瓦斯催化元件制備方法對性能影響的研究.pdf

1、催化燃燒式瓦斯傳感器是監(jiān)測礦井瓦斯關(guān)鍵的器件，其性能的提高對礦井建設(shè)和生產(chǎn)的安全可靠性具有重要的意義。影響催化燃燒型瓦斯傳感器性能的關(guān)鍵是制備催化元件的關(guān)鍵工藝。現(xiàn)有的催化燃燒式瓦斯傳感器在工作時，高溫的催化條件和嚴苛的工作環(huán)境容易導致催化元件中Al2O3載體顆粒和貴金屬活性組分的燒結(jié)、比表面積的減小。瓦斯氣體中含硫氣體對瓦斯傳感器的毒化，水汽對瓦斯傳感器的影響，也會極大的影響催化元件的穩(wěn)定性和靈敏度，造成了瓦斯傳感器調(diào)校周期短以及壽命

2、短等問題。
　　為了改進瓦斯傳感器催化元件的性能，本論文在催化元件傳統(tǒng)制備工藝的基礎(chǔ)上，對催化元件新的的制備材料和方法進行了探討。論文將納米材料引入催化元件的載體制備，將輝光放電冷等離子體工藝引入催化傳感器的制備工藝，并研究了Pd-Pt雙金屬活性組分對催化傳感器催化元件的影響，研究了稀土催化助劑Ce/Zr對催化元件性能的影響，通過各種制備工藝和材料工藝對催化元件影響的研究，為催化元件的工藝改進提供依據(jù)，從而達到改進催化元件性能的目

3、的。
　　首先在傳統(tǒng)制備工藝基礎(chǔ)上對催化元件的載體制備工藝方法進行改進。提出利用溶膠-凝膠法制備成載體納米Al2O3，并對催化元件制備過程中影響輸出性能的因素進行了分析和優(yōu)化。實驗表明，利用納米載體可明顯提高催化元件的低溫活性和穩(wěn)定性。催化元件制備條件的優(yōu)化，也可在一定程度上提高催化元件性能。在利用納米制備工藝改進的基礎(chǔ)上，采用輝光放電冷等離子體的新方法，通過“外冷內(nèi)熱”的效應，對催化元件表面貴金屬進行低溫還原&焙燒。結(jié)果分析證明

4、，利用等離子體的制備工藝改進對催化元件表面活性組分的分散性有很好的促進作用，能夠明顯降低催化燃燒反應的溫度30-50℃，提高了催化元件的活性。
　　在制備工藝改進的基礎(chǔ)上更進一步，利用組分的摻雜改性對催化元件的制備工藝進行改進，利用高穩(wěn)定性貴金屬Pt對催化元件活性組分Pd進行摻雜，通過Pd-Pt的合金效應阻止貴金屬之間的燒結(jié)，提高貴金屬在催化元件表面的分布。實驗證明能夠提升催化元件的低溫活性及抗硫性能，也在一定程度上提高了反應的穩(wěn)