一种用于排气处理的纳米催化器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于排气处理的纳米催化器，包括圆筒状的基体(1)，所述基体(1)上具有多条气流通道(3)和多条封闭通道(2)，所述多条气流通道(3)和多条封闭通道(2)的内壁都涂覆有纳米颗粒的催化剂层，所述基体(1)的外周开设有多条具有一定深度的槽(4)，所述槽(4)在所述基体(1)的外周呈不规则排列，所述槽(4)的每一个内都嵌设有一块纳米纤维片，所述纳米纤维片上涂覆有纳米催化剂涂层。该纳米催化器使用纳米纤维片增加了催化器内排气的紊流的强度，且增大了排气接触面积，改善了催化效率。
【专利说明】
一种用于排气处理的纳米催化器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种催化器，尤其是涉及一种用于排气处理的纳米催化器。
【背景技术】
[0002]汽车排气系统一般由排气歧管，排气管，催化转换器，排气温度传感器，汽车消声器和排气尾管等组成。当前，全球面临能源和环境的综合挑战。在传统汽车的排放达标的技术手段选择方面，人们仍然面临不少的难题，例如，如何选择后处理的载体和催化剂等方面。
[0003]催化转换器也称三元催化器，催化转换器通常包括蜂窝状基体部分，该基体部分通常由陶瓷构成。在该陶瓷基体上涂覆有催化剂层，用于对汽车尾气排出的C0、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。
[0004]纳米技术是当今世界上最活跃的研究领域之一。由于纳米材料尺寸的急剧减小，其比表面积、表面原子数、表面能和表面张力都极度增大，使纳米材料在光、热、电、磁、机械性能甚至化学特性方面都发生显著变化。目前的SCR催化器上已经具有使用纳米涂层的记载。
[0005]中国专利(CN102380377A)公开了一种用于POC后处理器的泡沫金属结构单元，其在SCR涂层中增加了平均粒径为5?1nm的纳米二氧化钛。
[0006]中国专利(CN102380412A)公开了一种纳米层状MFI催化剂，MFI型分子筛具有三维孔道结构，同时具有强的表面酸性和整齐的微孔结构，以及其尺寸和形状的可调变性，该方法所制备的单晶胞纳米层MFI催化剂，其厚度仅有2?5nm，孔道短，内扩散阻力小，具有较强的吸附能力，尤其负载了过渡元素Fe、Mo后对提高催化反应的活性和选择性十分有利。
[0007]然而上述专利的特点是纳米催化物质通常以粉末的形式涂层在SCR的基体上，当上述纳米涂层掉落或中毒后，将不能很好的更换。
[0008]最近一种新的纳米材料，纳米纤维技术得到了发展。对于纳米级纤维的定义目前有两种观点:一种是指纤维直径小于1μπι(通常为50?300nm)，另一种则认为即使纤维直径不到纳米级尺寸，但在纤维上存在有纳米级尺寸的微孔，凹凸不平点或层叠等细微结构，也同样视为纳米纤维。
[0009]如中国专利(CN102430287A)公开了一种金属纤维和无机纤维的复合载体及制备方法，其制备了一种包含纳米二氧化钛粉粉末的的纤维网，属于上述第二种纳米纤维。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型目的是提供一种具有纳米纤维的排气处理用地催化器，不仅可以高效地催化排气，还便于更换和保养。
[0011 ]具体而言，本实用新型采用如下技术方案:
[0012]—种用于排气处理的纳米催化器，包括圆筒状的基体，所述基体上具有多条气流通道和多条封闭通道，所述多条气流通道和多条封闭通道的内壁都涂覆有纳米颗粒的催化剂层，其特征在于，所述基体的外周开设有多条具有一定深度的槽，所述槽在所述基体的外周呈不规则排列，所述槽的每一个内都嵌设有一块纳米纤维片，所述纳米纤维片上涂覆有纳米催化剂涂层。
[0013]特别的，所述纳米纤维片为其中一条边呈弧形的长方形结构，所述弧形与所述基体的外周面贴合。
[0014]特别的，所述槽的深度为所述基体直径的1/3-4/5之间。
[0015]特别的，所述纳米纤维片上至少涂覆有纳米Ti02-Zr02颗粒。
[0016]该纳米催化器使用纳米纤维片增加了催化器内排气的紊流的强度，且增大了排气接触面积，改善了催化效率。
【附图说明】
[0017]图1为现有技术中的催化器的陶瓷基体的示意图；
[0018]图2为本实用新型的纳米纤维的微观结构示意图；
