一种具有催化涂层的电加热装置及其制备方法和应用_3

文档序号:9281077阅读:来源:国知局
[0047] 以下实施例和对比例中,如无特别说明,使用的各材料均可通过市售获得,采用的 各方法均为本领域的常规方法。
[0048] 抗热震性试验的方法包括:测定在快速升降温条件下工作Oh和工作1000 h的具有 催化涂层的电加热装置的质量,其中,快速升降温的条件包括:在5min内升温至270°C,在 270°C下保温lmin,然后在5min内降温至100°C。
[0049] 按照《室内空气质量标准》GB/T18883-2002测定Ih和1000 h的苯的降解率。
[0050] 材料为镁铝硅酸盐的内部具有空腔结构的管状绝缘导热组件,内径Dl为20mm。
[0051] 材料为二氧化钛陶瓷的内部具有空腔结构的管状绝缘导热组件,内径Dl为20mm。
[0052] 实施例1
[0053] 本实施例用于说明本发明的具有催化涂层的电加热装置及其制备方法。
[0054] (1)将IOg硝酸铝、0· 207g氯铂酸钠、7. 820g硝酸镍、5. 065g PVP、20g去离子水混 合,得到催化涂料;
[0055] (2)对材料为镁铝硅酸盐的内部具有空腔结构的管状绝缘导热组件的表面进行 酸处理,其中,酸处理的方法包括:将管状绝缘导热组件在〇. Olmol/L的硝酸溶液中浸泡 15min ;
[0056] (3)采用压力喷涂的方式将催化涂料涂覆在步骤(2)得到的绝缘导热组件的外表 面,其中,压力喷涂的方法包括采用压力喷涂机在2个标准大气压下喷涂45s ;
[0057] ⑷将螺旋外径为18mm的Fe-Cr-Al电阻丝设置在步骤(3)得到的绝缘导热组件 的空腔内;
[0058] (5)将Fe-Cr-Al电阻丝通电加热,其中,通电加热的方法包括:在10分钟内通电 加热升温至700°C,保温20s,然后停止通电加热并在10分钟内降温至80°C,再重新进行通 电加热,如此循环10次,在绝缘导热组件的外表面上形成厚度为600 μ m的催化涂层;
[0059] (6)通电加热结束后进行氢气加热还原处理,还原温度为200°C,还原时间为 60min,得到具有催化涂层的电加热装置。
[0060] 如图1-图2所示,本发明的上述方法制备得到的具有催化涂层的电加热装置,包 括发热组件2、内部具有空腔结构的绝缘导热组件1和催化涂层3,发热组件2设置在绝缘 导热组件1的空腔内,催化涂层3设置在绝缘导热组件1的外表面上。其中,发热组件2为 螺旋形的Fe-Cr-Al电阻丝,其螺旋外径D2小于绝缘导热组件1的空腔内径Dl ;绝缘导热 组件1为材料为镁铝硅酸盐的内部具有空腔结构的管状绝缘导热组件;催化涂层3含有催 化剂成分Al2O3和Pt以及搪瓷涂料成分NiO,厚度为600 μ m,且催化涂层3为由致密结构层 31向疏松结构层32过渡的梯度涂层,致密结构层31与绝缘导热组件1的外表面结合。
[0061] 实施例2
[0062] 本实施例用于说明本发明的具有催化涂层的电加热装置及其制备方法。
[0063] (1)将 15.2g六甲基二甲硅醚、0.0104g 氯铂酸钠、4.5g TiCl4、8.3g PVP、25.2g 无 水乙醇混合,得到催化涂料;
[0064] (2)对材料为二氧化钛陶瓷的内部具有空腔结构的管状绝缘导热组件的外表面进 行机械研磨处理;
[0065] (3)采用压力喷涂的方式将催化涂料涂覆在步骤(2)得到的绝缘导热组件的外表 面,其中,压力喷涂的方法包括采用压力喷涂机在2个标准大气压下喷涂50s ;
[0066] (4)将螺旋外径为15mm的Fe-Cr-Al电阻丝设置在步骤(3)得到的绝缘导热组件 的空腔内;
[0067] (5)将Fe-Cr-Al电阻丝通电加热,其中,通电加热的方法包括:在8分钟内通电加 热升温至650°C,保温10s,然后停止通电加热并在8分钟内降温至90°C,再重新进行通电加 热,如此循环8次,在绝缘导热组件的外表面上形成厚度为700 μ m的催化涂层;
[0068] (6)通电加热结束后进行氢气加热还原处理,还原温度为250°C,还原时间为 30min,得到具有催化涂层的电加热装置。
