专利名称：藤蔓式带状金属催化剂载体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种车用催化剂载体，更具体地说，本发明涉及一种汽车、柴油机和摩托车尾气催化净化器采用的催化剂载体材料。同时，本发明还涉及所述催化剂载体的制备方法。
现有汽车催化剂载体通常采用堇青石蜂窝载体材料或瓦楞状直孔蜂窝金属载体，这些材料由美国康宁公司、依米泰克公司等生厂，在世界范围内已经取得广泛应用。堇青石陶瓷载体有许多不足，如热容大，启动需要很长时间，至少需要3～10分钟，才能够使催化剂有效工作。而研究表明，启动后3～10分钟是汽车污染最严重的时候，催化剂的滞后活化使启动后的汽车尾气不能及时得到净化，污染环境的问题并未得到彻底解决。瓦楞状蜂窝金属载体虽然可以解决启动问题，但是，制造过程复杂，价格还居高不下，因此，应用受到一定限制。
本发明针对现有技术的不足，提供一种在汽车启动时就能得到活化的藤蔓式带状金属催化剂载体，从而达到即时净化尾气的目的。与瓦楞状蜂窝金属载体相比，成本大大降低，达到廉价应用的目的，同时还可以用于柴油机烟尘捕集和处理单元的开发。本发明同时提供一种制备藤蔓式金属带状催化载体的方法，该法原料丰富，成本低廉，成型容易，氧化涂层方法简单易行。
技术方案本发明提供了一种藤蔓式带状金属催化剂载体，该催化剂载体可由下述方法制备获得以高温不锈钢或耐热铸铁为原料；采用机床车削成型技术，制成螺纹状长带；将长带堆积成为藤蔓式线团或者纤维带束，并用不锈钢圆筒装载焊接，形成催化剂载体的前驱体；将载体前驱体在500℃-700℃下进行热处理，或经过阳极氧化后，得到表面γ-氧化铝覆层，形成催化剂载体，即为藤蔓式带状金属催化剂载体。
本发明提供了一种藤蔓式带状金属催化剂载体的制备方法，该方法包括下述顺序的步骤(1)以高温不锈钢或者耐热铸铁为原料；(2)采用机床车削成型技术，形成宽为2-10mm厚0.01-0.05mm的螺纹状长带；(3)将螺纹状长带堆积成为藤蔓式线团或有规则堆积成为纤维带束，并用不锈钢圆筒装载焊接，形成催化剂载体前驱体；(4)将载体前驱体在400℃-800℃下进行热处理，或经过阳极氧化后，得到表面γ-氧化铝覆层，形成催化剂载体，即为藤蔓式带状金属催化剂载体。
其中步骤(1)所述的原料可采用铁铬铝高温合金或者铁铬钼铝合金或者铁铝铸铁。
步骤(4)所述的热处理时间为0.5-2.0小时。
本发明的载体经过浸涂贵金属、热处理后可制得汽车尾气催化转化器或柴油机催化转化和烟尘捕集处理器。
基本原理和有益效果本发明采用耐热耐蚀高温不锈钢，用车削加工的方法，制得藤蔓式螺纹形薄带，薄带的藤蔓式堆积体为分形学上的藤蔓式线团，具有极大的比表面积，同时具备对气体的通透性和气体中细微颗粒的阻碍性，由此制得廉价的藤蔓式带状金属催化剂载体。薄带氧化后表面为γ-氧化铝覆层，具有极大的表面积，可以有效承载催化剂，形成催化剂水洗层。
本发明制备的藤蔓式带状金属催化剂载体有以下几个突出的性能特点①载体单位表面积大，有利于催化剂和尾气的充分接触；②载体由于加工简单，因此成本低廉；③易生成γ-氧化铝覆层，有利于催化剂的负载；④藤蔓式线团分布利于气体通透的同时也有利于柴油机烟尘的捕集；⑤有很好的导电导热性能。对于汽车催化剂载体来说，可以用短路加热的方法在5-30秒内达到汽车催化剂起燃温度(300-400℃)，很好地起到汽车启动时催化剂就可以启动并正常工作的目的，减少启动污染。对柴油机车或摩托车催化载体来说，催化的同时可进行柴油机烟尘的捕集，还可以定期用电加热的方法除去捕集的烟尘，保证柴油机烟尘捕集器的畅通和有效工作。