[0019]图3是根据本实用新型的催化器的具有槽的基体的主视图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
[0021]如图1所示，现有的SCR催化的基体通常呈现为圆筒状。在圆筒状的基体I的内部开设有多条气流通道3和多条封闭通道2。当排气运行通过该SCR时，由于封闭通道不连通，因此排气从气流通道3进入后在多条气流通道3和多条封闭通道2之间相互渗透，最后排出SCR的基体。多条气流通道3和多条封闭通道2内壁上都涂覆有催化剂。所述催化剂组分选自铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)和铱(Ir)中的至少一种。例如，相对于I升蜂窝状基体在催化剂载体层上负载1.5克Pt。相对于I升蜂窝状基体在催化剂载体层上负载0.5克Pd。相对于I升蜂窝状基体在催化剂载体层上负载0.2克Rh。
[0022]在一个实施例中，所述涂层可包括纳米Ti02-Zr02颗粒。其中Ti02-Zr02复合氧化物载体中各组分含量:Zr02为5-25份，Ti02为30-45份，其他催化组分可包括:V205为3_5份，W03为2-8份，Fe2031-3份，CuO为1-5份，稀土金属氧化物1-1 O份，其余为粘结剂。
[0023]本实用新型的纳米纤维可采用常规的方法制作。如图2所示，该纳米纤维的微观结构可以看出，纤维之间的孔径很小，通常为1_5μπι。该纤维上优选的包含有Ti02-Zr02纳米颗粒。
[0024]更优选的该纤维上涂覆有上述涂层即:包括纳米Ti02-Zr02颗粒。其中Ti02-Zr02复合氧化物载体中各组分含量:Zr02为5-25份，Ti02为30-45份，其他催化组分可包括:V205为3-5份，W03为2-8份，Fe2031-3份，CuO为1-5份，稀土金属氧化物1-1 O份，其余为粘结剂。
[0025]参考图3，示出了本实用新型的结构示意图。在SCR圆筒状的基体I上沿其外周开设有多条垂直于轴向的槽4。所述槽的深度小于所述基体I的直径，优选的为基体直径的1/3-4/5。并且所述槽的排列可以是规则的，成排的，或者间隔地围绕所述基体的外周。但更优选的，所述槽是不规则的排列。并且优选的，所述槽的深度也是不规则的。这有利于在所述基体内部的排气形成紊流而增强排气与催化剂的混合。
[0026]在所述每个槽4中都嵌入了一块纳米纤维片。该纳米纤维片涂覆有如上所述的纳米颗粒。所述纳米纤维片的一端具有弧形与基体I的外圆周贴合，使得嵌入所述纳米纤维片后，所述基体I的外周面仍然保持平坦。具体而言，所述纳米纤维大致呈一边具有弧形的长方形。
[0027]多块纳米纤维嵌入所述槽4中，当排气冲击到纳米纤维上时，增加了其紊流程度，同时由于纳米纤维上的催化物质具有更大的比表面积，增加了排气的接触面积，使得排气净化效率更高。
[0028]最后应说明的是:以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种用于排气处理的纳米催化器，包括圆筒状的基体(I)，所述基体(I)上具有多条气流通道(3)和多条封闭通道(2)，所述多条气流通道(3)和多条封闭通道(2)的内壁都涂覆有纳米颗粒的催化剂层，其特征在于，所述基体(I)的外周开设有多条具有一定深度的槽(4)，所述槽(4)在所述基体(I)的外周呈不规则排列，所述槽(4)的每一个内都嵌设有一块纳米纤维片，所述纳米纤维片上涂覆有纳米催化剂涂层。2.根据权利要求1所述的一种用于排气处理的纳米催化器，其特征在于:所述纳米纤维片为其中一条边呈弧形的长方形结构，所述弧形与所述基体(I)的外周面贴合。3.如权利要求2所述的一种用于排气处理的纳米催化器，其特征在于，所述槽(4)的深度为所述基体(I)直径的1/3-4/5之间。4.如权利要求3所述的一种用于排气处理的纳米催化器，其特征在于，所述纳米纤维片上至少涂覆有纳米T12-ZrO2颗粒。
【文档编号】B01D53/56GK205672791SQ201620570263
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月6日 公开号201620570263.0, CN 201620570263, CN 205672791 U, CN 205672791U, CN-U-205672791, CN201620570263, CN201620570263.0, CN205672791 U, CN205672791U
【发明人】王澍, 郑玉船, 李长江
【申请人】黄山学院