一种用于汽车尾气净化的蜂巢体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于汽车尾气净化的蜂巢体及其制备方法，依次包括蜂巢体载体、基层、连接层和功能层，所述蜂巢体载体由NiO、Y2O3/ZrO2和粘结剂制成；所述基层由Y2O3/ZrO2和PVB制成；所述连接层由Gd2O3/CeO2和PVB制成；所述功能层由La

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车尾气净化的蜂巢体及其制备方法


[0001]本专利技术属于陶瓷
，具体涉及一种用于汽车尾气净化的蜂巢体及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着全球机动车保有量的逐年增加，汽车尾气污染已经成为主要的空气污染源之一。汽车尾气中主要成分有CO、NO
x
、SO
x
、挥发性有机物和颗粒物等。目前在汽车尾气治理中广泛应用的是蜂窝陶瓷材料。蜂窝陶瓷材料表面一般都涂覆比表面积较大的氧化铝或氧化硅涂层，来增大蜂窝陶瓷材料的比表面积。其中，催化涂层首先经过制浆，形成均匀的料浆溶液，随后涂覆到蜂窝陶瓷表面，再经过焙烧制得。因此，开发一种分散性好、结合强度高、活性好的料浆配方和涂覆方法是十分必要的。催化涂层在载体表面分散是否均匀直接影响整体式催化剂的催化活性，进而直接影响后处理系统的净化效果。
[0003]CeO2有着良好的储放氧能力，作为助催化剂添加到汽车尾气三效催化剂中可以充当氧气缓冲器的作用，当氧气富余的时候通过Ce
3+
转变为Ce
4+
吸收氧，以保证NO
x
被CO和HC还原，当氧气不足时CeO2释放氧，以氧化CO和HC，从而达到有效净化CO、HC和NO
x
的目的。但是由于汽车排放的尾气温度很高(>1000℃)，二氧化铈催化剂容易老化烧结导致储氧能力降低。
[0004]现有技术中，中国专利CN112717927B公开了一种汽车尾气处理催化剂的制备方法和应用，该催化剂依次包括基质层、涂覆层和负载层，所述基质层是蜂窝陶瓷；所述涂覆层包括La2O3/Al2O3和铈锆复合金属氧化物；所述负载层为贵金属，所述贵金属是Pt、Rh和Pd中的一种或多种，所述催化剂具有良好的催化效果，且具有成本低廉，易于工业化应用的特点。但是其并未考虑催化剂载体堇青石蜂窝陶瓷的抗热震性能及机械强度，从而有可能导致催化剂的使用性能下降。例如，汽车发动机出口的气体温度在800℃左右，汽车发动机在使用中的频繁启动和熄火，使陶瓷载体长期反复承受从室温至800℃的热震冲击；如果抗热震性(
△
T)差，蜂窝陶瓷载体很快就会碎裂，以致催化净化器失效；陶瓷的
△
T越高，其热胀系数越低，故本领域通常用热胀系数区别和表征蜂窝陶瓷的
△
T。且现有技术中的蜂巢体催化剂的催化温度在250℃以上，限制了其使用范围。
[0005]因此，本领域亟需一种催化效果优异、脱落率低、催化温度低并且抗热震性能和机械强度好的蜂巢体催化剂。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于汽车尾气净化的蜂巢体及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中所提到的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种用于汽车尾气净化的蜂巢体，从内至外依次包括蜂巢体载体、基层、连接层和功能层，所述蜂巢体载体由NiO、Y2O3/ZrO2和粘结剂制成；所述基层由Y2O3/ZrO2和PVB制成；所述连接层由Gd2O3/CeO2和PVB制成；所述功能层由La
0.8
Sr
0.2
CoO3和Gd2O3/CeO2粉末制成。
[0009]优选的，所述蜂巢体载体中按重量份计各原料的组成为：NiO 25
‑
35份、Y2O3/ZrO
2 15
‑
25份、粘结剂4
‑
8份；所述Y2O3/ZrO2中Y2O3与ZrO2的摩尔质量比为8：92；所述NiO粉末粒径为0.5
‑
1.5μm，所述Y2O3/ZrO2的粉末粒径为0.3
‑
0.6μm；所述粘结剂为α
‑
松油醇、酚醛树脂、呋喃树脂中的一种或几种。
[0010]优选的，所述基层中按质量百分比计，Y2O3/ZrO2为25
‑
35％，PVB为0.5
‑
1.5％，其余为溶剂乙醇；所述Y2O3/ZrO2中Y2O3与ZrO2的摩尔质量比为8：92；所述基层厚度为20
‑
40μm。
[0011]优选的，所述连接层中按质量百分比计，Gd2O3/CeO2为20
‑
30％，PVB为1
‑
2％，其余为溶剂乙醇；所述Gd2O3/CeO2中Gd2O3与CeO2的摩尔质量比为8：2；所述连接层厚度为20
‑
30μm。
[0012]优选的，所述功能层中按质量百分比计，La
0.8
Sr
0.2
CoO3和Gd2O3/CeO2粉末为20
‑
25％，其余为溶剂乙醇；所述La
0.8
Sr
0.2
CoO3和Gd2O3/CeO2粉末中La
0.8
Sr
0.2
CoO3与Gd2O3/CeO2的摩尔质量比为1：1
‑
3；所述Gd2O3/CeO2中Gd2O3与CeO2的摩尔质量比为3：7；所述功能层厚度为20
‑
40μm。
[0013]本专利技术还保护一种所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，包括以下步骤：
[0014](1)蜂巢体载体的制备：将NiO和Y2O3/ZrO2球磨，随后加入粘结剂搅拌均匀并揉捏成膏状，放入挤出机，将挤出机调压阀调至25kgf/cm2，在抽气条件下进行挤压，缓慢提高压力至40kgf/cm2，使蜂巢湿胚缓慢挤出，待蜂巢柱挤出至所需长度后，切断，之后在200℃下定型，定型完成后取出生胚进行煅烧，得到蜂巢体载体；
