孔内带有晶须或棒晶的多孔材料及其制备方法

当今，减少汽车尾气排放保护环境是全球范围内关注的焦点。目前，对汽车尾气净化用的催化剂载体材料主要有陶瓷和金属两类。为了固定催化剂，通常在载体表面均匀地涂覆一层高比表面积的Ɣ-Al₂O₃,涂层，然后再把贵金属活性催化剂成分附载在其表面上。对于金属载体，因为Ɣ-Al₂O₃涂层与金属基体的热膨胀系数有较大的差异，易使涂层和催化剂从载体上脱落，从而失去催化净化效果。而对于陶瓷载体，得到广泛应用的是堇青石和碳化硅陶瓷载体材料，其结构是蜂窝状，称为蜂窝陶瓷载体。因为堇青石载体材料的热导率低、强度不足，导致汽车冷启动时催化剂起燃慢，且汽车行驶颠簸时容易破碎。碳化硅载体材料尽管热导率高，强度高，耐高温性好，但线涨系数大，耐热冲击性差。加之目前催化剂载体的制备工艺，使得催化剂载体的壁面均为光滑平直的，不利于催化剂的负载。因此，耳前在用的催化剂载体从材料自身的性能到载体的制备工艺，都难以满足日益严苛的汽车尾气排放技术要求，开发性能优异的载体材料及孔型理想的制备工艺具有重要意义。

本发明提供一种孔内带有纳米级晶须或棒晶的 Al₂TiO₅基多孔复合材料以及具有这种孔结构的复合材料的制备方法。

专利优势

本发明的有益效果为：①以TiO₂和Al₂O₃粉末为原料，以尿素为造孔剂，以纯Al锭为热浸镀原料，通过将烧结反应、热浸镀技术相结合，首先获得带有Al涂层的多孔Al₂TiO₅基体复合材料，再经高温氧化成为孔洞壁面带有Al₂O₃和TiAl晶须或者棒晶的多孔材料，成本低廉，工艺简单；②本发明的多孔Al₂TiO₅基体复合材料，孔洞壁面原位生成的AL0和TiAL晶须或者棒晶，径向尺寸为50~100nm,长度为0.2~2.0μm,极大地提高了比表面积，用于催化剂载体时，有利于提高催化剂的分散和催化转化效果；③多孔Al₂TiO₅基体的复合材料由Al₂TiO₅和少量Al₂O₃、TiO₂组成，孔洞为三维连通的开孔结构，孔径2.2~ 3.3mm,并且通过调整造孔剂含量，可获得孔隙率为53.3~75.8%，抗压强度为4.4~ 8.5MPa的多孔材料，性能调节范围大，这种多孔材料可用作催化、环境净化中的载体和过滤体。