[发明专利]催化剂支撑体及其制备方法和应用

权利要求书

1.催化剂支撑体，包括基体和附着于基体上的载体层，其特征在于，所述基体主要由Ti₃SiC₂多孔材料和/或Ti₃AlC₂多孔材料构成；所述载体层由对基体进行氧化从而原位生成于基体表面的氧化物构成；所述氧化物包括TiO₂或包括Al₂O₃和SiO₂中的至少一种与TiO₂的混合物；所述催化剂支撑体的孔隙度≥35％，比表面积≥25m²/g，抗拉强度≥25MPa，导热率≥26W/m·℃，热容≤600J/kg·K。

2.根据权利要求1所述的催化剂支撑体，其特征在于，所述氧化物的平均粒径为100-200nm,载体层的厚度为50-200μm，载体层的质量占支撑体质量的0.2-0.5％。

3.根据权利要求2所述的催化剂支撑体，其特征在于，载体层的厚度为150-200μm，载体层的质量占支撑体质量的0.35-0.5％。

4.权利要求1-3任意一项所述的催化剂支撑体在汽车尾气催化剂中的应用。

5.制备催化剂支撑体的方法，其特征在于，制备过程主要包括制备主要由Ti₃SiC₂多孔材料和/或Ti₃AlC₂多孔材料构成的基体以及通过对基体进行氧化来制备由原位生成于基体表面的氧化物构成的载体层，具体工艺路线如下：

(1)制备混合物料：将TiH₂粉、Si粉和/或Al粉、石墨粉的混合物料置于球磨机中混合球磨3-12h，混合物料中含有质量分数为60-80wt％的TiH₂粉、5-35wt％的Si粉和/或Al粉、1-14wt％的石墨粉；

(2)造粒、干燥和模压成型过程：将步骤(1)所得的混合物料依次进行造粒、干燥和模压成型，干燥温度为40-80℃，干燥时间为4-12h，模压成型的压力为150-250MPa，保压时间为3-10分钟，模压成型后得到压坯；

(3)压坯的烧结过程：将步骤(2)所得压坯置于烧结炉中进行烧结，烧结过程在真空下进行，烧结过程包含以下四个阶段，第一阶段：烧结温度从室温升至400-450℃，升温速率为1-25℃/min，保温时间为120-180min；第二阶段：将烧结温度继续升至600-700℃，升温速率为1-20℃/min，保温时间为120-180min；第三阶段：将烧结温度继续升至900-1000℃，升温速率为1-20℃/min，保温时间为120-240min；第四阶段：将烧结温度继续升至1300℃，升温速率为1-10℃/min，保温时间为180-300min；第四阶段的保温时间结束后，烧结炉自然冷却后即得主要由Ti₃SiC₂多孔材料和/或Ti₃AlC₂多孔材料构成的基体；

(4)原位氧化过程：将步骤(3)所得的基体置于烧结炉中烧结，烧结的温度为400-600℃，升温速率为1-20℃/min，烧结气氛为N₂和O₂的混合气，保温时间为2-6h，随炉冷却后即得到由基体以及原位生于基体表面的载体层构成的催化剂支撑体。

6.根据权利要求5所述的制备催化剂支撑体的方法，其特征在于，步骤(1)中混合物料中含有质量分数为72-75wt％的TiH₂粉、11-18wt％的Si粉和/或Al粉、10-14wt％的石墨粉。

7.根据权利要求5所述的制备催化剂支撑体的方法，其特征在于，步骤(3)中第一阶段的烧结温度为450℃，第二阶段的烧结温度为650℃，第三阶段的烧结温度为1000℃。

8.汽车尾气催化剂的制备方法，包括在权利要求1-3任意一项所述的催化剂支撑体的载体层负载催化活性物质或在权利要求5-7任意一项所述的制备催化剂支撑体的方法制备得到的催化剂支撑体的载体层负载催化活性物质。