一种陶瓷载体材料及其制备方法[0002]随着社会发展需要，环境问题越来越突出，环保一系列问题提上日程。各种催化剂以及催化剂载体面世。而如何选择一种适宜的催化剂或使用替换材料节约成本、提高催化效率成为研究的热点问题。[0003]多孔陶瓷催化剂载体要求具有较高的比表面积，较高的吸水率和比较大的抗压抗折强度。但是强度和孔隙率很难达到一个很好的平衡，均匀的孔隙分布和易于涂覆的性能对催化剂载体具有重要意义。
[0004]为了解决上述问题，本发明提供了一种陶瓷载体材料，该材料以堇青石和分子筛的合成为基础，或者现成的堇青石和分子筛的配比材料为基础，任选的加入一定量的造孔剂和粘结剂，所得到的载体内部中位孔隙径20~60 μ m,孔隙率> 35%，吸水率> 35%。[0005]本发明的陶瓷载体材料可以通过如下方法制备得到，具体步骤如下: (1)将主原料与表面活性剂、粘结剂、造孔剂混合均匀制备粉体混合料； (2)将步骤(1)中混合均匀的各种粉料与润滑剂、水混合均匀，得到均一的泥料；
(3)将步骤(2)中的泥料经练泥陈腐后挤出为蜂窝体，干燥，烧成，得到蜂窝陶瓷载体。
[0006]在本发明的优选实施方案中，上述步骤(1)的制备粉体混合料的方法为以下三种中的任意一种:
(1)将分子筛与纯度在90%以上的堇青石粉与表面活性剂、粘结剂、造孔剂混合均匀制备泥料
(2)将分子筛与制备堇青石所用各种原料，即滑石、氧化铝、氢氧化铝、氧化硅以及高岭土，按照合成堇青石所需要的比例与表面活性剂、粘结剂、造孔剂混合均匀制备泥料；
(3)将制备堇青石所用各种原料，即滑石、氧化铝、氢氧化铝、氧化硅以及高岭土按照合成堇青石所需要的比例与表面活性剂、粘结剂、造孔剂混合均匀制备泥料记作A泥料；分子筛与粘结剂、表面活性剂混合均匀制备成泥料记作B泥料；A泥料与B泥料按照一定的比例进行混合练泥。
[0007]在本发明的优选实施方案中，述步骤(1)的制备粉体混合料的方法为第(2)种或是第(3)种；更优选的，为第(3)种。
[0008]在本发明的优选实施方案中，上述制备堇青石所用各种原料中，滑石为30~50重量份，氧化招为20~30重量份,氢氧化招为5~10重量份,氧化娃为10~20重量份,高岭土为5~10重量份；或单独购买成品纯度90%以上的堇青石粉体。
[0009]在本发明的优选实施方案中，堇青石与分子筛的重量比例在1: (O~I)。[0010]在本发明的优选实施方案中，分子筛是3A型、4A型、5A型、Y型、13X型、ZSM-5型中任选的一种或多种。
[0011]在本发明的优选实施方案中，上述制备堇青石所用各种原料中，滑石为300~800目，氧化铝为1000~2000目，氢氧化铝为300~800目，氧化硅为300~800目，高岭土^ 1250目；更优选的，所述的原料粒径为滑石650目，氧化铝1800目，氢氧化铝650目，氧化硅650目，高岭土 6500目。
[0012] 在本发明的优选实施方案中，所述的载体材料由原料烧结而成。
[0013]在本发明的优选实施方案中，所述造孔剂为活性炭粉、石墨粉、淀粉、木浆纤维中的一种或多种的组合；其加入量为载体所用各种原料总量的I~20%，优选为3~5% ;所述造孔剂的粒径在150目~200目之间，更优选的，所述造孔剂为粒径为120~500目的石墨或淀粉。
[0014]在本发明的优选实施方案中，所述的表面活性剂选自硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸镁中的一种或者多种的组合；其加入量为载体所用各种原料总量的0.5~5% ;更优选为
0.5 ~1.5 %。
[0015]在本发明的优选实施方案中，所述的粘结剂选自甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺中的一种或者多种的组合；其加入量为载体所用各种原料总量的I~10% ;更优选为2~5%。
[0016]在本发明的优选实施方案中，所述的润滑剂选自甘油、桐油、大豆油、棕榈油中的一种或多种的组合；其加入量为载体所用各种原料总量的0.5~5%,优选为0.5~1.5%。
[0017]在本发明的优选实施方案中，所述的步骤(3)中的泥料陈腐时间为>48小时，干燥方式为微波干燥，烧成温度为1350~1420°C。
