本文關(guān)鍵詞：金屬載體表面玻璃陶瓷涂層涂覆及其性能研究

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【摘要】：隨著社會的發(fā)展,機(jī)動車越來越廣泛的被人們所使用,由汽車尾氣造成的環(huán)境污染越來越嚴(yán)重,并危害著環(huán)境和人類的身體健康。柴油車由于具有更好的經(jīng)濟(jì)性而得到更廣泛的使用。和汽油車相比,柴油車尾氣的污染物不僅有一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和碳?xì)漕w粒物(HC)還存在碳煙顆粒物(PM),因此國內(nèi)和國外出臺了越來越多的排放法規(guī),來限制柴油車尾氣的排放。常用的方法是機(jī)外凈化技術(shù),即使用尾氣催化轉(zhuǎn)化器來凈化柴油車排放的尾氣。催化轉(zhuǎn)化器的載體作為負(fù)載催化劑的主要工具,對催化劑的凈化性能有很大影響。本文選擇金屬合金作為載體,圍繞該金屬載體表面玻璃陶瓷涂層涂覆工藝及其性能展開研究,通過對選用的金屬載體表面采用不同預(yù)處理方法以及選用不同組分的玻璃陶瓷涂層,詳細(xì)研究了可以增強(qiáng)金屬合金載體與催化劑結(jié)合強(qiáng)度的涂層配方、制備工藝及涂層性能,以提高催化劑的凈化效率。本文中選取的是NiCrFe金屬合金作為載體,通過磷化處理、噴砂處理和酸堿腐蝕后高溫氧化三種方法對金屬載體表面進(jìn)行預(yù)處理,并通過XRD和SEM對已預(yù)處理之后的金屬載體的成分和表面形貌進(jìn)行分析檢測。研究結(jié)果表明,磷化處理和噴砂處理之后的載體表面,會有少量的缺陷生成,通過酸堿腐蝕后高溫氧化這種方式預(yù)處理之后的NiCrFe金屬載體表面比較粗糙,產(chǎn)生了一層成分為Cr1.7Fe0.3O3的氧化膜,利于涂層的負(fù)載。通過溶膠-凝膠法制備了含堿族元素(Li、Na、K)的玻璃陶瓷涂層,運(yùn)用浸漬提拉法將制備的涂層涂覆到預(yù)處理之后的NiCrFe金屬載體表面。通過SEM和XRD對涂層形貌結(jié)構(gòu)和晶態(tài)進(jìn)行分析,研究結(jié)果表面,當(dāng)添加堿族元素形成的氧化物含量最大時,所制備出的玻璃陶瓷涂層的晶體結(jié)構(gòu)仍然呈現(xiàn)為非晶態(tài)的,有利于提高涂層的穩(wěn)定性。形貌結(jié)構(gòu)與性能測試結(jié)果表面,(K2O)X(Al2O3)1-X(SiO2)系列玻璃陶瓷涂層優(yōu)于(Li2O)X(Al2O3)1-X(SiO2)和(Na2O)X(Al2O3)1-X(SiO2)系列玻璃陶瓷涂層。通過超聲震蕩的方式對涂覆并高溫焙燒后的玻璃陶瓷涂層進(jìn)行性能檢測,發(fā)現(xiàn)(Al2O3)0.4(K2O)0.6(SiO2)的涂層與NiCrFe載體的涂覆結(jié)合效果和抗震性能都比較好,適合用于柴油車的尾氣催化轉(zhuǎn)化器工作的環(huán)境。通過柴油車尾氣實(shí)驗(yàn)室模擬設(shè)備對已制備的涂層催化性能進(jìn)行測試,通過涂層對PM和NO的去除效果實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)制備的添加Li、Na和K三種元素的(Al2O3)-(SiO2)玻璃陶瓷涂層對PM和NO都具有有一定的凈化效果。其中添加K元素的(K2O)0.8(Al2O3)0.2(SiO2)涂層對NO的凈化效果最好,在570℃時對NO的去除率達(dá)到最大值35%。
【關(guān)鍵詞】：玻璃陶瓷涂層 金屬載體 柴油車尾氣凈化 Ni CrFe合金
【學(xué)位授予單位】：沈陽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 概述11-16
• 1.1.1 柴油車尾氣的污染及危害11-12
• 1.1.2 柴油車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)和尾氣處理方法12-16
• 1.2 柴油車尾氣催化轉(zhuǎn)化器的發(fā)展動態(tài)16-17
• 1.3 柴油車尾氣凈化催化劑活性組分17-18
• 1.4 柴油車尾氣凈化催化劑的載體18-21
• 1.4.1 柴油車尾氣凈化催化劑載體的分類18-21
• 1.4.2 金屬載體的表面預(yù)處理方法21
• 1.5 柴油車尾氣催化轉(zhuǎn)化器涂層21-23
• 1.5.1 柴油車尾氣催化轉(zhuǎn)化器涂層的制備涂覆方法22-23
• 1.6 題研究目的及主要研究內(nèi)容23-25
• 1.6.1 課題來源23
• 1.6.2 研究目的及意義23-24
• 1.6.3 主要研究內(nèi)容24
• 1.6.4 研究方法及技術(shù)路線24-25
• 第2章 金屬載體表面預(yù)處理研究25-37
• 2.1 載體的選擇25-27
• 2.1.1 陶瓷載體25-26
• 2.1.2 金屬載體26-27
• 2.2 金屬載體表面預(yù)處理的方法27-29
• 2.2.1 酸堿腐蝕后高溫氧化27-28
• 2.2.2 磷化處理28
• 2.2.3 噴砂后高溫氧化28-29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)部分29-32
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)藥品29-30
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器30
• 2.3.3 磷化處理30-31
• 2.3.4 噴砂處理31-32
• 2.3.5 酸堿腐蝕后高溫氧化32
• 2.4 結(jié)果與討論32-36
• 2.4.1 掃描電鏡SEM分析32-35
• 2.4.2 XRD圖譜分析35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 玻璃陶瓷涂層的制備與表征37-55
• 3.1 溶膠-凝膠法簡介37-39
• 3.1.1 溶膠-凝膠法制備涂層的基本原理37-38
• 3.1.2 溶膠-凝膠法制備涂層的影響因素38-39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39-42
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品39
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器39-40
• 3.2.3 玻璃陶瓷涂層的制備40-41
• 3.2.4 玻璃陶瓷涂層的涂覆41-42
• 3.3 玻璃陶瓷涂層性能測試42-53
• 3.3.1 涂層形貌分析（SEM）42-45
• 3.3.2 涂層成分分析（XRD）45-46
• 3.3.3 超聲脫落性能測試46-53
• 3.4 本章小結(jié)53-55
• 第4章 涂層催化活性測試55-61
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分55-57
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料55
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器55-56
• 4.1.3 活性測試56-57
• 4.2 測試結(jié)果分析57-59
• 4.3 本章小結(jié)59-61
• 第5章 研究結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 發(fā)表文章情況69-71
• 致謝71-72

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本文編號：576798