催化组件及其制备方法和空气调节设备的制造方法_2

文档序号:9876708阅读:来源:国知局
;当然,前驱物的具体优选为锰硝酸盐、钴硝酸盐、铁硝酸盐、铜硝酸盐、镍硝酸盐、钛醇盐、钛硝酸盐、铝硝酸盐中的一种或多种;基于此,形成的金属氧化层所包含的金属氧化物质相应为 Mn02、Mn304、Co304、Fe203、Fe304、Cu0、Ni0、Ti02、Al203 中的一种或多种。
[0024]值得说明的是,对于一般空调、空气净化器等空气调节设备,其应用的载体可优选为铝、铝合金、Fe-Cr-Al合金、Fe-N1-Cr合金、N1-Cr合金、N1-Fe合金等金属合金载体,或优选为堇青石陶瓷、莫来石陶瓷载体等陶瓷载体。
[0025]基于此,本方法设置第一预设温度不低于300°C,一般而言,300°C的温度足以使上述前驱物在较短的时间内充分氧化为金属氧化物;另外,本方法设置第一预设温度不高于1300 0C,以避免上述载体在高温下变形;进一步地,优选第一预设温度在300 0C?1000 V的范围内;综合氧化效率和载体美观性因素,更进一步设计第一预设温度在400 °C?600 °C的范围内为最佳。
[0026]在上述任一技术方案中,在所述预热步骤中,所述载体通过直接电加热,或通过热辐射方式加热,或通过热传导方式加热。
[0027]值得说明的是,载体的具体形状可大致控制为体状、片状或泡沫状,对于片状、体状或泡沫状的金属载体,优选通过直接电加热或热辐射方式加热;对于片状、体状或泡沫状的非金属载体,优选通过热辐射方式加热;而对于片状载体,优选从单侧通过热传导方式加热,并在其非加热侧进行喷涂工艺处理。
[0028]更具体而言,所述载体为空调器的电加热翅片,或为单独的催化载体模块。
[0029]在上述任一技术方案中,所述金属氧化层的厚度为0.2μηι?500μηι,且所述贵金属重量为所述金属氧化层重量的0.0001?0.01倍。
[0030]—方面本方案控制金属氧化层的厚度在0.2μπι以上,其实施难度也相对较低,以此可便于控制金属氧化层制作的均匀性,尤其对于需要将气态污染物从气流中分离出的情况,设置金属氧化层的厚度在0.2μπι附近,可确保气态污染物质能够穿透该金属氧化层;另一方面,本方案控制金属氧化层的厚度在500μπι以下,以此可以避免出现金属氧化层内部堵孔的问题,确保催化组件对气态污染物的降解效率;基于此,设计贵金属重量为金属氧化层重量的0.0001?0.0I倍,这可确保贵金属在金属氧化层的内部孔结构中的分散性,以此协调贵金属和金属氧化层对气态污染物的降解效率,则通过此设计在确保催化组件催化高效性的同时,可以避免贵金属过量引起产品成本过高的问题;进一步地,优选贵金属重量为金属氧化层重量的0.0005?0.001倍;更进一步,优选贵金属重量为金属氧化层重量的0.001倍。
[0031 ]在上述任一技术方案中,在所述沉积步骤之前,将所述催化组件在第二预设温度下保温处理。
[0032]本方法中将催化组件在第二预设温度下保温处理,这可以消除金属氧化层中的组织缺陷,并改善组织成分的分布,提高金属氧化层自身的力学性能和其与载体的连接强度。
[0033]在上述任一技术方案中,所述第二预设温度等于所述第一预设温度;所述保温处理的保温时长大于Omin,且小于或等于120min。
[0034]值得说明的是,本方法中第二预设温度低于载体的变形温度即可,在具体数值上,设计人员可根据金属氧化层的强度设计要求设定,其中,优选设定第二预设温度等于第一预设温度,以在该保温过程中进一步改善金属氧化层内部组织成分分布,提高金属氧化层的自身力学性能及其与载体的连接强度,且该方案中无需反复设定加热装置的加热温度,从而简化产品生产工艺;当然,就提高金属氧化层的自身力学性能及其与载体的连接强度的目的而言,也可设置第二预设温度略高于第一预设温度或略低于第一预设温度。
[0035]另外,对该保温时长的控制也相对灵活,可根据具体工艺设计将保温时长进一步控制在20min?80min ;考虑到产率问题,可进一步将保温时长控制在40min?60min。
[0036]在上述任一技术方案中,采用原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺、浸渍沉积工艺或喷雾沉积工艺使所述贵金属沉积在所述金属氧化层上。
