效率显著提升,另外在该急速成型下所获得的金属氧化层内部结构更为蓬松,这极大地提高了金属氧化层微观多孔结构的孔隙率,由此一方面可增加贵金属在金属氧化层上的有效沉积面积,以利于贵金属在金属氧化层内部分散,从而提高催化组件对气态污染物的降解效率,且此处提尚多孔结构的孔隙率可相应提尚其对气态污染的吸收能力,以利于气态污染物在孔内均匀扩散,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,另一方面可提高金属氧化层在载体内部的渗透和附着能力,从而提高金属氧化层在载体表面附着强度,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,提高产品耐候性,使其更可靠。
[0057]上述实施例中,更具体而言:在步骤102中,第一预设温度应当等于或高于前驱液中的前驱物的氧化温度,且第一预设温度低于载体的变形温度;该步骤可具体采用直接电加热,或通过热辐射方式加热,或通过热传导方式加热对载体加热。
[0058]此外,可根据在步骤104中前驱液所包含的前驱物成份设计,及根据步骤102中所用载体的类型,相应地设计步骤102中的第一预设温度值;具体地,该金属氧化层的前驱物为锰盐、钴盐、铁盐、铜盐、镍盐、钛盐、铝盐中的一种或多种;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,开5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;而载体可为铝、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,或为堇青石陶瓷、莫来石陶瓷载体等陶瓷载体,载体形状可为片状、体状或泡沫状;基于此,第一预设温度可设置在300°C?130(TC的范围内。
[0059]在步骤104中,优选喷涂工艺为喷雾沉积工艺,其中,优选该喷涂工艺中所用喷枪的喷嘴为压力雾化喷嘴、气体雾化喷嘴或超声雾化喷嘴;且在喷涂过程中,利用包含氧气的载气驱动前驱液,以促进前驱液中的前驱物氧化。
[0060]在上述的喷雾沉积工艺中,具体地,所用喷枪的喷嘴与载体的表面的距离为5cm?20cm,喷枪的喷嘴与载体的表面的夹角为0°?90°,喷枪的雾化速率为lml/min?300ml/min,喷枪在载体的表面上的移动速度为lcm/min?50cm/min。
[0061]在步骤104中,形成的金属氧化层的厚度为0.2μπι?500μπι,相应地,在步骤106中所沉积的贵金属重量为金属氧化层重量的0.0001?0.01倍,如此可以保证催化组件的催化高效性。
[0062]在步骤106中,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;其具体地,可以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贵金属沉积在金属氧化层上,以此可以节约贵金属消耗量。
[0063]另外,在本发明的一些实施例中,还可包含以下步骤:
[0064]在步骤102与步骤104之间,或在步骤102之前,还可包括前驱液的制备步骤,其具体地:将前驱物溶于溶剂中,并搅拌均匀以制成前驱液;其中,溶剂可包含水、乙醇、丙酮等。
[0065]在步骤104与步骤106之间,还可包括保温处理步骤,以提高金属氧化层自身的力学性能和其与载体的连接强度;其具体地:将步骤104中制备得到的催化组件(即形成有金属氧化层的载体)在第二预设温度下进行保温处理;其优选地,第二预设温度等于第一预设温度;所述保温处理的保温时长大于Omin,且小于或等于120min。
[0066]在步骤106之后,还可包括还原步骤,即在还原气氛下对催化组件进行热处理,以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,这样可提高贵金属对气态污染物的降解效果;其具体地,在氢气气氛进行热处理;热处理的温度为150°C?300°C,热处理的时长大于Omin,且小于或等于60min。
