1.本发明属于陶瓷技术领域，具体涉及一种用于汽车尾气净化的蜂巢体及其制备方法。
背景技术：2.随着全球机动车保有量的逐年增加，汽车尾气污染已经成为主要的空气污染源之一。汽车尾气中主要成分有co、no
x
、so
x
、挥发性有机物和颗粒物等。目前在汽车尾气治理中广泛应用的是蜂窝陶瓷材料。蜂窝陶瓷材料表面一般都涂覆比表面积较大的氧化铝或氧化硅涂层，来增大蜂窝陶瓷材料的比表面积。其中，催化涂层首先经过制浆，形成均匀的料浆溶液，随后涂覆到蜂窝陶瓷表面，再经过焙烧制得。因此，开发一种分散性好、结合强度高、活性好的料浆配方和涂覆方法是十分必要的。催化涂层在载体表面分散是否均匀直接影响整体式催化剂的催化活性，进而直接影响后处理系统的净化效果。
3.ceo2有着良好的储放氧能力，作为助催化剂添加到汽车尾气三效催化剂中可以充当氧气缓冲器的作用，当氧气富余的时候通过ce
3+
转变为ce
4+
吸收氧，以保证no
x
被co和hc还原，当氧气不足时ceo2释放氧，以氧化co和hc，从而达到有效净化co、hc和no
x
的目的。但是由于汽车排放的尾气温度很高(》1000℃)，二氧化铈催化剂容易老化烧结导致储氧能力降低。
4.现有技术中，中国专利cn112717927b公开了一种汽车尾气处理催化剂的制备方法和应用，该催化剂依次包括基质层、涂覆层和负载层，所述基质层是蜂窝陶瓷；所述涂覆层包括la2o3/al2o3和铈锆复合金属氧化物；所述负载层为贵金属，所述贵金属是pt、rh和pd中的一种或多种，所述催化剂具有良好的催化效果，且具有成本低廉，易于工业化应用的特点。但是其并未考虑催化剂载体堇青石蜂窝陶瓷的抗热震性能及机械强度，从而有可能导致催化剂的使用性能下降。例如，汽车发动机出口的气体温度在800℃左右，汽车发动机在使用中的频繁启动和熄火，使陶瓷载体长期反复承受从室温至800℃的热震冲击；如果抗热震性(
△
t)差，蜂窝陶瓷载体很快就会碎裂，以致催化净化器失效；陶瓷的
△
t越高，其热胀系数越低，故本领域通常用热胀系数区别和表征蜂窝陶瓷的
△
t。且现有技术中的蜂巢体催化剂的催化温度在250℃以上，限制了其使用范围。
5.因此，本领域亟需一种催化效果优异、脱落率低、催化温度低并且抗热震性能和机械强度好的蜂巢体催化剂。
技术实现要素：6.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于汽车尾气净化的蜂巢体及其制备方法，以解决上述背景技术中所提到的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种用于汽车尾气净化的蜂巢体，从内至外依次包括蜂巢体载体、基层、连接层和功能层，所述蜂巢体载体由nio、y2o3/zro2和粘结剂制成；所述基层由y2o3/zro2和pvb制成；所述连接层由gd2o3/ceo2和pvb制成；所述功能层由la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末制成。
9.优选的，所述蜂巢体载体中按重量份计各原料的组成为：nio 25-35份、y2o3/zro
2 15-25份、粘结剂4-8份；所述y2o3/zro2中y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92；所述nio粉末粒径为0.5-1.5μm，所述y2o3/zro2的粉末粒径为0.3-0.6μm；所述粘结剂为α-松油醇、酚醛树脂、呋喃树脂中的一种或几种。
10.优选的，所述基层中按质量百分比计，y2o3/zro2为25-35％，pvb为0.5-1.5％，其余为溶剂乙醇；所述y2o3/zro2中y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92；所述基层厚度为20-40μm。
11.优选的，所述连接层中按质量百分比计，gd2o3/ceo2为20-30％，pvb为1-2％，其余为溶剂乙醇；所述gd2o3/ceo2中gd2o3与ceo2的摩尔质量比为8：2；所述连接层厚度为20-30μm。
12.优选的，所述功能层中按质量百分比计，la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末为20-25％，其余为溶剂乙醇；所述la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末中la
