一种拟薄水铝石的酸化方法及其产品和应用与流程

本发明涉及拟薄水铝石制备，尤其涉及一种拟薄水铝石的酸化方法及其产品和应用。

背景技术：

1、目前，各汽车零部件企业开始对材料、工艺、生产等进行优化，尽可能的使产品成本降低的同时拥有更好的性能。在汽车领域中，催化器的载体分两类，一类是由铁、铬、铝为主要成分的金属载体，另一类是由镁、铝、硅酸盐组成的堇青石陶瓷载体。无论将催化剂涂覆到哪一类载体上，都需要含铝的凝胶作高温粘合剂。一是因为铝制凝胶粘结强度高，二是成本最低廉，目前常用酸化拟薄水铝石作为车辆尾气处理催化剂的高温粘合剂。

2、对于酸化拟薄水铝石，其制备方法大体有三类：无机盐原料法、粉体分散酸化法和混合分散酸化法。无机盐原料法需要先使用碱性沉淀剂使铝盐水解反应生成沉淀，再使用酸类调节ph值制成，该方法缺点是制备周期长且成本偏高。粉体分散酸化法是在高速分散条件下加酸制成触变性凝胶，工艺简单成本低，缺点是放置后很快团聚，没有稳定性。混合分散酸化法是将拟薄水铝石与催化剂材料一起研磨后再高速分散下酸化，也是当前的主流制备方式，优点是分散均匀稳定性好，实用性强，缺点是在其它材料干扰下酸化不完全、耗酸量大、粒径分布宽且只能达到微米级，无法进一步提升催化剂性能。

技术实现思路

1、针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种拟薄水铝石的酸化方法，能够将拟薄水铝石酸化成粒度分布较窄的纳米颗粒物，使拟薄水铝石酸化后具有粘度高、固体含量大、性状稳定等特征，酸化完全，制备成本低，耗酸量少，解决了现有拟薄水铝石的酸化方法酸化不完全、耗酸量大、粒径分布宽且只能达到微米级、稳定性差、成本高的技术问题。

2、本发明的另一目的在于提出使用上概述拟薄水铝石的酸化方法制备得到的酸化拟薄水铝石，具有固含量大、粘度高、粒度分布较窄且粒度小、稳定性好的特点。

3、本发明的再一目的在于提出上述拟薄水铝石的酸化方法制备得到的酸化拟薄水铝石在汽车催化剂浆液制备中的应用，将酸化拟薄水铝石应用在汽车催化剂浆液中，可以大幅降低催化剂涂层脱落率，酸化拟薄水铝石的比表面积和开孔率大，能够有效提高催化剂性能，提高尾气排放转化率，解决了现有酸化拟薄水铝石无法进一步提升催化剂性能的问题。

4、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

5、一种拟薄水铝石的酸化方法，包括以下步骤：

6、步骤a、将拟薄水铝石与去离子水按体积比1：1进行球磨，加入十六烷基三甲基溴化铵研磨分散至拟薄水铝石的平均粒径为2.5～3.5μm，所述十六烷基三甲基溴化铵的添加量为拟薄水铝石固体质量的0.2％；

7、步骤b、将步骤a研磨得到的混合液快速分散，加热至47～53℃，加入稀硝酸溶液，当混合液的ph值达到2.8～3.2时停止加入稀硝酸溶液，继续快速分散，使混合液中拟薄水铝石的d90达到100～130nm；

8、步骤c、在混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇，所述聚乙烯吡咯烷酮的添加量为拟薄水铝石固体质量的0.2％，所述聚乙烯醇的添加量为拟薄水铝石固体质量的12％，分散后得到酸化拟薄水铝石。

