一種催化劑載體制造技術

本實用新型專利技術屬于催化劑領域，公開了一種催化劑載體，所述載體由多層相似平面體堆砌形成，所述每層相似平面體由多層相似單元框架嵌套形成，所述多層相似單元的幾何形狀與所述每層相似平面體橫截面的幾何形狀相似，所述每層相似單元框架均為彈簧狀螺旋結構。該催化劑載體將“體”剖成“面”，再將“面”剖成“線”，最后將“線”轉換為彈簧狀螺旋，以保證在不增大催化劑載體體積的情況下，盡可能的增大載體的比表面積，同時，在彈簧狀螺旋框架的表面上改變粗糙度或者設置孔洞，又進一步地增大載體的比表面積，從而提高催化劑的利用率。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于催化劑領域，具體涉及一種催化劑載體。
技術介紹
比表面積是用于表征催化劑性能的重要指標之一，比表面積即是1g催化劑或催化劑載體的內(或外)表面積，較大的比表面積可以提高單位質量活性組分的催化效率。載體是負載型催化劑的組成之一，催化活性組分擔載在載體表面上，載體主要用于支持活性組分，使催化劑具有特定的物理性狀，比如，載體能使制成的催化劑具有合適的形狀、尺寸和機械強度，以符合工業反應器的操作要求；又如，載體可使活性組分分散在載體表面上，獲得較高的比表面積等等。在應用催化領域中，經常要求催化劑擁有較大的比表面積的同時體積較小，以滿足催化劑設置空間的限制和最大限度的發揮催化劑的作用，而較大的比表面積與較小的體積往往不可兼得，這是影響催化劑應用的一個關鍵因素。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本技術要解決的技術問題是：在體積一定的情況下，最大化地提高催化劑的比表面積，從而提高催化劑的使用效率。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本技術提供了一種催化劑載體，所述載體由多層相似平面體堆砌形成，所述每層相似平面體由多層相似單元框架嵌套形成，所述多層相似單元框架的幾何形狀與所述每層相似平面體橫截面的幾何形狀相似，所述每層相似單元框架均為彈簧狀螺旋結構。進一步地，所述多層相似平面體之間通過粘接、或利用含有活性組分或助催化作用的金屬絲將其鉤聯、支撐形成網狀結構。進一步地，所述多層相似單元之間通過粘接、或利用含有活性組分或助催化作用的金屬絲將其鉤聯、支撐形成網狀結構。進一步地，所述載體的形狀為長方體、柱體、錐體、球體中的一種或幾種的組合形式。進一步地，所述相似平面體的橫截面形狀為長方形、圓形、三角形、或橢圓形中的一種或幾種的組合形式。進一步地，所述相似單元框架的彈簧狀螺旋結構的表面設置為粗糙表面，或者在所述框架表面上設置多個孔洞。進一步地，所述相似單元框架的彈簧狀螺旋結構由活性組分或所述載體上負載的催化劑材料本身制作。(三)有益效果上述技術方案中，利用了將“體”剖成“面”，再將“面”剖成“線”，最后將“線”轉換-->為彈簧狀螺旋的材料“放大”過程，保證在不增大催化劑載體體積的情況下，盡可能的增大其比表面積，同時，對彈簧狀螺旋框架的表面通過改變粗糙度或者設置孔洞等方式，又進一步地增大載體的比表面積，從而提高催化劑的利用率。附圖說明圖1a是本技術實施例的長方體狀的催化劑載體的結構示意圖；圖1b是本技術實施例的長方體狀的催化劑載體的多層相似平面體的結構示意圖；圖1c是本技術實施例的長方體狀的催化劑載體的相似單元框架的結構示意圖；圖2a是本技術實施例的橢圓柱狀的催化劑載體的結構示意圖；圖2b是本技術實施例的橢圓柱狀的催化劑載體的多層相似平面體的結構示意圖；圖2c是本技術實施例的橢圓柱狀的催化劑載體的相似單元框架的結構示意圖；圖3是本技術實施例的圓臺狀的催化劑載體的結構示意圖；圖4是本技術實施例的圓球狀的催化劑載體的結構示意圖；圖5是本技術實施例的圓錐狀的催化劑載體的結構示意圖；圖6是本技術實施例的圓臺狀、圓球狀和圓錐狀的催化劑載體的多層相似平面體的結構示意圖；圖7是本技術實施例的圓臺狀、圓球狀和圓錐狀的催化劑載體的相似單元框架的結構示意圖；圖8是本技術實施例的相似單元框架的彈簧狀螺旋結構的圈數與氣態污染物的去除率之間的關系圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例，對本技術的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本技術，但不用來限制本技術的范圍。參照圖1a-1c所示，為本技術實施例的長方體狀的催化劑載體及其組成部分的結構示意圖。