[0037]可以理解的是,贵金属为Pt、Pd、Ru、Rh、Au、Ag中的一种或者多种;进一步地,贵金属优选为Pt、Pd和/或Pt-Pd合金。
[0038]上述方案中优选采用原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺、浸渍沉积工艺使贵金属沉积在金属氧化层上,以此可以节约贵金属消耗量。
[0039]在上述任一技术方案中,在所述沉积步骤之后,在还原气氛下对所述催化组件进行热处理。
[0040]通过该步骤可将分散在金属氧化层中的贵金属还原成贵金属的元素的形式,从而有效保证贵金属对气态污染物的降解效果。当然,本方案并不局限于此,也可直接对催化组件进行热处理。
[0041 ]在上述任一技术方案中,在氢气气氛进行所述热处理;所述热处理的温度为150°C?300°C,所述热处理的时长大于Omin,且小于或等于60min。
[0042]本发明第二方面的实施例提供了一种催化组件,所述催化组件包括:载体;和包含有贵金属的金属氧化层,采用上述任一项实施例中所述的催化组件的制备方法形成在所述载体表面。
[0043]本发明第二方面的实施例提供的催化组件,其采用本发明第一方面的实施例提供的催化组件的制备方法加工制成,而使得催化组件的载体与其金属氧化层之间具有较强的连接强度,这可以避免苛刻工作条件下催化组件的金属氧化层从其载体表面剥离的问题;另外,本产品中的金属氧化层微观下多孔结构的孔隙率高,这一方面使得沉积在金属氧化层上的贵金属分布更为均匀,从而提高产品对气态污染物的降解效率,且高空隙率的多孔结构对气态污染的吸收能力较强,这利于气态污染在孔内均匀扩散,以此可进一步提高催化组件在高风速下对气流的净化能力和降解效果,另一方面金属氧化层在载体内部的渗透和附着能力较强,而使得产品的金属氧化层在其载体表面具有较高的附着强度,由此可避免苛刻工作条件下催化组件的金属氧化层从载体表面剥离的问题,提高了产品耐候性,使其更可靠。
[0044]本发明第三方面的实施例提供了一种空气调节设备,包括设备主体和上述实施例中所述的催化组件,所述催化组件位于所述设备主体的风道内。
[0045]本发明第三方面的实施例提供的空气调节设备,通过设置本发明第二方面的实施例提供的催化组件,从而具有上述催化组件所具有的全部有益效果,在此不再赘述。
[0046]可选地,所述空气调节设备为空调或空气净化器。
[0047]本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0048]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0049]图1是本发明一个实施例所述催化组件的制备方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0050]为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0051]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0052]如图1所示,本发明一个实施例所述的催化组件的制备方法,包括:
[0053]步骤102,将载体加热至第一预设温度;
[0054]步骤104,采用喷涂工艺向载体的表面喷涂前驱液,前驱液中的前驱物被氧化以后在载体表面形成金属氧化层;
[0055]步骤106,在金属氧化层上沉积贵金属。
[0056]本发明提供的催化组件的制备方法,采用喷涂工艺向加热后的载体的表面喷涂前驱液,利用载体上的热量使前驱液中的前驱物发生氧化反应,且生成的金属氧化物直接负载在载体表面,从而得到负载在载体表面的金属氧化层结构,该工艺实施过程简单、实施成本低,具备良好的工业化生产潜力;相对于现有的复合工艺和浸渍工艺而言,本方法中前驱物的喷涂量易于控制,以此便于控制生成的金属氧化层厚度,从而提高产品的合格率;且本方法中前驱物在载体表面氧化、以及金属氧化物成型的过程极为迅速,这使制备催化组件的
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