本发明公开一种涂层浆液及其制备方法和应用，该涂层浆液固含量为20%～50%，pH为2.5～6.5，固含量中按重量含量计：含有40wt%～80wt%的拟薄水铝石，5wt%～40wt%的氧化锆和氧化铈，5wt%～40wt%的氧化镧、1wt%～15wt%的纳米二氧化钛，1wt%～10wt%的硝酸铜、0.5wt%～15wt%的硝酸锰和1wt%～10wt%的硝酸铝。涂层浆液的制备方法，称取适量拟薄水铝石、铈锆氧化物或硝酸盐、纳米TiO
1.一种涂层浆液，其特征在于：固含量为20%～50%，pH值为2.5～6.5，固含量中按重量百分比计：含有40wt%～80wt%的拟薄水铝石，5wt%～40wt%的氧化锆和氧化铈，5wt%～40wt%的氧化镧、1wt%～15wt%的纳米二氧化钛，1wt%～10wt%的硝酸铜、0.5wt%～15wt%的硝酸锰和1wt%～10wt%的硝酸铝。
2.权利要求1所述涂层浆液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）称取适量拟薄水铝石、铈锆氧化物或硝酸盐、硝酸镧、纳米TiO₂、硝酸铜、硝酸锰和硝酸铝放入球磨罐内球磨成均匀的浆液；（2）取出球磨后的浆液，加入浓硝酸并搅拌，静置，制得涂层浆液。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的球磨时间为2～16小时。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述球磨罐中的球体与浆液重量比为0.3～2.2。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的搅拌时间为2～16小时，搅拌速度500～800转/分钟，静置时间为1～2小时。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：向步骤（2）制得的涂层浆液中加入碳酸盐、碳酸氢盐或尿素，加热搅拌制得涂层浆液，该涂层浆液相比步骤（2）制得的涂层浆液的pH值提高0.3-1.5。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述搅拌时间为20～40分钟，搅拌速度600～1000转/分钟，搅拌过程中维持涂层浆液温度为20℃～40℃。
8.权利要求1所述涂层浆液在制备催化燃烧催化剂载体中的应用：堇青石载体浸于涂层浆液中10-30分钟，取出后吹净孔道中的残留液体，在90-130℃下烘干5-7小时，在500-600℃空气焙烧4-6小时，制成含涂层的催化燃烧催化剂载体。技术领域
本发明涉及一种涂层浆液及其制备方法和应用，具体地说是涉及一种固含量高的催化燃烧催化剂的涂层浆液及其制备和应用。
背景技术
涂层浆液是一种固体和液体均匀混合而且性质稳定的混合物，是制备催化燃烧催化剂的重要前驱物。在催化剂的制备过程中，需要将涂层浆液涂覆在堇青石载体上，目的是提高催化剂载体的比表面积，从而使活性物质高分散于其表面。良好的涂层浆液应该具有以下优点：第一，较高的涂覆比表面积，比表面积是评价催化剂的一个重要指标，其大小对催化剂涂层热力学性质、吸附能力、化学稳定性等均有明显的影响，增大催化剂涂层的比表面积可以有效的增加催化剂活性中心的数量和改善活性金属的分布情况；第二，较好的涂层附着强度，蜂窝催化剂在使用过程中的磨损主要来自于废气流动的侵蚀，提高涂层的附着强度可以有效的延长催化剂使用寿命。CN1415410公开了一种催化燃烧催化剂及其制备方法，该催化剂采用的涂层浆液制备方法如下：根据蜂窝陶瓷载体的涂层组成，按重量百分比为活性Al₂O₃20％～80％，TiO₂10％～40％，CeO25％～30％，ZrO25％～20％计算称取各物料，加入蒸馏水混合均匀，调制成含水稀浆，加入的蒸馏水与固体总质量之比为10-50：1，所述涂层浆液具有涂覆容易，不易堵塞孔道的优点，但是此涂层浆液的固含量不高，涂层比表面积低且与蜂窝陶瓷载体的附着强度差。CN101439290公开了一种蜂窝陶瓷型钙钛矿催化燃烧催化剂及其制备和应用，其中包括了浆液的制备，取适量的γ-Al₂O₃、Ce_mZr_1-mO₂、LaMnAl₁₁O₁₉、BaMnAl₁₁O₁₉xa0或Sr₁₂Al₁₄O₂₁的金属氧化物和柠檬酸与去离子水混合搅拌制成稳定悬浮液，也就是涂层浆液，其中固含量为5-50%左右，该浆液组分复杂，涂层比表面积低、需要多次涂覆容易造成涂层脱落。