涂層損失率為0. 12%， 較直接涂覆涂層較少90%以上，這顯然有利于反應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命的延長；（2)制 備的氧化鈰涂層具有納米片狀形貌，如圖2所示，具有較高的比表面積，可達(dá)為催化反應(yīng)提 供了更多的活性位置，提高了催化劑的活性，減少了催化劑的用量，因此，有利于反應(yīng)系統(tǒng) 轉(zhuǎn)化效率和反應(yīng)速率的提升，同時，降低了生產(chǎn)和維護(hù)成本；（3)由于該方法制備的氧化鈰 涂層是在載體表面直接生長而成的納米片狀材料，這也就避免了納米材料在應(yīng)用過程中的 團(tuán)聚燒結(jié)等問題，也省去了催化劑的涂覆過程，因此，顯著降低了工藝成本，提高了催化劑 的利用效率；（4)以本發(fā)明制備的納米氧化鈰涂層為基礎(chǔ)，擔(dān)載La/Zr/Pt等催化劑材料，對 C0、HC等氣體的低溫氧化催化轉(zhuǎn)化效率有顯著提高；這是因?yàn)長a/Zr/Pt等催化劑材料在涂 覆過程中，很好地保持了基層氧化鈰材料的微觀形貌，使得活性材料具有更高的有效反應(yīng) 面積，進(jìn)而提高了催化劑的催化能力；此外，氧化鈰材料也起到了一定的助催化作用；（5) 本發(fā)明制作工藝簡單，成本低廉，易于規(guī)?；a(chǎn)。因此，該種在金屬載體上制備納米氧化 鈰涂層的方法具有很高的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0017] 圖1為納米氧化鈰涂層掃描電鏡照片（X5.0K)，是在較低倍數(shù)下的電鏡照片，表 明涂層整體非常均勻，沒有團(tuán)聚、突起、漏鍍、脫落等情況。
[0018] 圖2為納米氧化鈰涂層掃描電鏡照片（X60. 0K)在較高倍數(shù)下的電鏡照片，表明 涂層微觀為納米片狀結(jié)構(gòu)，其厚度在幾個納米到十幾納米之間，其長寬在幾百納米到1微 米之間，這與前述一致。
[0019] 圖3為納米氧化鈰涂層EDS能譜電鏡能譜給出了涂層的實(shí)際成分以及各成分的含 量比例，佐證了制備的涂層主要成分為目標(biāo)成分氧化鈰。 圖4為本發(fā)明納米氧化鈰涂層能譜成分分析。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面通過附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步描述，實(shí)施例為進(jìn)一步闡明本發(fā)明的特 點(diǎn)，不等同于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員依照本發(fā)明進(jìn)行的更改，均應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0021] 實(shí)施例1 如圖1-3所示采用金屬泡沫載體作為試驗(yàn)對象。首先將其進(jìn)行預(yù)處理，工藝流程為電 化學(xué)除油、電化學(xué)活化、弱酸侵蝕。其中電化學(xué)除油工藝參數(shù)如表1所示。將陽極除油lmin， 之后用清水沖洗干凈。電活化過程為將載體浸入50ml/L的稀硫酸溶液，保持載體表面的活 性，并于lOmin以內(nèi)進(jìn)行電沉積氧化鋪涂層試驗(yàn)。
[0022] 電沉積過程使用的鍍液成分為硫酸鋪0. 05mol/L，硫酸鈉0. 5mol/L，添加劑1ml/ L，乙醇40%溶劑，去離子水60%溶劑，鍍液溫度為室溫。將上述經(jīng)過預(yù)處理的載體放入鍍液 中作為陽極，陰極采用不銹鋼電極。連接直流電源，調(diào)整兩極之間的電壓，使得電流密度為 0. 05A/dm2。持續(xù)300S后停止沉積，取出載體，用清水沖洗干凈后烘干。放入高溫爐中350°C 燒結(jié)3h，隨爐冷卻后在其表面得到納米氧化鈰涂層。
[0023] 實(shí)施例2 如圖1-3所示采用金屬纖維載體作為試驗(yàn)對象。首先將其進(jìn)行預(yù)處理，工藝流程為電 化學(xué)除油、電化學(xué)活化、弱酸侵蝕。其中電化學(xué)除油工藝參數(shù)如表1所示。將陰極除油3min， 之后用清水沖洗干凈。電活化過程為將載體浸入50ml/L的稀硫酸溶液，保持載體表面的活 性，并于lOmin以內(nèi)進(jìn)行電沉積氧化鋪涂層試驗(yàn)。
[0024] 電沉積過程使用的鍍液成分為硝酸鋪lmol/L，硝酸鈉0· 5mol/L，添加劑8ml/L，乙 醇10%溶劑，去離子水90%溶劑，鍍液溫度為40°C。將上述經(jīng)過預(yù)處理的載體放入鍍液中 作為陰極，陰極采用玻碳電極電極。連接脈沖電源，調(diào)整兩極之間的電壓，使得電流密度為 0. 5A/dm2。持續(xù)150S后停止沉積，取出載體，用清水沖洗干凈后烘干。放入高溫爐中400°C 燒結(jié)2. 5h，隨爐冷卻后在其表面得到納米氧化鈰涂層。
