化处理，得到固液混合物；
对所述固液混合物进行抽滤、洗涤处理，得到球状的固体产物。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水热晶化处理的温度为100～200℃，所述水热晶化处理的时间为6～24小时。


6.根据权利要求1所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚红宝，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11