一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115178301A(43)申请公布日2022.10.14(21)申请号202210759319.7(22)申请日2022.06.29(71)申请人东风商用车有限公司地址442000湖北省十堰市张湾区车城路2号(72)发明人汪秀秀庞磊董才月康明赵月(74)专利代理机构湖北竟弘律师事务所42230专利代理师杜娟(51)Int.Cl.B01J32/00(2006.01)B01J35/04(2006.01)B01J21/16(2006.01)F02M37/34(2019.01)权利要求书1页说明书10页附图1页(54)发明名称一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法和应用，其制备方法包括：提供粗泥料，粗泥料内均匀分散有烧失造孔剂，烧失造孔剂包含一维纳米碳材料；将粗泥料挤出成型，得到催化剂湿坯；使催化剂湿坯干燥，得到催化剂干坯；对催化剂干坯高温烧结，烧除烧失造孔剂，获得蜂窝陶瓷载体。一维纳米碳材料的高杨氏模量、高硬度使其起到骨架支撑作用，避免催化剂湿坯在挤出成型过程中变形；一维纳米碳材料的低化学活性、高氧化温度拓宽了烧失造孔剂的氧化窗口，减缓了催化剂干坯在高温烧结过程中的强度变化梯度；一维纳米碳材料的高热导率使得催化剂干坯不同部位达到热平衡的时间缩短，解决了催化剂干坯升温过程中因局部膨胀量不同而开裂的问题。CN115178301ACN115178301A权利要求书1/1页1.一种制备蜂窝陶瓷载体的方法，其特征在于，包括以下步骤：提供粗泥料；所述粗泥料内均匀分散有烧失造孔剂，所述烧失造孔剂包含一维纳米碳材料；将所述粗泥料挤出成型，得到催化剂湿坯；使催化剂湿坯干燥，得到催化剂干坯；对催化剂干坯高温烧结，烧除烧失造孔剂，获得蜂窝陶瓷载体。2.根据权利要求1所述的制备蜂窝陶瓷载体的方法，其特征在于：所述一维纳米碳材料为碳纳米晶须、单壁碳管、多壁碳纳米管中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备蜂窝陶瓷载体的方法，其特征在于：所述烧失造孔剂还包含碳粉、淀粉、纤维粉、有机树脂微球中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备蜂窝陶瓷载体的方法，其特征在于：所述烧失造孔剂中一维纳米碳材料占比20wt％～40wt％。5.根据权利要求1所述的制备蜂窝陶瓷载体的方法，其特征在于：所述粗泥料还包含硅源、铝源和镁源，对催化剂干坯高温烧结，使硅源形成SiO2、铝源形成Al2O3、镁源形成MgO，所获得的蜂窝陶瓷载体中SiO2占40wt％‑60wt％、Al2O3占30wt％‑50wt％、MgO占8wt％‑20wt％。6.根据权利要求5所述的制备蜂窝陶瓷载体的方法，其特征在于：所述烧失造孔剂添量为硅源、铝源和镁源的总重量的10wt％～25wt％。7.根据权利要求5或6所述的制备蜂窝陶瓷载体的方法，其特征在于：所述硅源为黏土、滑石、高岭土、石英中的至少一种；所述铝源为氧化铝、黏土、高岭土、镁铝尖晶石、拟薄水铝石中的至少一种；所述镁源为滑石、镁铝尖晶石、碱性碳酸镁、氧化镁的至少一种。8.根据权利要求1所述的制备蜂窝陶瓷载体的方法，其特征在于：所述高温烧结的温度为1400～1500℃。9.一种蜂窝陶瓷载体，其特征在于：由权利要求1‑8任一项所述的制备蜂窝陶瓷载体的方法制备而成。10.权利要求9所述的蜂窝陶瓷载体在柴油颗粒过滤器领域中的应用。2CN115178301A说明书1/10页一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于柴油发动机尾气机外处理技术领域，特别涉及一种蜂窝陶瓷载体及其制备方法和应用。背景技术[0002]以蜂窝陶瓷载体为基础发展起来的柴油颗粒过滤器(DPF)目前基本围绕高孔密度、薄壁化、低热膨胀系数等特性目标进行技术开发，高孔密度能增大蜂窝陶瓷载体的负载面积，提高尾气处理效率；薄壁化能降低后处理系统背压，从而提高燃油经济性。如何使柴油机后处理用蜂窝陶瓷载体兼具高孔密度、薄壁化两项特性，对蜂窝陶瓷载体制备工艺提出更高的要求。[0003]现有的大尺寸蜂窝陶瓷载体制备工艺，一般先通过挤出成型工艺制备出大尺寸蜂窝陶瓷载体湿坯，待大尺寸蜂窝陶瓷载体湿坯干燥后，通过高温烧结大尺寸蜂窝陶瓷载体干坯，烧制成大尺寸蜂窝陶瓷载体。大尺寸蜂窝陶瓷载体目标壁厚的越薄，大尺寸蜂窝陶瓷载体湿坯在挤出成型过程中越容易出现力度分布不均、各孔道挤出速度不一致的现象，并且受重力的影响越大，由此导致大尺寸蜂窝陶瓷载体湿坯挤出后变形。另外，在烧结过程中，由于尺寸大，到达热平衡的时间长，大尺寸蜂窝陶瓷载体干坯上不同的部位会有不同的热膨胀量，存在热应力开裂风险。[0004]现有技术以无机原材料、石墨烯前驱体、淀粉、聚合物树脂和粘结剂为原料，制备低压降、低膨胀系数的大尺寸柴油颗粒