蜂窝状涂覆型脱硝催化剂工艺研究

载体涂层的固化过程能直接影响涂层的内部孔结构及与基体的黏结强度。在加热干燥固化过程中，钛溶胶吸附的游离水和有机物加速挥发，温度达到一定值时，凝胶逐渐脱去剩余的水分子，并在分子之间发生缩合反应，钛链分子和堇青石表面的羟基脱水形成共价键，形成复杂孔结构的TiO凝胶涂层。

此外，涂层与基体两相界面处，高聚物通过物理吸附具有强度更大的黏接力。涂层被牢固黏结在基体表面，从而提高载体涂层的黏结性能。涂层内部高聚物自身的内聚力对其内部形成的孔结构起到稳定作用，对涂层与基体的黏结有促进作用。

固化温度不够，则不利于溶胶脱离吸附的游离水，进而影响TiO涂层复杂孔结构形成，降低负载量和活性组分的分散分布。固化温度过高，则造成有机物挥发速度过快，容易造成载体涂层开裂破损，表面不平整，并可能致使活性组分流失甚至涂层整体或大块脱落。图3中我们看到，60℃固化温度下的涂层负载量明显高于其他温度下的负载量，表明涂层内部还存有大量游离水及挥发性有机物分子，涂层内部的孔结构没有完全成型，尚不稳定，再次涂覆或浸渍活性组分时，涂覆上的载体涂层因很容易再次脱落且不利于二次涂覆或浸渍负载。

80～120℃固化温度下的涂层负载量基本呈现稳定趋势，表明涂层固化阶段中该温度段满足涂层内部游离水及挥发性有机物分子的脱除，内部孔结构较为稳定。当温度大于120℃时，涂层在固化后出现了部分脱落，200℃固化的样品变黑，出现明显积碳现象。这表明温度高于120℃后涂层内部的挥发性有机物及游离水的扩散迁移速率过快，不利于涂覆;出现的积碳容易堵塞载体的内部孔道，造成比表面积下降，不利于活性组分的负载。

2.1.4涂层干燥时间对涂覆量的影响

图4 载体涂层干燥时间对负载量的影响

载体涂层的固化过程能直接影响涂层的内部孔结构及与基体的粘结强度。固化时间不够，不利于溶胶脱离吸附的游离水，进而影响TiO涂层复杂孔结构形成，降低负载量和活性组分的分散分布。此外，固化时间不够还会造成固化不充分，许多分子之间丧失连接，导致二氧化钛分子与陶瓷基体间的黏结性变弱，且剩余的氢键会吸入水分对粘结效果产生不利影响，使黏结性变差。二氧化钛分子在聚合反应时，会失去大量醇。这些失去的醇在干燥时间不足的情况下难以挥发，抑制三维网状钛链形成，并严重降低因有机物挥发而形成的涂层内部孔体积。图4中我们看到，催化剂样品固化0.5h后的涂层负载量远远高于其他固化时间下的负载量，表明载体涂层内部的游离水及大量易挥发有机成分尚未脱除。固化时间大于1h后，催化剂载体涂层负载量趋于稳定，表明涂层内部的游离水及挥发性有机物的脱除是一个缓慢的扩散迁移的过程，内部孔结构的形成是一个缓慢趋于稳定的过程。

在涂覆过程中，载体涂层及活性组分的吸附速率快，均约为0.5h就达到了吸附饱和，随着浸渍时间的延长负载量趋于稳定。增加涂覆及浸渍次数，均可显著增大载体涂层及活性组分的整体负载量，负载增量呈现逐渐递减趋势。随着涂覆及浸渍次数的递增，负载次数超过3次后，负载增量逐渐趋于稳定。载体涂层及活性组分固化过程中，80℃的固载温度最宜。固载温度过高，载体涂层容易因内部挥发性有机物及游离水的扩散迁移速率过快造成涂层黏结强度下降，并产生涂层脱落。

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