圖1a中可以看出，該長方體狀的催化劑載體由多層相似的長方體堆砌形成；圖1b中可以看出，每層相似的長方體又由多層長方形的相似單元框架嵌套形成，即多層長方形的相似單元框架邊長互不相等，逐個嵌套，形成一層所述相似的長方體；圖1c中可以看出，每層長方形的相似單元框架為彈簧狀螺旋結構；為進一步增大比表面積，該彈簧狀螺旋結構的框架表面設置為粗糙表面或設置多個孔洞。參照圖2a-2c所示，為本技術實施例的橢圓柱狀的催化劑載體及其組成部分的結構示意圖。圖2a中可以看出，該橢圓柱狀的催?化劑載體由多層相似的橢圓柱體堆砌形成；圖2b中可以看出，每層相似的橢圓柱體又由多層橢圓形的相似單元框架嵌套形成，即多層橢圓形的相似單元框架的長軸和短軸互不相等，逐個嵌套，形成一層所述相似的橢圓柱體；圖2c中可以看出，每層橢圓形的相似單元框架為彈簧狀螺旋結構；為進一步增大-->比表面積，該彈簧狀螺旋結構的框架表面設置為粗糙表面或設置多個孔洞。參照圖3-7所示，為本技術實施例的圓臺狀、圓球狀和圓錐狀的催化劑載體及其組成部分的結構示意圖。圖3-5分別示出了圓臺狀、圓球狀和圓錐狀的催化劑載體由多層相似的圓臺狀、圓球狀和圓錐狀的柱體堆砌形成；圖6示出了每層相似的圓臺狀、圓球狀和圓錐狀的柱體又由多層圓形的相似單元框架嵌套形成，即多層圓形的相似單元框架半徑互不相等，逐個嵌套，形成一層所述相似的圓臺狀、圓球狀和圓錐狀的柱體；圖7示出了每層圓形的相似單元框架為彈簧狀螺旋結構；為進一步增大比表面積，該彈簧狀螺旋結構的邊框表面設置為粗糙表面或設置多個孔洞。上述實施例中，所謂的“相似”是指所涉及的幾何體或幾何圖形的形狀是相同的，但是具體尺寸不相同，類似于相似三角形、相似多邊形等。上述實施例中，相似單元框架的彈簧狀螺旋結構的圈數與氣態污染物的去除率之間的關系如圖8所示，彈簧狀螺旋結構的最佳圈數以實現最高去除率為準來設置。污染物去除率隨螺旋圈數的增加呈現先提高后降低的趨勢，其最佳圈數由最高污染物去除率所對應的圈數確定，這種先升高后降低的趨勢是由于圈數越多，比表面積越大，但穿過其中的空氣阻力也隨之增強而導致的。當需要將上述催化劑載體用于新裝修房屋或污染嚴重的環境中進行空氣污染物凈化時，可以采用針對污染物成分的催化劑材料來制作催化劑載體，并且將催化劑載體中彈簧狀螺旋結構的圈數設置為最佳圈數，以達到最高污染物去除?率。因此，根據不同的環境和目的，采用不同種類的催化劑材料制作催化劑載體，設置不同尺寸和圈數的相似單元框架的彈簧狀螺旋結構。上述各實施例的催化劑載體中，多層相似平面體之間以及多層相似單元框架之間均可以通過粘接、采用含有活性組分，如活性碳纖維或助催化作用的金屬絲將其鉤聯、支撐形成網狀結構。利用圖1-7所述的各種幾何形狀的催化劑載體可以進行空氣污染物凈化，例如，利用負載二氧化鈦催化劑的納米纖維制作成彈簧狀螺旋結構的相似單元，通過上述嵌套、堆砌等方式制作成能去除空氣中苯及甲醛的催化劑；又如，將經處理過的貴金屬(如鉑、銠、鈀等)或過渡金屬(如鐵)制作成彈簧狀螺旋結構的相似單元，通過上述嵌套、堆砌等方式制作成能去除空氣中氮氧化物的催化劑等。可將上述催化劑安裝在空氣凈化器中以提高空氣中相關污染物的凈化效果。吸附劑最常見的活性炭具有微晶結構，微晶排列完全不規則，晶體中有微孔(半徑小于20〔埃〕＝10-10米)、過渡孔(半徑20～1000)、大孔(半徑1000～100000)，使它具有很大的內表面，比表面積為500～1700米2/克。活性炭表面孔穴的多少決定對其對空氣污本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種催化劑載體，其特征在于，所述載體由多層相似平面體堆砌形成，所述每層相似平面體由多層相似單元框架嵌套形成，所述多層相似單元框架的幾何形狀與所述每層相似平面體橫截面的幾何形狀相似，所述每層相似單元框架均為彈簧狀螺旋結構。

【技術特征摘要】
1.一種催化劑載體，其特征在于，所述載體由多層相似平面體堆砌形成，所述每層相似平面體由多層相似單元框架嵌套形成，所述多層相似單元框架的幾何形狀與所述每層相似平面體橫截面的幾何形狀相似，所述每層相似單元框架均為彈簧狀螺旋結構。2.如權利要求1所述的催化劑載體，其特征在于，所述多層相似平面體之間通過粘接、或利用含有活性組分或助催化作用的金屬絲將其鉤聯、支撐形成網狀結構。3.如權利要求1所述的催化劑載體，其特征在于，所述多層相似單元框架之間通過粘接、或利用采用含有活性組分或助催化作用的金屬絲將其鉤聯、支撐形成網狀結構...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉艷菊，楊華，
申請(專利權)人：北京市理化分析測試中心，
類型：實用新型
國別省市：11