总之，本发明提供的新型藤蔓式带状金属催化载体首先可用于汽车尾气的处理；其次可推广应用于柴油机车的尾气净化问题，用于捕集、分解烟尘及有害气体；提高了导热导电性，催化剂的立即启动问题可望得到解决。因此，减少对环境的污染，对解决环境保护问题起到积极的推动作用。
图1是本发明的工艺流程图；图2是加工后的藤蔓式带状金属示意图；图3是经焊接、氧化后制成的藤蔓式带状金属催化剂载体示意图。
实施例1原料采用铁铬铝合金(含量为Fe80％，Cr5％，Al15％)，车削为宽0.2mm，厚0.01mm的螺状金属带，卷曲为藤蔓式线团，用不锈钢圆筒装载并焊接，在800℃下热处理1小时，由此制得载体，该载体烟尘捕集效果见下表。
实施例2除原料采用铁铬钼铝合金，热处理温度为600℃，热处理时间为1.5小时外，其它制备过程同实施例1。
实施例3除原料采用铁铝铸铁，热处理温度为400℃外，热处理时间为2小时外，其它制备过程同实施例1。
权利要求
1.一种藤蔓式带状金属催化剂载体，该催化剂载体可由下述方法制备获得以高温不锈钢或耐热铸铁为原料；采用机床车削成型技术，制成螺纹状长带；将长带堆积成为藤蔓式线团或者纤维带束，并用不锈钢圆筒装载焊接，形成催化剂载体的前驱体；将载体前驱体在500℃-700℃下进行热处理，或经过阳极氧化后，得到表面γ-氧化铝覆层，形成催化剂载体，即为藤蔓式带状金属催化剂载体。
2.一种藤蔓式带状金属催化剂载体的制备方法，该方法包括下述顺序的步骤(1)以高温不锈钢或者耐热铸铁为原料；(2)采用机床车削成型技术，形成宽为2-10mm厚0.01-0.05mm的螺纹状长带；(3)将螺纹状长带堆积成为藤蔓式线团或有规则堆积成为纤维带束，并用不锈钢圆筒装载焊接，形成催化剂载体前驱体；(4)将载体前驱体在400℃-800℃下进行热处理，或经过阳极氧化后，得到表面γ-氧化铝覆层，形成催化剂载体，即为藤蔓式带状金属催化剂载体。
3.根据权利要求2所述的藤蔓式带状金属催化剂载体的制备方法，其中步骤(1)所述的原料可采用铁铬铝高温合金或者铁铬钼铝合金或者铁铝铸铁。
4.根据权利要求2所述的藤蔓式带状金属催化剂载体的制备方法，其中步骤(4)所述的热处理时间为0.5-2.0小时。
5.根据权利要求2所述的藤蔓式带状金属催化剂载体的制备方法，其中步骤(4)制成的催化剂载体，经过浸涂贵金属、热处理后可制得汽车尾气催化转化器或柴油机催化转化和烟尘捕集处理器。
全文摘要
一种藤蔓式带状金属催化剂载体及其制备方法。涉及一种车用催化剂载体。由下述方法制备获得:以不锈钢或者耐热铸铁为原料,将原料用车削加工的方法加工成螺纹状、厚度约为0.01－0.1毫米的薄带,然后通过藤蔓式或有规律的组装,最后经过高温或用其余化学方法对催化剂进行氧化,形成有γ－氧化铝覆层的催化载体材料,得到成品。本发明制备的藤蔓式金属带状催化载体可以用于汽车催化剂,解决催化剂的立即启动问题,有效减少汽车发动时大量尾气对环境的污染。该载体被覆催化剂后,还可用于柴油机尾气处理,可以解决烟尘的捕集和处理的难题。
文档编号F01N3/28GK1376852SQ0211370
公开日2002年10月30日 申请日期2002年4月29日 优先权日2002年4月29日
发明者李 一, 陈庆华 申请人:李 一