[发明专利]催化过滤复合元件及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种催化过滤复合元件的制备方法，包括：

S1、将陶瓷纤维、硅溶胶和分散剂混合形成均匀浆料，将所述浆料混合注入模具，成型后脱模，干燥、煅烧，所述硅溶胶完全干燥固化后转化为二氧化硅粘结剂，得到基材；所述陶瓷纤维、硅溶胶和分散剂的质量比为(1-5):(5-98):(0.05-4)；

S2、将所述基材浸没在第一溶液中，在真空中保持一段时间后取出，微波干燥至恒重，焙烧，得到中间元件；

S3、将中间元件浸没在第二溶液中，在真空中保持一段时间后取出，微波干燥至恒重，焙烧，得到所述催化过滤复合元件；

其中，所述第一溶液含有催化剂载体前驱体，第二溶液含有催化剂活性组分的前驱体和催化剂助剂的前驱体；

S1中，所述分散剂包括聚丙烯酰胺和/或羧甲基纤维素钠；所述干燥采用微波干燥，所述煅烧的温度为400-600℃，所述煅烧的时间为2h-5h，所述煅烧的升温速率为1-10℃/min；

S2中，所述催化剂载体前驱体包括钛源；所述微波干燥的功率为100W-900W；所述焙烧的温度为300-500℃，所述焙烧的时间为2h-5h，所述焙烧的升温速率为1-10℃/min；

S3中，所述催化剂活性组分前驱体包括钒源，所述催化剂助剂前驱体包括钨源；所述微波干燥的功率为100W-900W；所述焙烧的温度为300-500℃，所述焙烧的时间为2h-5h，所述焙烧的升温速率为1-10℃/min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，S1中，所述陶瓷纤维包括硅酸铝纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、可溶性陶瓷纤维中的一种或两种以上的组合；所述陶瓷纤维的直径为0.5-15μm；

S2中，所述钛源包括钛溶胶；所述钛溶胶的固含量为5-20%；

S3中，所述第二溶液是由包括酸、催化剂活性组分的前驱体、催化剂助剂的前驱体和水的混合溶液经过加热得到的，所述加热是在60-80℃加热10min-20min；

所述酸、催化剂活性组分前驱体、催化剂助剂前驱体和水的质量比为(0.05-5):(0.05-5):(0.05-5):100。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述催化剂载体前驱体进一步包括铈源和/或分子筛前驱体。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述加热的时间为15min-20min。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述酸包括草酸，所述钒源包括偏钒酸铵，所述钨源包括偏钨酸铵。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，S1中，浆料成型的方式包括真空抽吸；

所述真空抽吸的气速为大于0m/min、小于等于20m/min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，S2中，真空度为0.09MPa以上，所述基材在第一溶液中浸没的时间为20min-60min；

S3中，真空度为0.09MPa以上，所述中间元件在第二溶液中浸没的时间为20min-60min。

8.一种催化过滤复合元件，其是由权利要求1-7任一项所述的制备方法得到的。

9.根据权利要求8所述的复合元件，其中，所述催化过滤复合元件包括基材、催化剂载体、催化剂活性组分和催化剂助剂，所述基材包括陶瓷纤维和二氧化硅粘结剂。

10.根据权利要求9所述的复合元件，其中，所述催化剂载体包括二氧化钛，所述复合元件的孔隙率为75%以上、所述复合元件的比表面积为55m²/g以上；所述基材的比表面积为50m²/g以上、所述基材的孔隙率80%以上。

11.根据权利要求9所述的复合元件，其中，所述基材的结构骨架为交叉堆叠的陶瓷纤维以及位于陶瓷纤维交叉处的二氧化硅粘结剂，所述陶瓷纤维表面负载有催化剂载体，所述催化剂活性组分和催化剂助剂分布在催化剂载体和二氧化硅粘结剂的表面。