[0015](2)蜂巢体基层浸涂：进行基层浆料配置，将步骤(1)得到的蜂巢体载体上不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2
‑
4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入基层浆料中，2
‑
4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，得到涂有基层的蜂巢体；
[0016](3)蜂巢体连接层浸涂：连接层浆料配置，将步骤(2)中得到的涂有基层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2
‑
4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入连接层浆料中，2
‑
4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，得到涂有连接层的蜂巢体；
[0017](4)蜂巢体功能层浸涂：功能层浆料配置，将步骤(3)中得到的涂有连接层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2
‑
4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车尾气净化的蜂巢体，从内至外依次包括蜂巢体载体、基层、连接层和功能层，其特征在于，所述蜂巢体载体由NiO、Y2O3/ZrO2复合材料制成；所述基层由Y2O3/ZrO2和PVB制成；所述连接层由Gd2O3/CeO2和PVB制成；所述功能层由La
0.8
Sr
0.2
CoO3和Gd2O3/CeO2粉末制成。2.根据权利要求1所述用于汽车尾气净化的蜂巢体，其特征在于，所述蜂巢体载体中按重量份计各原料的组成为：NiO 25
‑
35份、Y2O3/ZrO
2 15
‑
25份、粘结剂4
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8份；所述Y2O3/ZrO2中Y2O3与ZrO2的摩尔质量比为8：92；所述NiO粉末粒径为0.5
‑
1.5μm，所述Y2O3/ZrO2的粉末粒径为0.3
‑
0.6μm；所述粘结剂为α
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松油醇、酚醛树脂、呋喃树脂中的一种或几种。3.根据权利要求1所述用于汽车尾气净化的蜂巢体，其特征在于，所述基层中按质量百分比计，Y2O3/ZrO2为25
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35％，PVB为0.5
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1.5％，其余为溶剂乙醇；所述Y2O3/ZrO2中Y2O3与ZrO2的摩尔质量比为8：92；所述基层厚度为20
‑
40μm。4.根据权利要求1所述用于汽车尾气净化的蜂巢体，其特征在于，所述连接层中按质量百分比计，Gd2O3/CeO2为20
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30％，PVB为1
‑
2％，其余为溶剂乙醇；所述Gd2O3/CeO2中Gd2O3与CeO2的摩尔质量比为8：2；所述连接层厚度为20
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30μm。5.根据权利要求1所述用于汽车尾气净化的蜂巢体，其特征在于，所述功能层中按质量百分比计，La
0.8
Sr
0.2
CoO3和Gd2O3/CeO2粉末为20
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25％，其余为溶剂乙醇；所述La
0.8
Sr
0.2
CoO3和Gd2O3/CeO2粉末中La
0.8
Sr
0.2
CoO3与Gd2O3/CeO2的摩尔质量比为1：1
‑
3；所述Gd2O3/CeO2中Gd2O3与CeO2的摩尔质量比为3：7；所述功能层厚度为20
‑
40μm。6.一种权利要求1
‑
5任一项所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)蜂巢体载体的制备：将NiO和Y2O3/ZrO2球磨，随后加入粘结剂搅拌均匀并揉捏成膏状，放入挤出机，将挤出机调压阀调至25kgf/cm2，在抽气条件下进行挤压，缓慢提高压力至40kgf/cm2，使蜂巢湿胚缓慢挤出，待蜂巢柱挤出至所需长度后，切断，之后在200℃下定型，定型完成后取出生胚进行煅烧，得到蜂巢体载体；(2)蜂巢体基层浸涂：进行基层浆料配置，将步骤(1)得到的蜂巢体载体上不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2
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4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入基层浆料中，2
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4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，得到涂有基层的蜂巢体；(3)蜂巢体连接层浸涂：连接层浆料配置，将步骤(2)中得到的涂有基层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2

【专利技术属性】
技术研发人员：华国金，
申请(专利权)人：江阴华音陶瓷机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：