汽车尾气净化催化剂是治理汽车尾气排放,减少污染的最有效手段之一,而催化剂载体的性能直接影响催化剂的活性和净化效果,对整个催化净化器的高效发挥起着重要的作用。载体可增加催化剂的有效比表面积,提供适宜的孔结构,提高其机械强度及热稳定性,起着活性中心的作用,并可节省活性组分的用量。

　　最近,湖南稀土金属材料研究院以水解异丙醇铝所制备的γ-氧化铝为骨料,经模压、焙烧,成功制备了多孔氧化铝载体。其制备过程如下:(1)水解异丙醇铝制备γ-氧化铝。用异丙醇与去离子水配成约含12%水的异丙醇-水共沸物后,在磁力搅拌下于90℃进行回流水解反应5h。然后蒸出异丙醇-水共沸物,所得粉状物为水合氧化铝,将其置于高温炉中在500℃下焙烧4h后得到γ-氧化铝。(2)γ-氧化铝的处理。将制得的γ-氧化铝粉碎球磨后,于0.5mol/L硝酸钡溶液中浸渍,然后过滤、干燥,再于1000℃下进行热处理4h,以稳定氧化铝载体。(3)浆料的制备。用去离子水溶解硝酸镧和硝酸铈,再加入络合剂柠檬酸,然后将处理好的γ-氧化铝加入溶液中搅拌,最后加入二氧化硅细粉和分散剂聚丙烯酰铵、粘合剂聚乙二醇、发泡剂偶氮二甲酰胺,所得浆液于120℃进行干燥,得到浆料粉末。(4)混料模压。将干燥后的浆料粉末进行研磨,并与造孔剂活性炭和粘结剂硬脂酸混匀后,再加入碳酸氢铵混匀,最后将混合物模压成圆柱形载体。(5)热分解、焙烧。将模压后的载体在空气气氛中于1200℃下焙烧22h;升温到500℃时,聚丙烯酰胺、聚乙二醇、硬脂酸、偶氮二甲酰胺热分解挥发;升温到700℃时,活性炭、碳酸氢铵被烧掉,所得样品即为含镧铈氧化物的催化剂载体。

　　对所制得催化剂载体样品的检测表明,样品呈疏松多孔状结构,具有均匀分布的孔洞,气孔互相贯通且较深,具有良好的孔隙率和较大的比表面积,这是由于分散剂聚丙烯酰胺分子链中含有羧基,具有降低表面张力的作用。当分散剂加入浆料时,分散剂分子链固定在不同的颗粒表面上,减弱了分子之间的作用力,达到良好的分散效果。此外,发泡剂的加入减小了样品中吸附水的表面张力,从而减少了载体在干燥和焙烧过程中的收缩和结构塌陷,有助于保持大的比表面积。

　　检测表明,与目前广泛采用的堇青石蜂窝陶瓷载体相比,湖南稀土金属材料研究院所制备的催化剂载体样品具有热膨胀系数小、抗热震性好、孔径大、比表面积大等诸多优点,更适宜用作汽车尾气净化的催化剂载体,可望在汽车尾气净化方面获得广阔的应用。