一种在不锈钢材料表面负载催化剂的方法技术

本申请涉及催化剂负载方法的技术领域，具体公开了一种在不锈钢材料表面负载催化剂的方法。所述方法包括以下步骤：S1、将不锈钢材料在改性液浸泡1

【技术实现步骤摘要】
一种在不锈钢材料表面负载催化剂的方法


[0001]本申请涉及催化剂负载方法的
，更具体地说，它涉及一种在不锈钢材料表面负载催化剂的方法。

技术介绍

[0002]催化剂在化学反应中，能够在不改变化学平衡的前提下，改变反应物的化学反应速率，且本身的质量和化学性质不发生明显的改变。催化剂的形态大致可以分为传统的颗粒状催化剂和构件化整体式催化剂，然而传统的颗粒状催化剂存在着一些明显的缺点，即催化剂的床层压降大，反应物在催化剂颗粒表面分布不均，催化剂床层各点温度梯度大，整体式催化剂恰好能够克服颗粒状催化剂的不足，因此整体式催化剂成为当今多相催化领域中最具发展潜力的研究方向之一。
[0003]整体式催化剂的基本构造有载体、涂层和活性组分三部分组成，载体对涂层和活性组分起到承载作用，同时为催化反应提供合适的流体通道。常用的载体为耐热陶瓷和金属合金材料，然而受限于制作工艺和技术的限制，陶瓷载体的通道表面都是平直的，其几何表面积要显著小于金属合金材料，同时金属载体具有优良的可延展性、导热性、耐高温性和高机械强度，因此金属载体相比陶瓷载体表现出更具潜力的应用前景。
[0004]对金属合金材料进行表面涂层和活性组分的负载时，T.Giomelli等人采用溶胶
‑
凝胶法吗，将二氧化钛粉末溶于水制成悬浮液后将不锈钢材料浸泡在这种改性液中，然后在进行活性组分的负载。然而采用上述方法制备出来的催化剂载体，其表面对催化剂的负载不够均匀，影响了整体的催化性能，同时对催化剂负载的步骤较多，成本较高难以大规模推广。<br/>
技术实现思路

