用于将催化剂施加至催化燃烧器表面的方法与流程

本发明总体上涉及催化燃烧领域，并且更具体地涉及由多孔材料制成的催化燃烧器的领域。这些燃烧器尤其用于扩散香味和/或活性物质、用于破坏有味或无味的分子、和/或用于净化空气。

背景技术：

这种燃烧器已经例如在本申请人名下的法国专利申请fr3061543中进行了描述。更特别地，这是这样的一种燃烧器，其用于接收浸没在催化燃烧瓶中容纳的可燃液体中的芯部，该催化燃烧瓶在其颈部处接收燃烧器。这种燃烧器(特别是在图3a中示出)由多孔材料制成，该燃烧器包括端件，该端件在其上部具有向外部露出的腔体，并且在其下部具有芯部的端部在其中接合的腔体。端件在其下部通过套筒延伸。端件上部的外表面及其上表面(环形)掺杂有催化剂。有利地，端件上部的内表面也是如此。在操作中，由芯部输送的可燃液体渗透到燃烧器的多孔材料的孔中。该液体的一部分穿过燃烧器的中央区，其在该区进行汽化。

然而发现，这种燃烧器在被掺杂时具有以下缺点：在操作中导致燃烧器中央扩散区处的温度升高，这在使用燃烧器扩散香味时不利于嗅觉品质。

技术实现要素：

为了克服上述缺点，本申请人已开发出一种用于施加催化剂的方法，该方法允许催化剂更好地分布在燃烧器的端件表面上，从而防止中央区的温度过高。

因此，更具体地，本发明涉及一种用于将催化剂施加至催化燃烧器表面的方法，所述催化燃烧器由多孔材料组成并且包括：

端件，所述端件具有上部和下部，所述上部具有外围侧壁，所述外围侧壁包括界定腔体的内表面、大致柱形的外表面以及冠状的上表面；以及

套筒，所述套筒设置在所述端件的所述下部的延伸部中，并且包括适于夹持用于将可燃组合物输送至所述燃烧器的芯部的腔体，

所述方法包括：

a)用催化组合物浸渍所述外表面以及所述内表面、所述端件的所述冠部或者所述内表面和所述冠部的步骤，所述催化组合物包含至少一种属于元素周期表第9族或第10族的催化剂；

b)对如此用所述催化剂浸渍的所述燃烧器热处理到至少为450℃的温度ta的步骤，

所述方法的特征在于，所述催化组合物是非牛顿流体，在施加到所述端件(1)上之前表现出在环境温度下至少15mpa.s的动态粘度μc。

在本发明的意义上，牛顿流体应理解为是这样一种流体，粘度既不依赖于其剪切速率也不依赖于剪切液体的时间。

有利地，所述催化组合物可包括：

相对于所述催化组合物的总重量为1重量％至5重量％的选自属于元素周期表第9族或第10族的金属的催化剂，以及

相对于所述催化组合物的总重量为0.2重量％至2重量％的能够增加所述催化组合物的流动阻力的化合物。

在本发明的意义上，能够增加流体的流动阻力的化合物应理解为是这样一种化合物，其能够在环境温度(即大约20℃)下使所述流体具有至少5mpa.s的动态粘度μc。

所述能够增加流动阻力的化合物可以优选为衍生自葡萄糖的聚合物或衍生自环氧乙烷的聚合物。

热处理步骤b)有利地包括将温度保持在ta下至少3小时。

本发明也涉及一种催化燃烧器，所述催化燃烧器可以根据本发明的方法涂覆有催化剂。

最后，本发明还涉及一种催化燃烧瓶，所述催化燃烧瓶适于容纳可燃液体并在其颈部处接收催化燃烧器，所述催化燃烧器接收浸没在所述液体中的芯部，所述瓶(20)配备有本发明的燃烧器。

附图说明

参考附图从下文给出的用于指示而绝非限制的详细描述中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，其中：

图1示意性地示出了具有催化剂的催化燃烧器的实施例的图片，可以用本发明的方法通过在该催化燃烧器的表面上浸渍催化剂来处理该催化燃烧器；

图2是配备有图1的催化燃烧器的瓶的正视图；

图3a是ir热谱图，其目的是显示在没有空气调节的情况下将催化剂施加到通过常规应用处理的催化燃烧器的端件表面上的影响；

图3b是ir热谱图，其目的是显示在没有空气调节的情况下将催化剂施加到通过本发明的方法处理的催化燃烧器的端件表面上的影响；

图4a是ir热谱图，其目的是显示在存在空气调节的情况下将催化剂施加到通过常规应用处理的催化燃烧器的端件表面上的影响；

图4b是ir热谱图，其目的是显示在存在空气调节的情况下将催化剂施加到通过本发明的方法处理的催化燃烧器的端件表面上的影响；

图5例示了通过红外相机测量空气调节对操作中的燃烧器的温度的影响的方案。

在所讨论的附图中，图1和图2共有的技术特征均由相同的附图标记表示。

在图1和图2的描述之后的实例描述部分中论述了图3a、图3b、图4a、图4b和图5。

具体实施方式

图1示意性地示出了带有催化剂的催化燃烧器的实例的横截面，可以通过本发明的方法通过将催化剂浸渍在该催化燃烧器的表面上来处理该催化燃烧器。这种类型的燃烧器1由多孔材料制成，其包括端件1，该端件在其上部10上具有向外部露出的腔体(或贮存器)100，并且在其下部11上具有在其中接合芯部40的端部的腔体，该芯部40用于将来自瓶20的可燃组合物30(在下面的实例中为异丙醇)输送至燃烧器，燃烧器1安装在该瓶的颈部5处。端件1在其下部通过套筒2(也称为管筒)延伸。图2示意性地示出了配备有图1的燃烧器1的瓶20的正视图。可燃液体30通常是醇(例如异丙醇)或符合本领域现行法规的任何其他适当的可燃液体。可燃液体30必须更特别地使得其蒸发和其催化燃烧不释放任何令人不适的气味。可燃液体30可以进一步包括芳香物质和/或活性材料。

