一种将大孔钙钛矿氧化物催化剂涂覆在堇青石表面的方法_2

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[0044]图3B-图3D为实施例3中LaKCoO3大孔形貌钙钛矿氧化物催化剂在堇青石上涂覆的不同标尺下的横截面扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0045]为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明可实施范围的限定。
[0046]实施例1
[0047]本实施例提供一种LaFe03大孔形貌I丐钛矿氧化物催化剂在堇青石上涂覆的方法,其包括以下步骤:
[0048]步骤一:载体预处理
[0049]将尺寸为5.66英寸X6英寸、孔隙度为65%、方形孔道ImmX Imm的块状堇青石蜂窝载体陶瓷700-900°C焙烧8h,然后用质量浓度为5%的稀硝酸超声处理20-120min,并在常温下进行24h密闭处理,随后用蒸馏水洗涤至中性,再放入120°C的恒温干燥箱中干燥5h,得到预处理的堇青石备用;
[0050]步骤二:铝溶胶涂层的涂覆
[0051]将固含量为20%的铝溶胶用稀硝酸调节至pH值为3-4,在常压50°C条件下控制其粘度为200cp,并将其密闭存放;将上述预处理的堇青石放入该铝溶胶中浸渍l-3min,并用提拉仪在提拉状态下匀速提出,提出后用吹风机吹尽堇青石道孔中的残留铝溶胶,然后用N2匀速缓慢吹干,重复2-3次,再放入120°C的真空干燥箱中干燥5h,随后在马弗炉中550°C恒温焙烧6h,得到涂有涂层的堇青石铝,该马弗炉的升温速率为rC/min;
[0052 ] 步骤三:PMMA微球乳液的制备
[0053]将10gMMA单体和850ml蒸馏的去离子水加到烧瓶中搅拌,将该烧瓶加热到70°C,然后通入他进行脱气,并将该烧瓶加热至75 V,维持30min,得到第一混合液;
[0054]将2g过硫酸钾溶于50ml水,然后加到上述烧瓶中,停止通%,在75°C下持续反应Ih,得到固含量为5%-10%的单分散且微球粒径均一的PMMA微球乳液,该PMMA微球粒径范围为 10-1OOOnm;
[0055]步骤四:PMMA微球乳液的涂覆
[0056]将步骤二制得的涂有涂层的堇青石放入步骤三自制的PMMA微球乳液中浸渍1s并用提拉仪在提拉状态下匀速提出,提出后用吹风机吹尽堇青石道孔中的残留PMMA微球乳液,再放入50 0C恒温干燥箱中干燥过夜,重复2-3次,得到PMMA微球-堇青石;
[0057]步骤五:催化剂前驱体溶胶的制备
[0058]将硝酸镧、硝酸铁按1:1的摩尔比溶解于有乙二醇络合剂、甲醇或乙醇助溶剂的溶液中,然后将溶液用玻璃棒均匀搅拌,配置成催化剂前驱体混合溶液;
[0059]将该催化剂前驱体溶液80°C水浴加热,并连续搅拌2_4h,在此过程中用稀硝酸及氨水调节pH值至3,然后冷却至室温,形成催化剂前驱体溶胶,再在60°C下水热处理4-6h;在常压50°C条件下调节该催化剂前驱体溶胶的粘度为235cp;
[0060]步骤六:大孔钙钛矿氧化物催化剂的制备
[0061]将步骤四制得的PMMA微球-堇青石载体放入步骤五制得的催化剂前驱体溶胶中浸渍1s并用提拉仪在提拉状态下匀速提出,提出后用吹风机吹尽堇青石道孔中残留的溶胶,再用N2匀速缓慢吹干,然后将其放在半封闭容器中自然沉降风干,重复3-5次,再放入120°C的真空干燥箱中干燥过夜,随后在马弗炉中600 0C恒温焙烧5h,得到表面涂覆有LaFeO3的大孔形貌的钙钛矿氧化物整体式过滤器,该马弗炉的升温速率为l°C/min。
[0062]本实施例中,上述PMMA微球乳液可以通过适当调节MMA单体的用量、过硫酸钾的用量、搅拌时搅拌棒的转速、反应温度将PMMA微球的粒径控制在10-1OOOnm范围内。
[0063]本实施例中表面涂覆有LaFeO3的大孔形貌钙钛矿氧化物整体式过滤器通过本实施例提供的LaFeO3大孔形貌钙钛矿氧化物催化剂在堇青石上涂覆的方法所制得。如图1A所示,LaFeO3催化剂在堇青石上涂覆后,形成规整的、孔径均一的大孔形貌堇青石过滤器。该LaFeO3催化剂为大孔钙钛矿氧化物催化剂。同时请参考图1B-图1D ,LaFeO3催化剂在堇青石上涂覆后,与该堇青石表面紧密粘合,且表面规整均一。