[0025] 實(shí)施例3 采用金屬蜂窩載體作為試驗(yàn)對象。首先將其進(jìn)行預(yù)處理，工藝流程為電化學(xué)除油、電化 學(xué)活化、弱酸侵蝕。其中電化學(xué)除油工藝參數(shù)如表1所示。將陰極和陽極分別除油3min、 lmin，之后用清水沖洗干凈。電活化過程為將載體浸入50ml/L的稀硫酸溶液，保持載體表 面的活性，并于lOmin以內(nèi)進(jìn)行電沉積氧化鈰涂層試驗(yàn)。
[0026] 電沉積過程使用的鍍液成分為醋酸鋪0· lmol/L，醋酸鈉0· 5mol/L，添加劑2ml/L， 乙醇60%溶劑，去離子水40%溶劑，鍍液溫度為室溫。將上述經(jīng)過預(yù)處理的載體放入鍍液 中作為陰極，陰極采用不銹鋼電極。連接直流電源，調(diào)整兩極之間的電壓，使得電流密度為 0. lA/dm2。持續(xù)200S后停止沉積，取出載體，用清水沖洗干凈后烘干。放入高溫爐中450°C 燒結(jié)2h，隨爐冷卻后在其表面得到納米氧化鈰涂層。
[0027] 實(shí)施例4 將上述實(shí)施例1制備的鍍覆有納米氧化鈰涂層的泡沫金屬載體裁剪成2_2左右的碎 片進(jìn)行BET測試，測得比表面積為139m2/g。
[0028] 實(shí)施例5 配制硝酸鑭、硝酸鉑和硝酸鋯質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15%、5%和20%的混合溶液作為活性漿 料。將上述實(shí)施例1種制備的涂覆有納米氧化鈰涂層的泡沫金屬載體放入該活性漿料中實(shí) 施浸涂，烘干后，在高溫爐中以550°C燒結(jié)2h，制得負(fù)載有催化劑的載體。
[0029] 將上述制備的載體在微反應(yīng)器中進(jìn)行尾氣處理模擬測試，測試結(jié)果表明其對C0 和HC的氧化轉(zhuǎn)化率均在95%以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種在金屬載體上制備納米氧化鈰涂層的方法，其特征在于：金屬載體表面進(jìn)行預(yù) 處理后，配制特定溶液，采用電沉積手段在載體表面沉積一層納米氧化鈰涂層，該涂層具有 較高的比表面積，且與載體表面結(jié)合力強(qiáng)，不易脫落。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬載體包括金屬纖維載體、金屬蜂窩載體、泡沫金屬載體、 以及其他種類主體材質(zhì)為金屬的載體。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)處理是指通過物理、化學(xué)、電化學(xué)手段除去金屬載體表面 的氧化層、鈍化層、油脂、污漬等的方法，經(jīng)過前處理可以使載體表面的金屬原子盡可能地 裸露出來，前處理工藝包括打磨，拋丸，電化學(xué)除油、拋光，酸洗，脫脂等。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特定溶液是指納米電沉積反應(yīng)發(fā)生時載體所處于之中的溶 液，也可稱之為鍍液，鍍液主要成分有：可溶性鈰鹽，用量為0. 〇l~lmol/L，導(dǎo)電劑，用量為 0. 01~lmol/L，鍍液調(diào)整劑，用量為l~10ml/L，有機(jī)溶劑，用量10~90%之間，去離子水，用量 10~90%之間，鍍液PH為3~6，鍍液溫度為20~80°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電沉積手段是指將金屬載體設(shè)置為陰極或者陽極，接入對電 極后，兩極之間接入一定的電勢驅(qū)動鍍液之中的鈰離子在金屬載體表面形成納米涂層的方 式，對電極采用鈍化電極；接入的電壓可以是直流電、單脈沖形式或雙脈沖形式，接入電壓 均值范圍在_20V~+20V之間，沉積時間在1~1800S之間。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在金屬載體上制備納米氧化鈰涂層的方法，其中沉積完 成的納米氧化鈰涂層需要經(jīng)過高溫氧化處理使涂層中的鈰元素完全被氧化成氧化鈰成分， 該處理過程為在高溫爐中以300~500°C溫度燒結(jié)2~4h，然后隨爐冷卻至室溫，即在金屬載 體表面得到了納米氧化鈰涂層。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在金屬載體上制備納米氧化鈰涂層的方法，其特征在于：通過電化學(xué)沉積手段，在金屬基體上直接生長氧化鈰層，沉積層厚度在1~50um之間可調(diào)，制備的氧化鈰沉積層具有納米片狀結(jié)構(gòu)，其厚度為5~100nm之間。沉積層比表面積大，與基體結(jié)合力較強(qiáng)，效果優(yōu)于普通的涂覆工藝。因此，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
【IPC分類】B82Y40/00, C25D5/48, C25D3/54
【公開號】CN105420774
【申請?zhí)枴緾N201510735386
【發(fā)明人】許德超, 崔龍, 王金興, 王丹, 米新艷, 安宇鵬, 張克金
【申請人】中國第一汽車股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月3日