一种具有催化活性的多孔堇青石及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及催化剂载体技术领域，具体设及一种具有催化活性的多孔堇青石及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济发展的同时，当前环境W及能源短缺问题越来越受到关注。如采用汽油 和柴油的汽车，需要加装催化剂尾气净化器来净化尾气中对人体有毒有害的污染物。很多 化学工业排放的有害物质也需要通过催化剂加W处理。而制作催化剂不可缺少的载体是堇 青石材料烧制而成的蜂窝载体，堇青石具有热膨胀系数低，气孔率高的特点。正是由于堇青 石材料具有优良的抗热冲击性能，在催化剂领域和蓄热材料等领域得到了广泛的应用。
[0003] 由于天然堇青石很少，工业上均采用人工合成方法制备堇青石。由于采用堇青石 中相应的纯氧化物来合成高纯度堇青石的原料成本高、烧制温度高、烧制温度窗口窄，导致 高纯度堇青石的成本很高，工业上无法大规模推广使用。因此，目前多采用天然原料为主合 成堇青石，如采用滑石、高岭±等天然原料。在堇青石材料合成领域，如果降低材料的热膨 胀系数是一个重要的指标，降低热膨胀系数除了合成工艺外，主要取决于添加助剂的方法。 此外，由于堇青石材料主要用于汽车尾气净化，工业有机废气处理领域，如果在堇青石材料 合成过程中添加助剂，不但能降低材料的热膨胀系数，又具有一定的催化性能，将大大拓展 堇青石材料的应用领域。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种具有催化活性的多孔堇青石及其制备方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种具有催化活性的多孔堇青石，该堇青石由滑石、高岭±、氧化侣、含碳娃藻±、 La2Ce2〇7、BaNb2〇e和BaTiO绳成，各成份的质量百分含量为：滑石36.6%;高岭± 43. 1 %;氧 化侣 14. 1 %;W娃藻上计量的含碳娃藻± 5.6% ;La2Ce2〇7〇. 2 % ;BaNb2〇e〇. 3 % ;BaTi〇3〇. 1 %。
[0007] 将原料按照质量百分含量；滑石36.6% ;高岭± 43. 1% ;氧化侣14. 1% ;含碳娃藻 ±W娃藻±计）5.6%;La2Ce2〇7〇.2%;BaNb2〇e〇.3%;BaTi〇3〇. 1%，经过混合、研磨后 110°C 烘10小时，然后W每分钟rc的升温速率，在氮气气氛下升温到800°C，保温5小时，然后切 换成空气气氛，继续W每分钟rc的升温速率，升温到1350°C，保温10小时烧成。
[000引所述含碳娃藻±的制备方法为娃藻±选用Si化含量大于90%的高纯度娃藻±精 上，按照庶糖：娃藻上质量比=1:2,称取相应的庶糖和娃藻±，庶糖用两倍质量的水溶解， 然后与娃藻上混合，浸溃2小时后，于100°C下蒸发除去水分，然后于500°C氮气气氛赔烧4 小时。
[0009] 所述La2Ce2〇7的制备方法；按照La与Ce摩尔比为1，称取相应的La2〇3和Ce(C〇3)2， 混合后研磨，然后在1400°C空气气氛赔烧8小时。
[0010] 所述BaNb2〇e的制备方法；按照Ba与佩摩尔比为1，称取相应的BaCO3和佩2〇5,混 合后研磨，然后在1000°c空气气氛赔烧8小时。
[0011] 所述BaTi化的制备方法：按照Ba与Ti摩尔比为1，称取相应的BaCO3和TiO2,混 合后研磨，然后在l〇〇〇°C空气气氛赔烧8小时。
[0012] 堇青石材料主要用于汽车尾气净化，工业有机废气处理领域的催化剂载体，如果 堇青石材料具有一定的催化活性，对提高负载活性组分后催化剂的性能起到帮助作用。本 发明通过堇青石合成配方的调整，W降低材料的热膨胀系数，并使得堇青石材料本身具有 催化活性。采用本发明制备方法制得的堇青石比表面高、热膨胀系数低、同时具有催化活 性。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合实施例对本发明做出进一步的具体说明，但本发明并不限于该些实施 例。
[0014] 实施例1
[001引（1)含碳娃藻上的制备；娃藻上选用Si02含量大于90%的高纯度娃藻±精±，按 照质量比庶糖：娃藻±=1:2,称取相应的庶糖和娃藻±。庶糖用两倍质量的水溶解，然后 与娃藻±混合，浸溃2小时后，于100°C下蒸发除去水分，然后于500°C氮气气氛赔烧4小 时，庶糖经碳化，生成含碳娃藻±。
[0016] (2)La2Ce2〇7的制备：按照La与Ce摩尔比为1，称取相应的La2〇3和Ce(C〇3)2,混合 后研磨，然后在1400°C空气气氛赔烧8小时。
[0017] (3)BaNb2〇e的制备：按照Ba与佩摩尔比为1，称取相应的BaCO3和佩2〇5,混合后 研磨，然后在1000°c空气气氛赔烧8小时。