[0064]实施例2
[0065]本实施例提供一种LaMn03大孔形貌I丐钛矿氧化物催化剂在堇青石上涂覆的方法,其包括以下步骤:
[0066]步骤一:载体预处理
[0067]将尺寸为5.66英寸X6英寸、孔隙度为65%、方形孔道ImmX Imm的块状堇青石蜂窝载体陶瓷700-900 °C焙烧4-8h,然后用质量浓度为5 %的稀硝酸超声处理20_120min,并在常温下进行24h密闭处理,随后用蒸馏水洗涤至中性,再放入120°C的恒温干燥箱中干燥5h,得到预处理的堇青石备用;
[0068]步骤二:铝溶胶涂层的涂覆
[0069]将固含量为25%的铝溶胶用稀硝酸调节至pH值为3-4,在常压10°C条件下控制其粘度为50cp,并将其密闭存放;将上述预处理的堇青石放入该铝溶胶中浸渍l-3min,并用提拉仪在提拉状态下匀速提出,提出后用吹风机吹尽堇青石道孔中的残留铝溶胶,然后用N2匀速缓慢吹干,重复2-3次,再放入120 0C的真空干燥箱中干燥5h,随后在马弗炉中550 °C恒温焙烧6h,得到涂有涂层的堇青石铝,该马弗炉的升温速率为rC/min;
[0070 ] 步骤三:PMMA微球乳液的制备
[0071 ]将10g MMA单体和850ml蒸馏的去离子水加到烧瓶中搅拌,将该烧瓶加热到70°C,然后通入他进行脱气,并将该烧瓶加热至75 V,维持30min,得到第一混合液;
[0072]将2g过硫酸钾溶于50ml水,然后加到上述烧瓶中,停止通%,在75 °C下持续反应Ih,得到固含量为5%-10%的单分散且微球粒径均一的PMMA微球乳液,该PMMA微球粒径范围为 10-1OOOnm;
[0073 ]步骤四:PMMA微球乳液的涂覆
[0074]将步骤二制得的涂有涂层的堇青石放入步骤三自制的PMMA微球乳液中浸渍1s并用提拉仪在提拉状态下匀速提出,提出后用吹风机吹尽堇青石道孔中的残留PMMA微球乳液,再放入50 0C恒温干燥箱中干燥过夜,重复2-3次,得到PMMA微球-堇青石;
[0075]步骤五:催化剂前驱体溶胶的制备
[0076]将硝酸镧、硝酸锰按1:1的摩尔比溶解于有乙二醇络合剂、甲醇或乙醇助溶剂的溶液中,然后将溶液用玻璃棒均匀搅拌,配置成催化剂前驱体混合溶液;
[0077]将该催化剂前驱体溶液80°C水浴加热,并连续搅拌2_4h,在此过程中用稀硝酸及氨水调节pH值至3-4,然后冷却至室温,形成催化剂前驱体溶胶,再在60°C下水热处理4-6h;在常压10°C条件下调节该催化剂前驱体溶胶的粘度为400cp;
[0078]步骤六:大孔妈钛矿氧化物催化剂的制备
[0079]将步骤四制得的PMMA微球-堇青石载体放入步骤五制得的催化剂前驱体溶胶中浸渍1s并用提拉仪在提拉状态下匀速提出,提出后用吹风机吹尽堇青石道孔中残留的溶胶,再用N2匀速缓慢吹干,然后将其放在半封闭容器中自然沉降风干,重复3-5次,再放入120°C的真空干燥箱中干燥过夜,随后在马弗炉中600 0C恒温焙烧5h,得到表面涂覆有LaMnO3的大孔形貌的钙钛矿氧化物整体式过滤器,该马弗炉的升温速率为l°C/min。
[0080]本实施例中,上述PMMA微球乳液可以通过适当调节MMA单体的用量、过硫酸钾的用量、搅拌时搅拌棒的转速、反应温度将PMMA微球的粒径控制在10-1OOOnm范围内。
[0081]本实施例中表面涂覆有LaMnO3的大孔形貌的钙钛矿氧化物整体式过滤器通过本实施例提供的LaMnO3大孔形貌钙钛矿氧化物催化剂在堇青石上涂覆的方法所制得。如图2A所示,LaMnO3催化剂在堇青石上涂覆后,形成规整的、孔径均一的大孔形貌钙钛矿氧化物整体过滤器。该LaMnO3催化剂为大孔钙钛矿氧化物催化剂。同时请参考图2B-图2D,LaMnO3催化剂在堇青石上涂覆后,与该堇青石表面紧密粘合,且表面规整均一。
[0082]实施例3
[0083]本实施例提供一种LaKCoO3大孔形貌钙钛矿氧化物催化剂在堇青石上涂覆的方法,其包括以下步骤:
[0084]步骤一:载体预处理
[0085]将尺寸为5.66英寸X6英寸、孔隙度为65%、方形孔道ImmX Imm的块状堇青石蜂窝载体陶瓷70
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