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摘要：本文以拟薄水铝石为原料，HNO3为胶溶剂，制备铝溶胶。并将堇青石蜂窝陶瓷载体分别置于常温，恒温水浴加热，恒温水浴冷却和超声波振荡四种条件下的铝溶胶中进行涂覆。在研究铝溶胶稳定性的基础上，对四种涂覆方式制备堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的涂覆率和脱落率进行分析，结果表明使用超声波辅助浸渍得到的氧化铝涂层的涂覆率更高，牢固度更强。32731
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毕业论文关键词：堇青石蜂窝陶瓷载体, 涂覆, 常温, 加热, 冷却, 超声波
Effect of coating methods on the properties of cordierite ceramic carrier coating
Abstract: AlOOH sol was prepared with pseudoboehmite as raw material and HNO3 as peptizer. And cordierite honeycomb ceramic carrier were coated under room temperature, constant temperature water bath heating, constant temperature water cooling and ultrasonic vibration conditions. Based on the research on the stability of aluminum sol, the loading percentage and adhesive ability of coating prepared by four kinds of impregnation conditions were studied. The results show that the loading percentage and adhesive of coating prepared by ultrasonic assisted impregnation method are higher.
Keywords: cordierite ceramic honeycomb; coating; room temperature; heating; cooling; ultrasonic wave
前言
世界各国高度重视由汽车排放尾气所产生的污染问题[1-3]。催化剂是机动车尾气催化转化器中的核心，而蜂窝状堇青石是具有751方骨架的结晶铝硅酸镁，具有优良的抗热冲击性能、良好的吸附性能、高机械强度和低的热膨胀系数，被广泛用作高温催化剂载体部分[4]。它主要由载体、涂层和催化活性组分三部分组成[5]。堇青石载体具有蜂窝状结构,通过堇青石载体制得的催化剂的压力降较低,因此反应可以在较大的空气速度下进行,能够有效缩小反应器的体积,显著提高生产力。整体式催化剂被广泛应用于汽车尾气催化净化、工业废气的净化等诸多领域,应用前景很广阔[6-7]。
然而,蜂窝状堇青石的比表面积比较小(小于1m2/g),不适合被直接用作整体式催化剂的载体，所以必须涂覆氧化铝涂层在载体上来增大比表面积,使催化活性组分稳定和分散,提高催化剂的有效面积[8]。制备热稳定性好及与载体结合能力强的比表面积高的涂层,对发挥催化剂反应性能以及保证其稳定性等方面影响重大[9]。
目前在有关堇青石蜂窝陶瓷上涂覆氧化铝涂层的相关报道中，多是采用浸渍法，而利用这种方法得到的涂层具有浸渍不均匀，容易脱落等缺点，影响后续催化活性组分的负载，严重降低整体式催化剂的催化效果。麦荣坚[10]等采用真空抽提法在堇青石蜂窝陶瓷载体上涂覆氧化铝涂层，最终制得的堇青石涂层的比表面积大，涂层牢固度好，催化剂活性更高。赵福真[11]等使用堇青石蜂窝陶瓷载体为基础，Al2O3浆液为涂覆溶胶，在同等条件下，通过多次浸渍，达到所需要的涂覆量，就可制备出堇青石整体式催化剂。田久英[5]等将堇青石蜂窝陶瓷载体浸渍在铝溶胶中，在制备铝溶胶过程中添加不同分子量的聚乙二醇，然后对堇青石进行涂覆，提出使用聚乙二醇400增大了堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的比表面积以及它们的结合性能。
本文利用拟薄水铝石溶胶法制备堇青石蜂窝陶瓷载体涂层，采用浸渍法进行涂覆。通过改变涂覆过程中的浸渍条件，分别在常温，恒温加热，恒温冷却，超声波辅助等条件下对堇青石蜂窝陶瓷载体进行涂覆，着重对比了四种涂覆方式得到的涂层的负载效果，并对四种涂覆方式下得到的堇青石涂层经超声波振荡后的牢固程度进行比较分析。
1实验内容
仪器与试剂
仪器：GSP-84-02型磁力恒温搅拌器，EL104型电子天平，蛇形冷凝回流装置，SNB-1型数字式粘度计，pHS-3C型精密pH计，CSIOI型电热鼓风干燥箱，马弗炉，WT-100B型温度程序控制仪，无油气体压缩机，KS250H型KUDOS超声波清洗器
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