[0018] (4)831'1化的制备；按照83与1'1摩尔比为1，称取相应的83〇)3和1'1〇2，混合后研 磨，然后在1000°C空气气氛赔烧8小时。
[0019] 妨W精选滑石、精选高岭上、氧化侣、含碳娃藻上、LasCesO,、BaNb2〇e和BaTiO3为 原料。原料按照如下质量百分数：精选滑石36. 6% ;精选高岭±43. 1% ;氧化侣14. 1% ; 含碳娃藻±W娃藻上计）5. 6% ;La2Ce2〇7〇. 2%巧3佩2〇6〇. 3% ;BaTi〇3〇. 1%。W上原料经 过混合、研磨后压制成型，W110°C烘10小时，然后W每分钟rc的升温速率，在氮气气氛 下升温到800°C，保温5小时，然后切换成空气气氛，继续W每分钟rc的升温速率，升温到 1350°C，保温10小时烧成。
[0020] (6)样品的比表面积采用液氮温度下氮气吸附的BET方法来测定，结果见表1。
[0021] (7)样品热膨胀系数测定，对堇青石样品经过研磨后，在50-800°C范围内进行热 膨胀系数测定，结果见表1。
[002引做样品的催化性能测试，对堇青石样品破碎，选择20~40目堇青石2ml，装到催 化反应器中。W丙烷燃烧反应作为模拟反应，丙烷-空气为反应气体，丙烷浓度为lOOOppm， 通过催化剂，反应气体流量为670ml/min。分析反应温度下丙烷的转化率。结果见表1。
[0023] 对比实施例1
[0024] (1)W精选滑石、精选高岭上、氧化侣、精选娃藻上为原料。原料按照如下质量百 分数；精选滑石36. 9% ;精选高岭± 43. 4% ;氧化侣14. 1% ;精选娃藻± 5.6%。W上原料 经过混合、研磨后压制成型，Wii〇°c烘10小时，然后W每分钟rc的升温速率，在氮气气氛 下升温到800°C，保温5小时，然后切换成空气气氛，继续w每分钟rc的升温速率，升温到 1350°C，保温10小时烧成。
[0025] (2)样品热膨胀系数测定和催化性能测试与实施例1相同，结果见表1。
[0026] 表1实施例和对比实施例催化剂的热膨胀系数和催化性能
[0027]
【主权项】
1. 一种具有催化活性的多孔堇青石，其特征在于：该堇青石由滑石、高岭土、氧化铝、 含碳娃藻土、La2Ce207、BaNb2O6和BaTiO3组成，各成份的质量百分含量为：滑石36. 6 %， 高岭土 43. 1%，氧化铝14. 1%，以硅藻土计量的含碳硅藻土 5. 6%，La2Ce2O7O. 2%， BaNb2O6O. 3%，BaTiO3O. 1%。
2. -种具有催化活性的多孔堇青石催化剂的制备方法，其特征在于将原料按照质量百 分含量：滑石36. 6%，高岭土 43. 1%，氧化铝14. 1%，以硅藻土计量的含碳硅藻土 5. 6%， La2Ce2O7O. 2%，BaNb2O6O. 3%，BaTiO3O. 1%混合、研磨后，经IKTC烘10小时，然后以每分钟 1°C的升温速率，在氮气气氛下升温到800 °C，保温5小时，然后切换成空气气氛，继续以每 分钟rc的升温速率，升温到1350°C，保温10小时烧成。
3. 权利要求1所述的多孔堇青石，其特征在于所述含碳硅藻土的制备方法为硅藻土选 用5;102含量大于90%的高纯度娃藻土精土，按照鹿糖：娃藻土质量比=1:2,称取相应的 蔗糖和硅藻土，蔗糖用两倍质量的水溶解，然后与硅藻土混合，浸渍2小时后，于KKTC下蒸 发除去水分，然后于500°C氮气气氛焙烧4小时。
4. 权利要求1所述的多孔堇青石，其特征在于所述La2Ce207的制备方法：按照La与Ce 摩尔比为1，称取相应的La2O3和Ce(CO3) 2，混合后研磨，然后在1400°C空气气氛焙烧8小时。
5. 权利要求1所述的多孔堇青石，其特征在于所述BaNb206的制备方法：按照Ba与Nb 摩尔比为1，称取相应的BaCOjPNb205，混合后研磨，然后在1000°C空气气氛焙烧8小时。
6. 权利要求1所述的多孔堇青石，其特征在于所述BaTiO3的制备方法：按照Ba与Ti 摩尔比为1，称取相应的BaCOjPTiO2，混合后研磨，然后在1000°C空气气氛焙烧8小时。
【专利摘要】一种具有催化活性的多孔堇青石及其制备方法，各成份的质量百分含量为：滑石36.6％；高岭土43.1％；氧化铝14.1％；以硅藻土计量的含碳硅藻土5.6％；La2Ce2O70.2％；BaNb2O60.3％；BaTiO30.1％。制备方法为将原料经过混合、研磨后110℃烘10小时，然后以每分钟1℃的升温速率，在氮气气氛下升温到800℃，保温5小时，然后切换成空气气氛，继续以每分钟1℃的升温速率，升温到1350℃，保温10小时烧成。该堇青石比表面高、热膨胀系数低、同时具有催化活性。
【IPC分类】C04B35-195, C04B38-00
【公开号】CN104774002
【申请号】CN201510158376
【发明人】柳斌
【申请人】江西安天高新材料有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月3日