芯部40是任何已知的芯部，例如由棉制成的芯部，或由(例如矿物纤维的)矿物材料制成的芯部。在操作中，来自瓶20的可燃液体30由于毛细作用而在芯部40中上升并渗透到燃烧器的多孔材料的孔中，其在被预热时对所述液体进行催化燃烧。更具体地，关于端件1的上部10，该上部具有：外围侧壁，该外围侧壁包括内部的基本截断的表面，所述内部的基本截断的表面界定了呈贮存器100的形式的腔体；基本为柱形的外表面101；以及冠状的上表面102。

根据本发明的方法(在随后的实例中以“燃烧器bi”表示)，或根据本领域技术人员已知的方法(在随后的实例中以“燃烧器bc”表示)，在端件1的外表面101和冠部102上施加了催化剂(在图1和图2中不可见)。在后一种情况下，在没有空气调节和没有空气调节的情况下，在催化操作的测试中，将已按常规掺杂的燃烧器用作对照。

为此，为了测试图1所示的燃烧器的催化操作(在存在和不存在空气调节的情况下)，将该燃烧器设置在图2所示的催化燃烧瓶20中。

将燃烧器10(如图5所示的本发明的燃烧器或如图1所示的现有技术的燃烧器)安装在瓶的颈部50中(例如，借助于放置在颈部50中的金属座)。将芯部40容纳在燃烧器10的内部，该催化燃烧芯部40接收被浸没在液体30中的芯部(40)。瓶20可以是具有燃烧器10在其中适配的颈部50的任何形状的瓶。

以下实例结合上文参考的附图说明了本发明，但并不限制本发明的范围。

在这些实例中，除非另有说明，否则所有百分比和份数均以质量百分比表示。

实例

装置和组合物

本发明的催化组合物

水性、酒精或水-酒精溶剂，

催化剂：

所使用的催化剂(无论是在燃烧器的部件100、101还是102上)是属于元素周期表第9族或第10族的金属。按本发明的催化组合物的重量计，其以2重量％的比例存在。

能够增加催化组合物流动阻力的化合物：

相对于催化组合物的总重量，介于0.2重量％至2重量％之间的衍生自葡萄糖的聚合物，使得在施加前，组合物在20℃下的动态粘度μc为大约20mpa.s。

对照催化组合物：

水，

催化剂，

所使用的催化剂(无论是在燃烧器的部件100、101还是102上)是属于元素周期表第9族或第10族的金属。相对于对照催化组合物的重量，其以2重量％的比例存在。

组成燃烧器的多孔材料的组合物：

导热化合物：碳化硅(1％)，

耐火化合物：莫来石(66.5％)，

粘合剂：玻璃(11.5％)，

成孔剂：聚甲基丙烯酸甲酯(pmma：21.5％)。

使用的燃烧器：

比较例：使用对照催化组合物进行掺杂

由从组合物c获得的多孔材料组成的燃烧器“bc”(在图1中示出)，其中，燃烧器表面100、101和102掺杂有浸渍它们的对照催化组合物。通过浸渍将催化组合物施加到燃烧器的端件的表面100、101和102上，然后烘烤至至少450℃的温度，随后将该温度保持至少3小时。

发明性实例：使用本发明的催化组合物进行掺杂

由从组合物c获得的多孔材料组成的燃烧器“b”(在图1中示出)，其中，燃烧器表面100、101和102掺杂有浸渍它们的本发明的催化组合物。通过浸渍将催化组合物施加到燃烧器的端件的表面100、101和102上，然后烘烤至至少450℃的温度，随后将该温度保持至少3小时。

使用的瓶：

图2中所示的用于燃烧器“bi”(本发明)和“bc”(比较或对照)。

使用的芯部：

棉芯。

使用的可燃液体：

异丙醇。

测试与测量

在具有或没有通风的情况下，在18℃下存在空气调节机的情况下，确定安装在瓶20上的燃烧器bi和bc的工作特性：

测试方案如图5所示。其总体上包括使用红外热成像(ir)，借助红外热成像相机来测量在瓶20上操作的每个测试燃烧器(bi和bc)上的温度，在图4a和图4b的低水平下，该瓶放置在距空气调节机(在所进行的测试的上下文中其功率为800w)合理的距离处。此外，对于每个测试的燃烧器(对照1c以及发明1和2)——其中在没有通风的情况下进行测量——将这些测量结果进行比较。

产生的热谱图详细说明如下：

-对照燃烧器bc：

没有空气调节：图3a，

具有空气调节：图4a(俯视图)。

-通过本发明的方法处理的燃烧器bi：

没有空气调节：图3b，

具有空气调节：图4b(俯视图)。

比较图3a和图3b的热谱图，在没有空气调节的情况下，表明：当通过本发明的方法用催化剂处理端件的表面100、101和102时，燃烧器扩散中央区的温度从389℃(用对照催化组合物处理)降低到364℃。

比较图3a和图3b的热谱图，表明在存在空气调节的情况下有类似的效果：当通过本发明的方法用催化剂处理端件的表面100、101和102时，燃烧器中央扩散区的温度从357℃(用对照催化组合物处理)降低到318℃。

通过本发明的方法，通过施加在20℃下动态粘度μc为15mpa.s的催化组合物，催化剂基本上不渗入燃烧器内部，因此燃烧器中心扩散区的温度比施加了对照催化组合物的情况低。