[0069] 如图1-图2所示,本发明的上述方法制备得到的具有催化涂层的电加热装置,包 括发热组件2、内部具有空腔结构的绝缘导热组件1和催化涂层3,发热组件2设置在绝缘 导热组件1的空腔内,催化涂层3设置在绝缘导热组件1的外表面上。其中,发热组件2为 螺旋形的Fe-Cr-Al电阻丝,其螺旋外径D2小于绝缘导热组件1的空腔内径Dl ;绝缘导热 组件1为材料为二氧化钛陶瓷的内部具有空腔结构的管状绝缘导热组件;催化涂层3含有 Si02、Pt以及TiO2,厚度为700 μ m,且催化涂层3为由致密结构层31向疏松结构层32过渡 的梯度涂层,致密结构层31与绝缘导热组件1的外表面结合。
[0070] 实施例3
[0071] 本实施例用于说明本发明的具有催化涂层的电加热装置及其制备方法。
[0072] (1)将20. 2g硝酸铝、0· 305g氯铂酸钠、8. 62g PVP、25g去离子水混合,得到催化涂 料;
[0073] (2)对材料为镁铝硅酸盐的内部具有空腔结构的管状绝缘导热组件的外表面进 行酸处理,其中,酸处理的方法包括:将管状绝缘导热组件在〇. 〇5mol/L的硝酸溶液中浸泡 IOmin ;
[0074] (3)采用浸渍的方式将催化涂料涂覆在步骤(2)得到的绝缘导热组件的外表面, 其中,浸渍的方法包括:将绝缘导热组件在催化涂料中进行提拉直至绝缘导热组件的表面 覆盖一层催化涂料,然后在ll〇°C马弗炉中干燥5h,干燥结束后再次将绝缘导热组件在催 化涂料中进行提拉至绝缘导热组件的表面覆盖一层催化涂料,并在IKTC马弗炉中干燥 5h ;
[0075] (4)将外径为5mm的直线形Fe-Cr-Al电阻丝设置在步骤(3)得到的绝缘导热组件 的空腔内;
[0076] (5)将Fe-Cr-Al电阻丝通电加热,其中,通电加热的方法包括:在5分钟内通电加 热升温至600°C,保温30s,然后停止通电加热并在5分钟内降温至25°C,再重新进行通电加 热,如此循环3次,在绝缘导热组件的外表面上形成厚度为500 μ m的催化涂层;
[0077] (6)通电加热结束后进行氢气加热还原处理,还原温度为150°C,还原时间为 lOOmin,得到具有催化涂层的电加热装置。
[0078] 如图1-图2所示,本发明的上述方法制备得到的具有催化涂层的电加热装置,包 括发热组件2、内部具有空腔结构的绝缘导热组件1和催化涂层3,发热组件2设置在绝缘 导热组件1的空腔内,催化涂层3设置在绝缘导热组件1的外表面上。其中,发热组件2为 直线形的Fe-Cr-Al电阻丝,其外径D2小于绝缘导热组件1的空腔内径Dl ;绝缘导热组件 1为材料为镁铝硅酸盐的内部具有空腔结构的管状绝缘导热组件;催化涂层3含有Al2O3和 Pt,厚度为500 μ m,且催化涂层3为由致密结构层31向疏松结构层32过渡的梯度涂层,致 密结构层31与绝缘导热组件1的外表面结合。
[0079] 实施例4
[0080] 按照实施例1的方法,不同的是,步骤(1)中,将硝酸铝替换为硝酸锰。
[0081] 实施例5
[0082] 按照实施例1的方法,不同的是,步骤(1)中,将硝酸铝替换为硝酸铁。
[0083] 实施例6
[0084] 按照实施例1的方法,不同的是,步骤(1)中,将硝酸铝替换为硝酸铁,将氯铂酸钠 替换为硝酸锰,并省去步骤(6)。
[0085] 实施例7
[0086] 按照实施例1的方法,不同的是,步骤(1)中,将氯铂酸钠替换为氯钯酸钠。
[0087] 实施例8
[0088] 按照实施例1的方法,不同的是,步骤(3)中压力喷涂的方法包括采用压力喷涂机 在2个标准大气压下喷涂15s,步骤(5)中形成的催化涂层的厚度为95 μ m。
[0089] 实施例9
[0090] 按照实施例1的方法,不同的是,步骤(3)中压力喷涂的方法包括采用压力喷涂机 在2个标准大气压下喷涂90s,步骤(5)中形成的催化涂层的厚度为1000 μ m。
[0091] 实施例10
[0092] 按照实施例1的方法,不同的是,步骤(5)中,对于每次循环,在3分钟内通电加热 升温至700 °C。
[0093] 实施例11
[0094] 按照实施例1的方法,不同的是,步骤(5)中,对于每次循环,在15分钟内通电加 热升温至700 °C。
[0095] 实施例12
[0096] 按照实施例1的方法,不同的是,步骤(5)中,对于每次循环,在1分钟内降温至 80。。。
[0097] 实施例13
[0098] 按照实施例1的方法,不同的是,步骤(5)中,对于每次循环,在15分钟内降温至 80 cC 〇
[0099] 实施例14
[0100
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