[0018]在本发明的优选实施方案中，所述的载体根据所需要的最终用途，具有不同的外型。作为整体的载体，可以是圆柱型、方型、球型、卵型、椭球型；也可以做成丸形载体或者三叶草或者小颗粒的载体装入合适的催化室；还可以做成整体式蜂窝载体等。
[0019]本发明获得的陶瓷载体材料孔隙分布均匀，强度和孔隙率达到了很好的平衡，包含了堇青石载体和分子筛载体的双重优点，强度高，性能佳，易于涂覆，在实践中获得很好的催化效果。

[0020]下面实施例对本发明作进一步描述:
实施例1
称取筛选好的滑石40kg，氧化铝22kg，氢氧化铝8kg，氧化硅15kg，高岭土 5kg ;称取表面活性剂硬脂酸镁Ikg ;称取粘结剂羟甲基丙基纤维素3kg ;称取造孔剂筛选好的土豆淀粉2kg，石墨4kg ;将称量好的各种原料于混炼机中混合均匀。
[0021]称取过滤干净的润滑剂甘油Ikg溶于20kg去离子水中，搅拌均匀后，缓慢匀速加入上述混合粉料中，搅拌混合均匀，得到制备堇青石所用的泥料。
[0022]称取筛选好的4A分子筛20kg，称取粘结剂甲基纤维素Ikg于混炼机中混炼均匀；称取过滤干净的润滑剂甘油0.2kg，硅溶胶0.5kg，溶于5kg去离子水中，搅拌均匀后加入分子筛混合粉料中，搅拌混合均匀，得到分子筛泥料。[0023]将制备好的两种泥料于练泥机中炼制混合均匀并炼制成便于储存的泥段，封好，20°C 陈腐 72h。
[0024](I)挤出成型成为三叶草型，断成不大于200mm长度段进行微波干燥，1400°C煅烧，保温5h。所得到的陶瓷催化剂载体孔隙径均值35 μ m,吸水率40%，孔隙率58%。
[0025](2)挤出成型成为壁厚0.6mm, 50孔/in2的蜂窝陶瓷坯体，微波干燥，1400°C煅烧，保温5h。所得到的陶瓷催化剂载体孔隙径均值30 μ m,吸水率39%，孔隙率56%。
[0026]实施例2
称取筛选好的滑石40kg，氧化铝22kg，氢氧化铝8kg，氧化硅15kg，高岭土 5kg，4A分子筛20kg ;称取表面活性剂硬脂酸镁1.2kg ;称取粘结剂羟甲基丙基纤维素4kg ;称取造孔剂筛选好的土豆淀粉2kg，石墨4kg ;将称量好的各种原料于混炼机中混合均匀。
[0027]称取过滤干净的润滑剂甘油1.2kg溶于25kg去离子水中，搅拌均匀后，缓慢匀速加入上述混合粉料中，搅拌混合均匀，得到制备催化剂载体所用的泥料。
[0028]将制备好的泥料于练泥机中炼制成便于储存的泥段，封好，20°C陈腐72h。
[0029](1)挤出成型成为三叶草型，断成不大于200mm长度段进行微波干燥，1400°C煅烧，保温5h。所得到的陶瓷催化剂载体孔隙径均值32 μ m,吸水率40%，孔隙率60%。 [0030](2)挤出成型成为壁厚0.6mm, 50孔/in2的蜂窝陶瓷坯体，微波干燥，1400°C煅烧，保温5h。所得到的陶瓷催化剂载体孔隙径均值29 μ m,吸水率38%，孔隙率58%。
[0031]实施例3
称取筛选好的堇青石粉100kg，4A分子筛20kg ;称取表面活性剂硬脂酸镁1.2kg ;称取粘结剂羟甲基丙基纤维素4kg ;称取造孔剂筛选好的土豆淀粉2kg，石墨4kg ;将称量好的各种原料于混炼机中混合均匀。
[0032]称取过滤干净的润滑剂甘油1.2kg溶于25kg去离子水中，搅拌均匀后，缓慢匀速加入上述混合粉料中，搅拌混合均匀，得到制备催化剂载体所用的泥料。
[0033]将制备好的泥料于练泥机中炼制成便于储存的泥段，封好，20°C陈腐72h。挤出成型成为壁厚0.6mm, 50孔/in2的蜂窝陶瓷坯体，微波干燥，1400°C煅烧，保温5h。
[0034]所得到的陶瓷催化剂载体孔隙径均值26 μ m,吸水率38%，孔隙率55%。
[0035]实施例4
将上述实施例1-3以及对比例堇青石蜂窝载体在同等条件涂覆催化剂:首先保证所涂覆用催化剂溶液/悬浊液/乳浊液浓度相同，其次保证了所涂覆用催化剂涂覆过程压力相同，再次保证了所涂覆用催化剂涂覆时间相同。
[0036]脱硝实验的实验条件为:在NO体积浓度为600ppm，温度为180°C，O2浓度为6%，NH3/N0=1.0, SO2 浓度为 50mg/Nm3，空速为 4500h-1。
[0037]实施例1-3以及对比例的催化剂载体涂覆后脱硝性能对比试验数据参见表1。