涂层浆液的性质对于制备高性能的催化燃烧催化剂至关重要，催化剂的活性、稳定性均与其有关。然而，现有技术针对涂层浆液进行仔细研究的报道却很少。部分现有技术在浆液的制备介绍方面不详细，无法重复制作，或根本无法形成均匀混合的浆液。因此，开发出高固含量、结合牢固度好、易于涂覆、并具有较高涂层比表面积的催化燃烧催化剂涂层浆液具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种涂层浆液及其制备方法和应用，该涂层浆液具有较高的固含量，易于涂覆且与载体的附着力强、涂层比表面积高。一种涂层浆液，固含量为20%～50%（固含量为涂层浆液在120℃烘干后剩余部分占总量的质量百分数），pH为2.5～6.5，固含量中按重量百分比计，含有40wt%～80wt%的拟薄水铝石，5wt%～40wt%的氧化锆和氧化铈，5wt%～40wt%的氧化镧，1wt%～15wt%的纳米二氧化钛，1wt%～10wt%的硝酸铜，0.5wt%～15wt%的硝酸锰、1wt%～10wt%的硝酸铝。一种涂层浆液的制备方法，包括如下步骤：（1）称取适量拟薄水铝石、铈锆氧化物或硝酸盐、硝酸镧、纳米TiO₂、硝酸铝、硝酸锰和硝酸铜放入罐内，球磨成均匀的浆液；（2）取出球磨后的浆液，加入浓硝酸并搅拌，静置，制得涂层浆液。本发明方法步骤1中的球磨时间为2～16小时，优选4～8小时。球磨罐中的球体与浆液重量比为0.3～2.2。本发明方法步骤2中的搅拌时间为2～16小时，优选4～8小时，搅拌速度500～800转/分钟，静置时间为1～2小时。本发明方法中还可以向步骤（2）制得的涂层浆液中加入适量碳酸盐、碳酸氢盐或尿素，加热搅拌制得涂层浆液，该涂层浆液相比步骤（2）制得的涂层浆液的pH值提高0.3-1.5。所述搅拌时间为20～40分钟，搅拌速度600～1000转/分钟，搅拌过程中维持涂层浆液温度为20℃～40℃。上述涂层浆液在制备催化燃烧催化剂载体中的应用：堇青石载体浸于涂层浆液中10-30分钟，取出后吹净孔道中的残留液体，在90-130℃下烘干5-7小时，在500-600℃空气焙烧4-6小时，制成含涂层的催化燃烧催化剂载体。研究发现，涂层浆液的固含量、组分、粘度、酸碱度及其制备方法对涂层浆液的涂覆效果有着直接关系，而且各因素之间是相互协同、相互配合的。本发明方法通过在浆液中加入适量的纳米TiO₂、锆铈氧化物或硝酸盐、氧化镧及铜锰铝的硝酸盐并控制浆液的固含量、调整浆液的酸度，制得的涂层浆液与现有技术相比，具有易于涂覆且与载体的附着力强、涂层比表面积高等优点。本发明方法中在调整完酸度后向浆液中加入了弱碱性的碳酸盐、碳酸氢盐或尿素，在加热的条件下和硝酸作用生成气体，对浆液起到更好的分散作用，同时能够缓慢的消耗少量的硝酸，对浆液的酸性进行缓慢的、动态的微调后制得更高性能的涂层浆液。本发明方法制备过程简单，制备的涂层浆液可以长时间保持性质不发生变化，满足后续使用的要求。由该涂层浆液所制备的催化剂涂层具有很高的比表面积和良好的结合强度，提高了催化剂的使用寿命，经济效益明显。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的作用及效果，但是所述实施例不应理解为本发明范围的限制。xa0实施例1称取拟薄水铝石46g、氧化铈10g、氧化锆8g、硝酸镧21g、纳米TiO₂5g、硝酸铜2g、硝酸锰2.8g和硝酸铝2.7g溶于100g去离子水中，用玻璃棒稍加搅拌后移入球磨罐中，球磨5小时后，将得到的浆液倒入烧杯中边搅拌边加入浓硝酸0.3ml，搅拌速度为600转/分钟，搅拌时间为4小时，静置2小时，制备完成涂层浆液的pH为6.2，固体含量约45%，固含量中含有56wt%的拟薄水铝石，19wt%的氧化锆和氧化铈，10wt%的氧化镧，6.0wt%的纳米二氧化钛，2.4wt%的硝酸铜，3.4wt%的硝酸锰，3.2wt%的硝酸铝。实施例2称取拟薄水铝石22g、硝酸铈7.5g、硝酸锆8.2g、硝酸镧26.6g、纳米TiO₂0.8g、硝酸铜0.8g、硝酸锰1.2g和硝酸铝3g溶于100g去离子水中，用玻璃棒稍加搅拌后移入球磨罐中，球磨4小时后，将得到的浆液倒入烧杯中边搅拌边加入浓硝酸0.6ml，搅拌速度为800转/分钟，搅拌时间为6小时，静置2小时后加入4g碳酸氢钠并强力搅拌40min，搅拌速度1000转/分钟，温度30℃，制备完成涂层浆液的pH为5.0，固体含量约30%，固含量中含有50wt%的拟薄水铝石，14wt%的氧化锆和氧化铈，23wt%的氧化镧，1.8wt%的纳米二氧化钛，1.8wt%的硝酸铜，2.7wt%的硝酸锰，6.7wt%的硝酸铝。