一种以天然沸石为主要原料的蜂窝状催化剂载体的制作工艺制造技术

一种高效蜂窝状催化剂载体的制作工艺，其特征在于将天然沸石粉碎成粉体，注入稀盐酸搅拌均匀，静置后用水漂洗沸石粉至中性；在沸石粉料中加入陶土、混合稀土氧化物和甲基纤维素，混合均匀后投入真空捏泥机中充分粘合经模具挤压成蜂窝状半成品。将蜂窝状（制）半成品放入活化炉中，低温烘干，然后升温至５００℃～６００℃，待其冷却即为蜂窝状催化剂载体成品。本发明专利技术优点是：制备工艺简单，费用、能耗低，载体成品有良好的吸附性能及金属阳离子交换性能，可大大降低催化剂活性组分中的稀贵金属的使用量，提高催化转化率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高效蜂窝状催化剂载体的制作工艺，特别是一种以天然沸石为主要原料的蜂窝状催化剂载体的制作工艺，所属
为无机及固体材料化学的制作。
技术介绍
催化剂载体是催化剂材料的依托，在其表面涂上催化剂材料与催化剂一起组成各类催化装置，广泛应用于化工、环保、热发电等行业，如汽车尾气净化器。为提高催化剂的性能，必须扩大载体的比表面积，通常制成蜂窝状。目前，市场上常用的蜂窝状催化剂载体大都是以堇青石(Mg2Al4Si5O18)为主要原料制作的。它的主要原料为堇青石，加以滑石粉、陶土、工业氧化铝等，混和成型后经高温烧结，形成蜂窝载体骨架。用此方法制得的催化剂载体比表面积小，致使以后的活化涂层面积不大，影响了催化效率；其次，它完全没有活性，只是提供一副骨架。故为提高其比表面积，需将高比表面积物质—γ氧化铝涂复在烧结后的成型体内外表面，才可作为载体使用。氧化铝壳层涂复工艺较为复杂，需将载体骨架多次反复浸渍于氧化铝悬浊液并烘干，方可以一定厚度(25～50μm)涂载在其表面上，行业内有称蜂窝载体骨架为第一载体，涂上的活性氧化铝壳层为第二载体，用堇青石(Mg2Al4Si5O18)制作的蜂窝状催化剂载体也称为二步生产法。中国专利(专利号ZL01801630.8)介绍了一种制造堇青石陶瓷蜂窝结构的方法。该方法是将堇青石原料和成形剂经混合、挤压、干燥，烧结干燥后的成形体，从而得到的以堇青石晶相作为主成分的蜂窝结构体。其中，在烧结步骤中，最高温度达到1300℃。中国专利(专利号ZL02130059.3)介绍了一种用于烟气土脱氮的堇青石蜂窝陶瓷催化剂及其制备方法和应用，其特征是将堇青石蜂窝陶瓷涂以活性氧化铝膜、再负载CuO制备的脱氮催化剂。上述专利介绍的以堇青石(Mg2Al4Si5O18)制作蜂窝状催化剂载体方法，均为二步生产法，不仅工序繁杂，生产成本高，且氧化铝涂层容易剥落，使活性丧失，影响使用效果和寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效的蜂窝状催化剂载体生产工艺。本专利技术的生产工艺具有工序简单，成本、能耗低，易操作，产品质量稳定的特点。本专利技术所提供的制作蜂窝状催化剂载体方法，以天然沸石(Mn/20·AlO3·xSiO2·yH20)为主要原料，添加适量辅料，采用无机合成工艺，成型加热，不需涂复氧化铝壳层，即制得可直接使用的高比表面积、高活性的蜂窝状催化剂载体。本专利技术提供制备高效蜂窝状催化剂载体所采用的技术方案步骤是A、先将沸石粉碎、球磨成粒径150～250目的粉体，然后注入摩尔浓度为2～5mol/L的稀盐酸，搅拌均匀，静置3～4小时后用水漂洗沸石粉至中性，烘干备用。B、将A中处理过的沸石粉料加入陶土(H2Al2Si2O8)、混合稀土氧化物、甲基纤维素和水球磨混合均匀。C、将所得的混合粉料投入到真空捏泥机中，使其充分粘合，并抽出空气，经模具挤压成蜂窝状半成品。D、将挤压成形的蜂窝状半成品放入活化炉中，以4～6℃/分钟升温速率升温至100℃～200℃，恒温2～3小时，烘干，然后继续升温至500℃～600℃，保温4～5小时。待其冷却即为蜂窝状催化剂载体成品。本专利技术的天然沸石粉用量(按重量计)占全部原料的50％～80％。本专利技术添加的陶土用量(按重量计)占10％～35％，混合稀土氧化物(按重量计)占3％～10％，甲基纤维素(按重量计)占2％～5％，水(按重量计)占3％～5％。本专利技术中混合粉料投入到真空捏泥机中进行粘合时抽去混合料仓中的空气，料仓压强不大于0.6个大气压。