PTFE催化滤料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种PTFE催化滤料及其制备方法。该制备方法包括：步骤S1，将催化剂与溶剂进行混合，得到催化剂分散液；步骤S2，将PTFE针刺毡在催化剂分散液中进行第一浸渍，得到第一浸渍滤料；步骤S3，将第一浸渍滤料在浸渍液中进行第二浸渍，得到PTFE催化滤料，其中，浸渍液包括纳米级的PTFE颗粒和表面活性剂，催化剂的粒径为纳米级。通过以上方法实现脱硝催化剂与PTFE滤料的有效复合，节约了装置成本。进一步地，通过改变浸渍次数就可实现催化剂附着量的调控，是一种高效、负载量可控、简单易操作的催化滤料制备方法。化滤料制备方法。化滤料制备方法。

【技术实现步骤摘要】
PTFE催化滤料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及工业烟气除尘
，具体而言，涉及一种PTFE催化滤料及其制备方法。

技术介绍

[0002]PTFE滤袋具有抗酸碱性、抗水、抗板结性等特性及较长的使用寿命，在工业烟气除尘领域具有广泛的应用市场。现阶段，工业烟气中粉尘及氮氧化物污染物的脱除采用滤袋除尘和选择性催化还原(SCR)两套装置单独进行，存在装置成本、运行维护费用高，占地面积大等缺点，采用同一产品实现多污染物的协同处理是未来工业烟气治理的发展趋势。由于PTFE材料表面惰性，实现催化剂的负载具有挑战性。现阶段的技术多采用PTFE分散树脂与催化剂粉末混合，压棒、挤丝、压延成膜、针刺制成含催化剂的PTFE滤料，该技术要求具备滤袋生产的技术和工艺，得到的催化滤料中催化剂的分散性较差，且大多存在于PTFE纤维内部，被包裹的催化剂失去了催化活性，该方法不仅会造成催化剂原料的大量浪费，也会使催化脱硝性能大打折扣，并不利于该技术的推广使用。
[0003]现阶段报道的PTFE催化滤料的制备技术主要以聚四氟乙烯树脂(简称PTFE)与催化剂粉体混合编织形成催化滤袋为主，存在以下几点缺陷：
①
该方法需具备滤袋制作技术及工艺条件，过程冗杂；
②
聚四氟乙烯树脂与催化剂粉体混合不均匀，导致催化剂分散性不好；
③
拉丝成型的聚四氟乙烯纤维会将催化剂粉体包裹在内，使催化剂无法与反应气接触，失去催化作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种PTFE催化滤料及其制备方法，以解决现有技术中PTFE催化滤料制备工艺复杂、催化剂用量大、催化效果较差的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种PTFE催化滤料的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，将催化剂与溶剂进行混合，得到催化剂分散液；步骤S2，将PTFE针刺毡在催化剂分散液中进行第一浸渍，得到第一浸渍滤料；步骤S3，将第一浸渍滤料在浸渍液中进行第二浸渍，得到PTFE催化滤料，其中，浸渍液包括纳米级的PTFE颗粒和表面活性剂，催化剂的粒径为纳米级。
[0006]进一步地，上述制备方法还包括：对第二浸渍后的滤料进行焙烧，得到PTFE催化滤料，其中，PTFE针刺毡为平扁型条状纤维，优选平扁型条状纤维的纤维细度为2～10dtex，优选纳米级的PTFE颗粒的粒径为150～170nm，优选焙烧的温度为250～270℃，优选焙烧的时间为1h～2h。
[0007]进一步地，上述步骤S1中，混合的过程包括：将催化剂与溶剂混合后先搅拌再超声，优选搅拌的转速为400～800r/min，优选搅拌的时间为5～10分钟；优选超声的频率为28000～40000Hz，优选超声的时间为10～20分钟，优选催化剂与溶剂的体积比为1：5～15，优选催化剂的粒径为30～58nm，优选催化剂选自3wt％V2O5‑
10wt％MoO3/TiO2催化剂、3wt％
V2O5‑
10wt％MoO3‑
xwt％CeO2/TiO2、3wt％V2O5‑
10wt％WO3/TiO2中的任意一种或多种，其中，x的范围为1～10，催化剂中各组分的质量百分含量均是相对于催化剂中TiO2的质量为100％计；优选溶剂选自乙醇、丙醇、丙酮、乙醇与水的混合溶液中的任意一种或多种，其中，混合溶液中的水的含量≤13％。
[0008]进一步地，上述步骤S3中，第一浸渍为重复进行的多次，优选各次第二浸渍的过程包括：将第一浸渍滤料的正面浸渍5～10min后，将第一浸渍滤料翻面后再浸渍5～10min；优选第一浸渍为重复进行的2～3次数，优选地，以质量百分比计，浸渍液包括：0.3～12wt％的PTFE颗粒；0.05～1.5wt％的表面活性剂；0.1～5wt％的发泡剂；以及83～99.6wt％的水，优选浸渍液还包括：0.1～1wt％的分散剂和0.05～0.2wt％的稳定剂；优选表面活性剂选自聚氧乙烯烷基酚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段酯中的任意一种或多种，优选分散剂为含氟阴离子表面活性剂；优选含氟阴离子表面活性剂选自全氟辛酸铵、全氟辛酸钠、全氟丁基磺酸钾、全氟己基磺酸钾、全氟辛基磺酸钾中的任意一种或多种；优选稳定剂为固体石蜡，其中，发泡剂为烷基糖苷，优选烷基糖苷中的烷基为C8～C
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的烷基，进一步地，优选发泡剂为癸基葡萄糖苷。