实施例3称取拟薄水铝石19.2g、铈锆粉4.7g、硝酸镧6.3g、纳米TiO₂1.2g、硝酸铜1.6g、硝酸锰2.4g和和硝酸铝2.1g溶于100g去离子水中，用玻璃棒稍加搅拌后移入球磨罐中，球磨8小时后，将得到的浆液倒入烧杯中边搅拌边加入浓硝酸0.8ml，搅拌速度为500转/分钟，搅拌时间为2小时，静置1小时后加入2.5g尿素并强力搅拌30min，搅拌速度800转/分钟，温度35℃，制备完成涂层浆液的pH为3.8，固体含量约25%，固含量中含有57wt%的拟薄水铝石，14wt%的氧化锆和氧化铈，7.2wt%的氧化镧，3.6wt%的纳米二氧化钛，4.8wt%的硝酸铜，7.1wt%的硝酸锰，6.3wt%的硝酸铝。实施例4称取拟薄水铝石22g、铈锆粉16g、硝酸镧17.8g、纳米TiO₂3.6g、硝酸铜1.6g、硝酸锰2.4g和硝酸铝2.2g溶于100g去离子水中，用玻璃棒稍加搅拌后移入球磨罐中，球磨6小时后，将得到的浆液倒入烧杯中边搅拌边加入浓硝酸0.3ml，搅拌速度为600转/分钟，搅拌时间为4小时，静置2小时，制备完成涂层浆液的pH为5.5，固体含量约35%，固含量中含有40wt%的拟薄水铝石，30wt%的氧化锆和氧化铈，12wt%的氧化镧，6.6wt%的纳米二氧化钛，3.0wt%的硝酸铜，4.4wt%的硝酸锰，4.0wt%的硝酸铝。对比例1按CN1415410方法制备涂层浆液，称取70gγ-Al₂O₃粉末，14g锐钛矿型TiO₂粉末，10gCeO₂粉末，6gZrO₂粉末，混合均匀后加入1.4L蒸馏水，仔细研磨成含水稀浆，固含量约为7%。涂层浆液在制备催化燃烧催化剂载体中的应用：按照实施例和对比例制作涂层浆液，将切割成小块的堇青石载体浸于涂层浆液中20分钟，取出后用压缩风吹净内部孔道中的残留液体，在110℃下烘干6小时，在550℃空气焙烧5小时，制成含涂层的催化剂载体样品。考察涂层浆液的载体涂层比表面积、涂覆强度和涂层结合牢固程度，设置如下实验：实验1：xa0记录载体样品涂覆前和焙烧后的重量，见表1。表1xa0载体样品增重比。试验编号载体原重量（g）载体涂覆焙烧后重量（g）增重比（%）实施例112.2413.258.25实施例211.5612.699.78实施例312.1413.259.14实施例413.3214.267.06对比例111.8812.232.94xa0xa0xa0xa0xa0xa0注：增重比=（焙烧后重量－载体原重）/载体原重×100%。由以上数据可以看出，实施例1～4的载体样品涂层固体增量在7%以上。实验2：取样载体样品，送样分析样品比表面积，结果见表2。表2xa0载体样品比表面测试数据。编号实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1BET面积（m²/g）19.1723.2622.8418.2311.15由以上数据可以看出，实施例1～4的载体样品比表面积高出对比例2比表面积40%以上。实验3：将送样分析后的样品放入微波振荡清洗机中5小时，震荡前后承重，考察样品的涂层结合牢固程度，数据见表3。表3xa0载体样品微波振荡数据。试验编号涂层载体重量（g）微波振荡后重量（g）减重比（%）实施例17.2327.1341.355实施例27.4567.3631.247实施例36.5826.4961.306实施例47.1247.1131.544对比例16.8636.7162.142注：减重比=（涂层载体重量－震荡后重量）/涂层载体重量×100%，为了保证精确的计算减重比，选择称重精度为0.001g的电子天平进行称量。由以上数据可以看出，实施例1～4的载体样品脱落率更低，说明其具有更好的涂层牢固度。可见，本专利方法所制备的催化剂涂层浆液在比表面积、涂层牢固度和浆液固体含量方面有着明显的优势。以上所述仅是本专利较佳的实施例，并非对本专利作任何形式上的限制，专业人员可根据具体情况加以变更和修改，但是，凡是未脱离本发明技术方案内容进行的简单修改仍属于本发明技术方案的范围内。