0.8
sr
0.2
coo3与gd2o3/ceo2的摩尔质量比为1：1-3；所述gd2o3/ceo2中gd2o3与ceo2的摩尔质量比为3：7；所述功能层厚度为20-40μm。
13.本发明还保护一种所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，包括以下步骤：
14.(1)蜂巢体载体的制备：将nio和y2o3/zro2球磨，随后加入粘结剂搅拌均匀并揉捏成膏状，放入挤出机，将挤出机调压阀调至25kgf/cm2，在抽气条件下进行挤压，缓慢提高压力至40kgf/cm2，使蜂巢湿胚缓慢挤出，待蜂巢柱挤出至所需长度后，切断，之后在200℃下定型，定型完成后取出生胚进行煅烧，得到蜂巢体载体；
15.(2)蜂巢体基层浸涂：进行基层浆料配置，将步骤(1)得到的蜂巢体载体上不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入基层浆料中，2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，得到涂有基层的蜂巢体；
16.(3)蜂巢体连接层浸涂：连接层浆料配置，将步骤(2)中得到的涂有基层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入连接层浆料中，2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，得到涂有连接层的蜂巢体；
17.(4)蜂巢体功能层浸涂：功能层浆料配置，将步骤(3)中得到的涂有连接层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入功能层浆料中，2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，得到所述用于汽车尾气净化的蜂巢体。
18.优选的，步骤(1)中所述定型工艺为：在室温条件下以1-2℃/min的速率升温至60℃，接着保温1-3h后再以1-2℃/min的速率升温至120℃，随后保温1-3h后再以1-2℃/min的速率升温至200℃，最后保温3-5h后自然降至室温；
19.所述煅烧工艺为：在室温条件下以4-6℃/min的速率升温至300℃，接着保温1-3h后再以4-6℃/min的速率升温至600℃，随后保温1-3h后再以4-6℃/min的速率升温至900℃，然后保温1-3h后再以4-6℃/min的速率升温至1100℃，最后保温3-5h后自然降至室温。
20.优选的，步骤(2)中所述煅烧工艺为：在室温条件下以2-4℃/min的速率升温至500℃，接着保温1-3h后再以1-2℃/min的速率升温至1200℃，随后保温4-6h后再以1-2℃/min的速率升温至1300-1400℃，然后保温6-8h后再以1-2℃/min的速率降温至1000℃，接着保温1-3h后再以1-2℃/min的速率降温至500℃，最后保温1-3h后自然降至室温。
21.优选的，步骤(3)中所述煅烧工艺为：在室温条件下以2-4℃/min的速率升温至500℃，接着保温1-3h后再以1-2℃/min的速率升温至1200-1250℃，随后保温4-6h后再以1-2℃/min的速率降温至1000℃，然后保温1-3h后再以1-2℃/min的速率降温至500℃，最后保温3-5h后自然降至室温。
22.优选的，步骤(4)中所述煅烧工艺为：煅烧温度为900-1250℃，煅烧时间为4-6h。
23.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
24.(1)本发明制备的用于汽车尾气净化的蜂巢体，以nio、y2o3/zro2和粘结剂制成蜂巢体载体，利用粘结剂将nio和y2o3/zro2桥连在一起，通过挤压成型的方法，将载体通过多孔模具挤出成型，孔形状大小可控，易于连续生产，将其替代堇青石蜂窝陶瓷，ysz陶瓷材料具有熔点高、硬度高、抗热震稳定性好、密度低、热导率低、线胀系数接近金属材料、强度和韧性高、耐化学腐蚀等优点，可提高蜂巢体的抗热震性能；同时在载体表面涂布一层y2o3/zro2基层，其与载体的结合强度高且热膨胀系数相近，涂层不易脱落。
