[发明专利]具有相变蓄热功能的负载型催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种具有相变蓄热功能的负载型催化剂的制备方法，其特征在于，采用具有相变蓄热功能的负载型催化剂实现，该负载型催化剂由复合式相变蓄热陶瓷载体及催化活性组分构成；所述的复合式相变蓄热陶瓷载体由金属相变材料和陶瓷基体构成，所述金属相变材料为Al、Si、Cu、Sn和Ag中的一种或两种，所述陶瓷基体为Al₂O₃、MgO或ZrO₂，所述催化活性组分为Ce、Ni、Co、Mn、Fe、Cu过渡金属的复合氧化物;所述的复合式相变蓄热陶瓷载体中金属相变材料和陶瓷基体的质量比为（1-9）:1;其比表面积为228-378 m²/g，蓄热密度为127-236J/g；

其制备步骤如下：

（1）混料：将金属粉末与陶瓷基体按（1-9）:1的质量比进行混合，并放入球磨机中干磨30min；再向研磨后的混合物中加入助剂和粘结剂，助剂与粉末混合物的质量比控制在1：（10-20）之间，粘结剂与粉末混合物的质量比控制在1:（20-50）之间，同时保持物料在球磨机中继续研磨30min，获得复合粉料；

（2）成型：将研磨后的复合粉料挤压成型，形成块体,挤压时的压力在4-20MPa,压力维持时间在5-25min；

（3）干燥：将块体以5℃/min的速度升温至110℃，保温3小时去除水分，获得烘干块体；

（4）烧结：将烘干块体放入马弗炉中在600-1000℃烧结180min，随炉冷却至室温，形成复合式相变蓄热陶瓷载体材料；

（5）配液：将Ce、Ni、Co、Mn、Fe或Cu的无机盐中两种溶于水中，制成金属离子浓度为0.2-1 mol/L的混合溶液；所述的无机盐为硝酸盐或醋酸盐；向混合溶液中加入柠檬酸用于促进金属离子络合，制成络合溶液，柠檬酸在络合溶液中的浓度为0.05mol/L；

（6）浸渍：将复合式相变蓄热陶瓷载体浸没于络合溶液中，同时搅拌上层络合溶液，保持不少于30min，使络合溶液中的无机盐混合物负载到复合式相变蓄热陶瓷载体上，在络合溶液中形成负载型催化剂的前驱体;

（7）焙烧：将负载型催化剂的前驱体在400-800℃焙烧120min，随炉冷却至室温，形成具有相变蓄热功能的负载型催化剂。

2.如权利要求1所述的具有相变蓄热功能的负载型催化剂的制备方法，其特征在于，所述助剂为Bi₂O₃，用于防止金属相变材料液化后渗出。

3.如权利要求1所述的具有相变蓄热功能的负载型催化剂的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为质量分数5%的聚乙烯醇溶液，用于提高金属相变材料和陶瓷基体的结合程度。

4.如权利要求1所述的具有相变蓄热功能的负载型催化剂的用途，其特征在于，所述用途为：将所述催化剂用于有机废气的催化燃烧。