[发明专利]一种适用于高温环境、抗硫化的催化剂载体材料生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂载体材料的生产方法，尤其应用于车用尾气净化适用于高温环境、抗硫化的催化剂载体材料的生产方法。

背景技术

近年来，随着经济发展和人民生活水平的提高，我国的汽车拥有量急剧增加，对城市环境造成很大压力，汽车尾气净化处理成为迫切需要解决的大问题。国外早在20世纪60年代就对汽车污染控制技术进行了研发研究，目前已达到实用阶段。现有的研究表明，通过改善催化剂及其载体的性能和生产工艺，改善汽车内燃机燃烧技术及催化剂排气系统的处理，可净化有害气体。其中安装催化净化器，对有害气体进行处理，是尾气净化最有效的方法，催化剂则是净化效果的关键。而催化剂附着在催化剂载体上，催化剂载体的性能直接影响到催化效果。

目前，现有的车用尾气净化的催化剂载体材料氧化铝低温比表面积及孔容还算可以，但高温老化以后，比表面积和孔容迅速下降，特别是长时间的高温热稳定性更差，导致催化剂载体高温变形，催化剂失效，达不到国际上汽车尾气排放环境保护的要求。

发明内容

为了克服目前国内汽车尾气净化催化剂载体材料的高温热稳定性及抗硫性差的问题，使催化剂起到更好的催化效果，达到国际上汽车尾气排放的环保要求，本发明提供一种适于高温环境、抗硫化的催化剂用载体材料生产方法，利用该方法生产的载体具有优良的高温比表面积、高温热稳定性及抗硫性，适合的孔容、孔径及粒度分布。

本发明的技术方案是：一种适用于高温环境、抗硫化的催化剂载体材料生产方法，其特征是，在载体生产中使氧化硅通过沉淀反应进入氢氧化铝晶体结构稳定晶体，形成氧化硅与氢氧化铝共晶结构，然后经过高温煅烧形成氧化硅铝复合载体材料，再将高温煅烧的氧化硅铝复合载体材料与钛溶胶料液打浆后喷雾干燥，喷雾干燥后的粉末再经过高温煅烧，形成氧化钛硅铝复合载体材料。

具体技术方案是：

1)料液的配制：

将氢氧化铝和质量百分浓度的30％～40％的氢氧化钠溶液加入反应釜中搅拌加热至沸腾，并保持沸腾0.5-1h，直至氢氧化铝完全溶解，制得偏铝酸钠料液，然后加纯水调整溶液的[Al₂O₃]浓度为180～220g/l，[OH^-]的浓度为5.0～7.0mol/L，冷却至20～40℃后过滤，完成第一料液的配制；所述氢氧化铝和氢氧化钠的投料摩尔比为1∶1.5；反应方程式如下：

将硅溶胶、硝酸加入反应釜中搅拌，加纯水调整料液[H⁺]浓度为2.0～4.0mol/L，[SiO₂]的浓度为30.0～60.0g/l，完成第二料液的配制；所述硅溶胶和硝酸的重量比为1∶4～5，所述硝酸的浓度为7～9mol/L，硅溶胶中二氧化硅质量百分含量为20％～30％。

2)连续沉淀：

先向反应釜中加入40～60℃的热纯水至反应釜的溢流位置，然后控制流速使上述步骤1)配制的偏铝酸钠料液(第一料液)和酸性硅溶胶料液(第二料液)按1∶2的流速连续地加入反应釜，反应温度控制在40～60℃，反应pH控制在6.0～8.0，

反应方程式如下：

HNO₃+NaOH+mSiO₂.nH₂O＝mH₂SiO₃↓+NaNO₃+(n-m+1)H₂O

HNO₃+NaAlO₂+H₂O＝Al(OH)₃↓+NaNO₃

反应生成的料浆通过溢流装置连续地溢流到料浆储槽。

3)压滤洗涤：

将料浆储槽中的料浆用泵打入压滤机过滤掉滤液，沉淀物然后在压滤机中用pH＝6.0～9.0的洗涤水正反向交叉洗涤，保持洗涤压力为0.4～0.6Mpa；洗涤完后(每600公斤沉淀物用14～16m³水)，吹干，对形成的滤饼卸料；

4)烘干粉碎：

将上述步骤3)所得滤饼放入烘箱，在0.4～0.6Mpa蒸汽压力下烘干22-26小时，然后转入粉碎工序粉碎；

5)焙烧：

将上述步骤4)烘干粉碎好的物料装入坩埚焙烧，隧道窑的温度控制在600～1000℃；

6)喷雾干燥：