9、更进一步说明，所述步骤a中，拟薄水铝石与去离子水的体积比为(97～103)：(97～103)。

10、更进一步说明，所述步骤a中，拟薄水铝石与去离子水的体积比为1：1。

11、更进一步说明，所述步骤b中，在水浴或油浴的加热条件下快速分散。

12、更进一步说明，所述步骤b中，快速分散的转速为1300～1440r/min。

13、更进一步说明，所述步骤c中的分散时间为5～10min。

14、更进一步说明，所述拟薄水铝石的胶溶指数≥95％，比表面积≥240m2/g，烧失量≤35％。

15、一种酸化拟薄水铝石，使用所述的拟薄水铝石的酸化方法制备得到。

16、一种所述的拟薄水铝石的酸化方法制备得到的酸化拟薄水铝石在汽车催化剂浆液制备中的应用。

17、与现有技术相比，本发明的实施例具有以下有益效果：

18、1、通过在酸化过程中加热到47～53℃，拟薄水铝石在47～53℃时活性适中，该加热温度下得到的酸化拟薄水铝石的粒径分布窄，酸化率≧95％，粘度比常温酸化大500～1500厘泊。

19、2、通过控制工艺参数，控制酸化后的ph值，使得将拟薄水铝石酸化成粒度分布较窄的纳米颗粒物，纳米颗粒质量小，粘度高本身就不易分层，通过加入十六烷基三甲基溴化铵(ctab)，利用此阳离子表面活性剂带正电荷使酸化后的拟薄水铝石颗粒相排斥阻团聚。加入0.2％的ctab后zeta电位分析仪实测电位在30-40mv范围。而非离子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(pvp)溶解后均匀分布在酸化拟薄水铝石分子间，平衡分子布朗运动时产生的斥力和引力。加聚乙烯醇(pva)是因pva溶液中含有大量的羟基，与水形成大量稳定的氢键，常温下具有良好的保水性而确保不分层。本发明通过控制步骤b加入稀硝酸溶液后的ph为2.8～3.2范围，使得酸化拟薄水铝石能够达到窄分布、纳米颗粒级别、稳定不分层的特点。通过在酸化前就已经先研磨到了2.5～3.5μm范围，并且研磨时加入的ctab阳离子表面活性剂起到分散阻团聚效果，酸化后的微粒在高速分散下不能团聚成大颗粒，在加入稀硝酸溶液并快速分散后，混合液中拟薄水铝石的粒度d90能达到100～130nm的纳米范围。。

20、3、拟薄水铝石先单独酸化完成，在汽车催化剂浆液制备调浆时直接按需添加，不再使用混合分散酸化法，避免了现配现用稳定性差的问题。

21、4、通过单独酸化拟薄水铝石并采取加热助力提高酸化率，不再加入过量的硝酸，使硝酸用量减少45～55％，有效降低成本，且制得的酸化拟薄水铝石的固体含量提高，催化剂浆料固体含量也随之提高，有利浆料粘度稳定，有利于涂敷使用，可以制备一大批分多次使用，省时省力。

1.一种拟薄水铝石的酸化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的拟薄水铝石的酸化方法，其特征在于，所述步骤a中，拟薄水铝石与去离子水的体积比为(97～103)：(97～103)。

3.根据权利要求2所述的拟薄水铝石的酸化方法，其特征在于，所述步骤a中，拟薄水铝石与去离子水的体积比为1：1。

4.根据权利要求1所述的拟薄水铝石的酸化方法，其特征在于，所述步骤b中，在水浴或油浴的加热条件下快速分散。

5.根据权利要求1所述的拟薄水铝石的酸化方法，其特征在于，所述步骤b中，快速分散的转速为1300～1440r/min。

6.根据权利要求1所述的拟薄水铝石的酸化方法，其特征在于，所述步骤c中的分散时间为5～10min。

7.根据权利要求1所述的拟薄水铝石的酸化方法，其特征在于，所述拟薄水铝石的胶溶指数≥95％，比表面积≥240m2/g，烧失量≤35％。

8.一种酸化拟薄水铝石，其特征在于，使用如权利要求1～7任意一项所述的拟薄水铝石的酸化方法制备得到。

9.一种如权利要求1～7任意一项所述的拟薄水铝石的酸化方法制备得到的酸化拟薄水铝石在汽车催化剂浆液制备中的应用。