本专利技术所提供的制作蜂窝状催化剂载体方法，制得的载体成品比表面积≥90m2/g，A面可承受压强为≥30kg/cm2，B面可承受压强为≥15kg/cm2，比重为0.8～0.9g/cm3，吸水率为18～25％，热膨胀系数1.5～1.6×10-6/℃。本专利技术所提供的制作蜂窝状催化剂载体方法，制得的载体成品材料为Mn/20·AlO3·xSiO2·yH20，该材料具有良好的吸附性能及金属阳离子交换性能，有利于活性组分的分散和活性结构的组合，可大大降低催化剂活性组分中的稀贵金属的使用量(可由1～3‰降至0.3～0.5‰)，提高催化转化率。本专利技术所提供的高效制作蜂窝状催化剂载体方法的优点是工艺简单，一步制备，成本、能耗低，成品比表面积大，制得的催化剂催化转化率高。具体实施例方式实施例1取摩尔浓度为2.5mol/L的稀盐酸处理后的200目沸石粉料30kg，放入搅拌机中，开动搅拌机依次加入15kg陶土、4kg混合稀土氧化物、2kg甲基纤维素和2kg水，充分混合均匀。将混合料放入真空捏泥机中，反复捏合后装入模具挤压成蜂窝状。把成形后的蜂窝体放入活化炉，以5℃/分钟升温速率升温至100℃并保持该炉温3小时，待其烘烤干透后再将炉温缓慢上升至600℃，恒温4小时，然后冷却至室温，得微黄色蜂窝载体。对产品的各项指标进行测定，外型尺寸为50×50×50mm3，孔道直径为1.5mm，孔道密度为27个/cm2，孔道壁厚为0.35～0.40mm，自由截面积为65～70％，比表面积为90～130m2/g，A面可承受压强为≥30kg/cm2，B面可承受压强为≥15kg/cm2，比重为0.8g/cm3，吸水率为18～25％，热膨胀系数1.5×10-6/℃。实施例2/用和实施例1相同的操作，不同之处在于将烘烤温度控制在200℃烘烤2小时。最终对产品的各项指标进行测定，所得数据参数指标在控制范围之内。实施例3用和实施例1相同的操作，不同之处在于调整各组成成分的配比。取稀盐酸处理后的200目沸石粉料40kg，陶土10kg，混合稀土氧化物3kg和甲基纤维素、水各2kg。最终对产品的各项指标进行测定，所得数据参数指标在控制范围之内。权利要求1.一种高效蜂窝状催化剂载体的制作工艺，其特征是以天然沸石(Mn/2O·AlO3·xSiO2·yH2O)为主要原料，添加适量辅料，采用无机合成工艺，一次成型，加热后制得可直接使用的蜂窝状催化剂载体，其原料和配比为天然沸石∶陶土∶混合稀土氧化物∶甲基纤维素∶水，重量比为50％～80％∶10～35％∶3～10％∶2～5％∶3～5％。2.按照权利要求1所述的高效蜂窝状催化剂载体的制作工艺，其特征是所述的天然沸石粉碎、球磨成粒径150～250目的粉体，然后将摩尔浓度为2～5mol/L的稀盐酸注入沸石粉中，搅拌均匀，静置3～4小时后用水漂洗沸石粉至中性烘干后配料使用。3.按照权利要求1所述的高效蜂窝状催化剂载体的制作工艺，其特征是将处理过的沸石粉料加入陶土、混合稀土氧化物和甲基纤维素和水，充分混合均匀后投入到真空捏泥机中，充分粘合，并抽出空气，经模具挤压成蜂窝状半成品。4.按照权利要求1所述的高效蜂窝状催化剂载体的制作工艺，其特征是将蜂窝状(制)半成品放入活化炉中，以10℃/分钟升温速率缓慢升温至100℃～200℃，恒温2～3小时，然后继续升温至500℃～600℃，保温4～5小时。待其冷却即为蜂窝状催化剂载体成品。5.按照权利要求1所述的高效蜂窝状催化剂载体的制作工艺，其特征是混合粉料投入到真空捏泥机中进行粘合时混合料仓中的空气压强不大于0.6个大气压。全文摘要一种高效蜂窝状催化剂载体的制作工艺，其特征在于将天然沸石粉碎成粉体，注入稀盐酸搅拌均匀，静置后用水漂洗沸石粉至中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效蜂窝状催化剂载体的制作工艺，其特征是以天然沸石（Ｍｎ／２Ｏ.ＡｌＯ３.ｘＳｉＯ２.ｙＨ２Ｏ）为主要原料，添加适量辅料，采用无机合成工艺，一次成型，加热后制得可直接使用的蜂窝状催化剂载体，其原料和配比为：天然沸石∶陶土∶混合稀土氧化物∶甲基纤维素∶水，重量比为５０％～８０％∶１０～３５％∶３～１０％∶２～５％∶３～５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡琳，胡珺，
申请(专利权)人：胡琳，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]