[0009]进一步地，上述浸渍液的制备过程包括：将PTFE颗粒、发泡剂与水进行搅拌混合，得到浸渍液；优选搅拌混合的转速为400～600r/min，优选搅拌混合的时间为10～30min。
[0010]进一步地，上述步骤S2中，第一浸渍的过程包括：将PTFE针刺毡在催化剂分散液中先搅拌5～10分钟，再超声10～20分钟，优选搅拌的转速为400～800r/min，优选超声的频率为28000～40000Hz。
[0011]进一步地，上述制备方法还包括在焙烧之前，将第二浸渍后的滤料进行热压、干燥的过程，优选热压的条件为压力0.5～1MPa，热压温度为80～100℃，热压时间为15～30s，优选干燥的温度为50～80℃。
[0012]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种PTFE催化滤料由前述制备方法制备得到。
[0013]进一步地，单位平方米的上述PTFE针刺毡上催化剂的附着量>200g/m2。
[0014]进一步地，在0.2MPa的喷吹压力下对上述PTFE催化滤料进行反复喷吹400～500次，催化剂的掉粉率低于10％，优选在0.2MPa的喷吹压力下对PTFE催化滤料进行反复喷吹400～500次，催化剂的掉粉率低于3％。
[0015]应用本专利技术的技术方案，PTFE针刺毡具有优异的耐温、耐腐蚀、耐液体性能，长期使用基布的断裂强力不会衰减，使用寿命较长，是烟气除尘首选滤料，通过以上方法实现脱硝催化剂与PTFE滤料的有效复合，节约了装置成本。具体地，以上第一浸渍使得催化剂分散液均匀分散于PTFE针刺毡上，第二浸渍则通过表面活性剂的乳化作用将纳米级的PTFE颗粒均匀的分散于第一浸渍滤料的表面，从而提高了催化剂粉体在PTFE针刺毡上附着的牢固性，同时纳米级的PTFE颗粒作为浸渍液的有效成分不会包裹或者封死纳米级的催化剂粉体，且不会限制气体的穿透，确保了催化剂与氮氧化物更好的接触反应，进而不影响催化剂高催化性能的发挥。进一步地，通过改变浸渍次数就可实现催化剂附着量的调控，是一种高效、负载量可控、简单易操作的催化滤料制备方法。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示
意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0017]图1示出了根据本专利技术的实施例1提供的一种PTFE催化滤料在200μm放大倍数下的SEM图；
[0018]图2示出了图1所示PTFE催化滤料在2μm放大倍数下的SEM图。
具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PTFE催化滤料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤S1，将催化剂与溶剂进行混合，得到催化剂分散液；步骤S2，将PTFE针刺毡在所述催化剂分散液中进行第一浸渍，得到第一浸渍滤料；步骤S3，将所述第一浸渍滤料在浸渍液中进行第二浸渍，得到PTFE催化滤料，其中，所述浸渍液包括纳米级的PTFE颗粒和表面活性剂，所述催化剂的粒径为纳米级。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：对所述第二浸渍后的滤料进行焙烧，得到所述PTFE催化滤料，其中，所述PTFE针刺毡为平扁型条状纤维，优选所述平扁型条状纤维的纤维细度为2～10dtex，优选所述纳米级的PTFE颗粒的粒径为150～170nm，优选所述焙烧的温度为250～270℃，优选所述焙烧的时间为1h～2h。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述混合的过程包括：将所述催化剂与所述溶剂混合后先搅拌再超声，优选所述搅拌的转速为400～800r/min，优选所述搅拌的时间为5～10分钟；优选所述超声的频率为28000～40000Hz，优选所述超声的时间为10～20分钟，优选所述催化剂与所述溶剂的体积比为1：5～15，优选所述催化剂的粒径为30～58nm，优选所述催化剂选自3wt％V2O5‑
10wt％MoO3/TiO2催化剂、3wt％V2O5‑
10wt％MoO3‑
xwt％CeO2/TiO2、3wt％V2O5‑
10wt％WO3/TiO2中的任意一种或多种，其中，x的范围为1～10，所述催化剂中各组分的质量百分含量均是相对于所述催化剂中TiO2的质量为100％计；优选所述溶剂选自乙醇、丙醇、丙酮、乙醇与水的混合溶液中的任意一种或多种，其中，所述混合溶液中的所述水的含量≤13％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述第一浸渍为重复进行的多次，优选各次所述第二浸渍的过程包括：将所述第一浸渍滤料的正面浸渍5～10min后，将所述第一浸渍滤料翻面后再浸渍5～10min；优选所述第一浸渍为重复进行的2～3次数，优选地，以质量百分比计，所述浸渍液包括：0.3～12wt％的所述PTF...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，苏博，姚亮，陈宋璇，刘君，
申请(专利权)人：中国有色工程有限公司，
类型：发明
国别省市：