[0005]为了得到一种提高催化剂催化活性的载体负载方法，并减少负载成本，本申请提供一种在不锈钢材料表面负载催化剂的方法。
[0006]本申请提供的一种在不锈钢材料表面负载催化剂的方法，采用如下的技术方案：
[0007]一种在不锈钢材料表面负载催化剂的方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]S1、将不锈钢材料在改性液浸泡1
‑
2h中，取出煅烧；
[0009]S2、将煅烧后的不锈钢材料冷却至室温，在活性液中浸泡1
‑
2h后，取出煅烧，得到表面负载有催化剂的不锈钢材料。
[0010]通过采用上述技术方案，在S1中，将不锈钢材料在改性液中浸泡，使得改性液中的改性成分均匀附着在不锈钢材料表面，对不锈钢材料表面进行煅烧，使得改性成分在不锈钢材料表面烧结成型，提高不锈钢材料整体的结构强度，同时提高改性成分附着在不锈钢材料表面的稳固性；在S2中，不锈钢材料浸泡在活性液中，活性液中的活性成分附着在S1中煅烧后的改性成分层上，对活性成分进行煅烧后，使得活性成分与氧化物的形式与改性成分层紧密结合，继而保证了活性成分附着在不锈钢材料上的稳固性。本申请中，采用分步浸
渍的方法，先将改性成分附着在不锈钢材料上，然后将活性成分附着在改性成分上，能够提高活性成分的附着均匀性，同时不易堵塞不锈钢材料上的通道，且步骤简单成本较低，易于大规模的推广应用。
[0011]优选的，所述不锈钢材料的形态为纤维状、片状、板状和管状中的一种或多种组合物。
[0012]优选的，所述改性液中含有钛酸四丁酯，且所述钛酸四丁酯浓度为20
‑
30％。
[0013]通过采用上述技术方案，将不锈钢材料浸渍在改性液中时，钛酸四丁酯附着在不锈钢材料上，进行煅烧时，钛酸四丁酯分解形成二氧化钛，即二氧化钛被负载在不锈钢材料表面上，二氧化钛烧结成型后，以锐钛矿的晶型存在于不锈钢材料表面；对活性成分进行烧结时，活性成分以氧化物的形式与二氧化钛相互联结，能够对催化反应共同作用，提高整体的催化性能。
[0014]优选的，所述S1中煅烧温度为500
‑
750℃，煅烧时间为6
‑
8h。
[0015]优选的，所述活性液中含有Mn
4+
、V
5+
、W
6+
、Mo
6+
和Cr
3+
。
[0016]通过采用上述技术方案，将不锈钢材料浸渍在活性液中时，Mn
4+
、V
5+
、W
6+
、Mo
6+
和Cr
3+
均附着在改性成分层上，再进行高温煅烧，Mn
4+
、V
5+
、W
6+
、Mo
6+
和Cr
3+
均以氧化物的形式存在。
[0017]优选的，所述活性液中V
5+
和W
5+
的摩尔比为(8
‑
10)：(2
‑
3)。
[0018]通过采用上述技术方案，钒、钨和钛共同起到催化作用。
[0019]优选的，所述S2中煅烧温度为400
‑
500℃，煅烧时间为4
‑
6h。
[0020]综上所述，本申请具有以下有益效果：本申请对不锈钢表面进行催化剂负载采用分步浸渍法，首先将不锈钢材料浸渍在含有钛酸四丁酯的改性液中，使得钛酸四丁酯附着在不锈钢材料上，然后进行煅烧，使得钛酸四丁酯分解生成二氧化钛，且二氧化钛被烧结成型，再将其浸渍在活性液中进行活性组分的负载，再煅烧后，活性组分以氧化物的形式和二氧化钛共同起到催化效能；本申请的方法步骤简单，易于大规模的推广，同时采用分步浸渍法，能够减少对不锈钢材料表面通道的堵塞，提高整体的催化性能。
具体实施方式
[0021]以下结合实施例1
‑
3和对比例1对本申请作进一步详细说明。
[0022]实施例
[0023]实施例1
[0024]本实施例1中对不锈钢材料表面负载催化剂的方法，包括以下步骤：
[0025]S1、将1.255g纤维状不锈钢材料浸泡在钛酸四丁酯含量为25％的改性液中，浸泡时间控制在1.5h
±
5min，取出对不锈钢材料表面以500
‑
750℃的温度进行煅烧，煅烧时间控制在7h
±
0.5h；
[0026]S2、将煅烧后的不锈钢材料自然冷却至室温，再将其浸泡在活性液中，浸泡时间控制在1.5h
±
5min，取出对不锈钢材料表面以400
‑
500℃的温度进行煅烧，煅烧时间控制在5h
±
0.5h；活性液中含有V
5+
和W
5+
，且V
5+
和W
5+
的摩尔比为9：3。
[0027]实施例2
[0028]本实施例2中对不锈钢材料表面负载催化剂的方法，包括以下步骤：
[0029]S1、将1.328g纤维状不锈钢材料浸泡在钛酸四丁酯含量为20％的改性液中，浸泡
时间控制在1.1h
±
5min，取出对不锈钢材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在不锈钢材料表面负载催化剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、将不锈钢材料在改性液浸泡1
‑
2h中，取出煅烧；S2、将煅烧后的不锈钢材料冷却至室温，在活性液中浸泡1
‑
2h后，取出煅烧，得到表面负载有催化剂的不锈钢材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述不锈钢材料的形态为纤维状、片状、板状和管状中的一种或多种组合物。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述改性液中含有钛酸四丁酯，且所述钛酸四丁酯浓度为20
‑
30％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述S1中煅烧温度为500
‑
750℃，煅烧时间为6

【专利技术属性】
技术研发人员：钱光人，张佳，吴健忠，岳阳，
申请(专利权)人：上海大学材料基因组工程萍乡研究院，
类型：发明
国别省市：