[发明专利]一种基于金属相变微胶囊的低温SCR催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种基于金属相变微胶囊的低温SCR催化剂，其特征在于，所述低温SCR催化剂由以下质量百分比的原料组成：20～40％陶瓷材料、10～20％负载MnO_X金属相变微胶囊、5～25％造孔剂、5～25％烧结助剂、10～40％聚乙烯醇和1～10％改性剂；所述负载MnO_X金属相变微胶囊由具有热胀空腔的金属相变微胶囊及负载在所述金属相变微胶囊上的MnO_X组成；所述金属相变微胶囊以金属微粒为芯材，所述芯材外包覆有多孔无机壁材层，所述芯材和多孔无机壁材层之间具有一层热胀空腔；其中，所述热胀空腔和多孔无机壁材层通过包覆于芯材外的有机层和无机层进行热处理且所述有机层中的有机物分解成气体从无机层逸出后得到；所述金属微粒为锡、铋金属及包括锡、铋元素的金属合金材料中的至少一种；所述多孔无机壁材层为二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙中的至少一种；所述改性剂为油酸、硬脂酸中的至少一种；所述低温SCR催化剂的制备方法包括以下步骤：

S1：按质量配比称取原料，20～40％陶瓷材料、10～20％负载MnO_X金属相变微胶囊、5～25％造孔剂、5～25％烧结助剂和1～10％改性剂，机械搅拌均匀后，置于70～90℃的干燥炉中干燥3～4h，制得混合料；

S2：按聚乙烯醇粉末和水的质量比1：7～12，加热搅拌混合均匀，得到聚乙烯醇溶液，按照配比称取PVA溶液与步骤S1得到的混合料，搅拌混合均匀，形成均匀浆料，将浆料倒入热压铸机中于55～65℃温度下以及0.2MPa压力下热压铸成型，冷却后形成成型料；

S3：将步骤S2制得的成型料于程序升温至600℃并烧结1～1.5h，冷却后得到所述基于金属相变微胶囊的低温SCR催化剂。

2.如权利要求1所述的基于金属相变微胶囊的低温SCR催化剂，其特征在于，所述有机层中的有机物为聚甲基丙烯酸甲酯、玉米醇溶蛋白、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、壳聚糖中的至少一种。

3.如权利要求1所述的基于金属相变微胶囊的低温SCR催化剂，其特征在于，所述陶瓷材料为石英砂、玻璃砂、硅藻土、碳化硅中的至少一种，且其粒径在10～50um。

4.如权利要求1所述的基于金属相变微胶囊的低温SCR催化剂，其特征在于，所述造孔剂为聚氯乙烯微球、聚氨酯微球、炭粉、玉米粉中的至少一种，且其粒径在5～40um。

5.如权利要求1所述的基于金属相变微胶囊的低温SCR催化剂，其特征在于，所述烧结助剂为低温玻璃粉，且其软化温度在300～500℃。

6.如权利要求1所述的基于金属相变微胶囊的低温SCR催化剂的制备方法，其特征在于，所述负载MnO_X金属相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：

S1：称取一定量的金属微粒，将其均匀分散在溶剂中，得到分散液；然后加入易分解挥发有机物，通过超声浸渍的方式将有机物包覆到所述金属微粒表面上，得到有机层包覆的金属相变微胶囊；亦或是通过往所述分散液中滴加一定量的有机物单体，随后加入一定量的引发剂，滴加完成后，超声辅助下进行界面聚合反应，反应结束后得到含易分解挥发有机物的有机层包覆金属相变微胶囊；

S2：称取一定量的无机源，加入质量体积比为4～6g：130～150ml的表面活性剂和去离子水搅拌后配制成溶胶，或加入体积比为8～10：0.5～1.5的乙醇与氨水搅拌后配制成溶胶；将步骤S1得到的有机层包覆金属相变微胶囊加入到所述溶胶中，在所述溶胶表面形成凝胶，得到有机层和无机层双层包覆的金属相变微胶囊；

S3：将步骤S2得到的双层包覆的金属相变微胶囊浸渍在富锰基前驱体水溶液中，搅拌混合均匀后，进行抽滤、洗涤、干燥，得到表面负载富锰基前驱体的金属相变微胶囊；

S4：将步骤S3得到的负载富锰基前驱体的金属相变微胶囊在350～450℃的焙烧炉内进行煅烧处理，有机层中有机物分解形成气体，在热胀下穿过所述无机层逸出，同步形成热胀空腔层和多孔无机壁材层，而富锰基前驱体高温空气氛围下被氧化形成MnO_X；冷却后，得到具有热胀空腔的负载MnO_X金属相变微胶囊。