[0067]下面通过详细的示例来说明本发明的催化组件的制备方法:
[0068]在本发明的第一个具体实施例中,载体的基材为片状的铝合金,该片状的铝合金的变形温度为670°C,该片状的铝合金可为独立结构,或者为空气调节设备的风道的翅片结构。
[0069]该具体实施包含以下步骤:
[0070]第I步,将主要组分为锰硝酸盐的前驱物溶于水中,并搅拌均匀以制得前驱液;
[0071]第2步,对片状的铝合金载体通电使其升温,直至片状的铝合金载体温度到达500°C;
[0072]第3步,利用喷枪将前驱液喷涂在片状的铝合金表面,其中,喷枪的喷嘴选用超声雾化喷嘴,该超声雾化喷嘴的参数最好控制在0.5μπι-2μπι;喷涂过程中的载气为氧气,喷涂时超声雾化喷嘴与片状的铝合金载体表面的距离为14cm,喷涂时超声雾化喷嘴与片状的铝合金载体表面的夹角为90°,喷涂时超声雾化喷嘴处雾化速率为20ml/min,且超声雾化喷嘴以5cm/min的运动速率在片状的铝合金载体表面作来回运动,以使片状的铝合金载体表面最终形成厚度为80μηι,且主要成份为Μηθ2的金属氧化层;
[0073]第4步,将第3步中加工获得的催化组件半成品在500°C下保温1min;
[0074]第5步,采用原子层沉积工艺将Pt沉积在金属氧化层上,其中,Pt的重量与金属氧化层的重量比为0.5%;
[0075]第6步,将第5步中获得的催化组件在氢气气氛下进行热处理,该热处理温度为200°C,热处理时长为30min。待其冷却后获得催化组件成品。
[0076]经上述具体实施例制得的催化组件,将其置于空气调节设备的风道内,在催化效率上,当风道内风速为300m3/h时,检测到产品对10ppm甲醛的降解效率为100%;在耐候性上,控制风道内风速为300m3/h且连续使用1000小时,检测到产品的降解效率的下降小于
[0077]在本发明的第二个具体实施例中,载体的基材为泡沫状的Fe-Cr-Al合金,该泡沫状的Fe-Cr-Al合金的变形温度为1200°C。
[0078]该具体实施包含以下步骤:
[0079]第I步,利用加热盘等加热元件通过热传导方式对泡沫状的Fe-Cr-Al合金载体加热,直至泡沫状的Fe-Cr-Al合金载体温度到达800°C ;
[0080]第2步,将主要组分为硝酸铝盐的前驱物溶于水中,并搅拌均匀以制得前驱液;
[0081]第3步,利用喷枪将前驱液喷涂在泡沫状的Fe-Cr-Al合金载体表面,其中,喷枪的喷嘴选用压力雾化喷嘴,该压力雾化喷嘴的参数最好控制在Ιμπι-ΙΟμπι;喷涂过程中的载气为空气,喷涂时压力雾化喷嘴与泡沫状的Fe-Cr-Al合金载体表面的距离为5cm,喷涂时超声雾化喷嘴与泡沫状的Fe-Cr-Al合金载体表面的夹角为85°,喷涂时超声雾化喷嘴处雾化速率为50ml/min,且超声雾化喷嘴以15cm/min的运动速率在泡沫状的Fe-Cr-Al合金载体表面作来回运动,以使泡沫状的Fe-Cr-Al合金载体表面最终形成厚度为150μπι且主要成份为ΑΙ2Ο3的金属氧化层;
[0082]第4步,将第3步中加工获得的催化组件半成品在800°C下保温20min;
[0083]第5步,采用化学气相沉积工艺将Pt沉积在金属氧化层上,其中,Pt的重量与金属氧化层的重量比为I
[0084]第6步,将第5步中获得的催化组件进行热处理,该热处理温度为200°C,热处理时长为30min。待其冷却后获得催化组件成品。
[0085]经上述具体实施例制得的催化组件,将其置于空气调节设备的风道内,在催化效率上,当风道内风速为300m3/h时,检测到产品对10ppm 二甲苯(150°C)的降解效率为99%;在耐候性上,控制风道内风速为300m3/h且连续使用1000小时,检测到产品的降解效率的下降小于I %。
[0086]在本发明的第三个具体实施例中,载体的基材为片状的堇青石陶瓷载体,该片状的堇青石陶瓷载体的变形温度为1000°c。
[0087]该具体实施包含以下步骤:
[0088]第I步,将主要组分为钴硝酸盐的前驱物溶于水中,并搅拌均匀以制得前驱液;
[0089]第2步,利用加热盘等加热元件,通过热传导方式对片状的堇青石陶瓷载体的第一板面加热,直至片状的