25.(2)本发明制备的用于汽车尾气净化的蜂巢体，连接层中通过引入gd2o3/ceo2，其中的铈离子与基层中的锆晶体形成铈锆固溶体能提高耐温性，同时铈锆固溶体作为助催化剂，可提高蜂巢体的催化性能；并且，连接层涂层均匀分散并紧密平铺附着在基层表面，通过煅烧后连接层中的颗粒与基层紧密充分接触，结合牢固，脱落率低。
26.(3)本发明制备的用于汽车尾气净化的蜂巢体，功能层选用la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末制成，其中的gd2o3/ceo2粉末与连接层具有良好的相容性，提高功能层与连接层的结合强度，使其不易脱落；同时制备的蜂巢体具有良好的尾气催化转化效果，现有的蜂巢体催化剂在250℃以上使用，而本发明的蜂巢体可在常温甚至低温下使用，对氮氧化物、碳氢化合物和co的转化有显著的效果，扩展了蜂巢体的使用范围，且具有成本低廉，易于工业化应用的特点。
27.(4)本发明提供的用于汽车尾气净化的蜂巢体制备方法，在制备不同的涂层时，通过不同的煅烧工艺，使各涂层间具有良好的结合强度，并且在合理的升温降温速度和保温时间下，颗粒表面相互反应，而且烧结温度的提高，原子的活动能力增强，克服能垒的原子数目增加，系统表面能下降，导致样品致密化，颗粒之间结合成一个整体，使蜂巢的抗压强度得到提高，同时适当的保温时间使得涂层内外晶相均匀，并且够获得适当的晶粒尺寸，从而提高蜂巢体的催化性能。
具体实施方式
28.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.所述y2o3/zro2粉末购自广州宏武材料科技有限公司，粒径为0.3-0.6μm；所述
gd2o3/ceo2的制备方法根据文献(固体氧化物燃料电池lsm-lsc复合阴极的制备与研究，侯志芳，大连交通大学硕士论文，2005)制备得到；la
0.8
sr
0.2
coo3的制备方法根据文献(莫来石纤维陶瓷负载la
0.8
sr
0.2
coo3的制备及催化性能，曾令可，段碧林等，华南理工大学学报(自然科学版)，2006年9月)制备得到；所述酚醛树脂购自河南环山实业有限公司，货号为9100；所述呋喃树脂购自山东登诺新材料科技有限公司，牌号为dn1432；所述pvb为美国杜邦公司生产，型号为9850；所述堇青石粉末购自灵寿县磊航矿产品加工厂，货号f-568。
30.实施例1
31.一种所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，包括以下步骤：
32.(1)蜂巢体载体的制备：将250g nio(粒径为0.5μm)和150g y2o3/zro2(y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92,粒径为0.3μm)球磨，随后加入10gα-松油醇、30g酚醛树脂搅拌均匀并揉捏成膏状，放入挤出机，将挤出机调压阀调至25kgf/cm2，在抽气条件下进行挤压，缓慢提高压力至40kgf/cm2，使蜂巢湿胚缓慢挤出，待蜂巢柱挤出至所需长度后，切断，之后在室温条件下以1℃/min的速率升温至60℃，接着保温1h后再以1℃/min的速率升温至120℃，随后保温1h后再以1℃/min的速率升温至200℃，最后保温3h后自然降至室温下定型，定型完成后取出生胚进行煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以4℃/min的速率升温至300℃，接着保温1h后再以4℃/min的速率升温至600℃，随后保温1h后再以4℃/min的速率升温至900℃，然后保温1h后再以4℃/min的速率升温至1100℃，最后保温3h后自然降至室温，得到蜂巢体载体；
33.(2)蜂巢体基层浸涂：进行基层浆料配置：将250g y2o3/zro2粉末(y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92，粒径为0.3μm)、5g pvb加入745g无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成基层浆料配置；将步骤(1)得到的蜂巢体载体上不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入基层浆料，浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以2℃/min的速率升温至500℃，接着保温1h后再以1℃/min的速率升温至1200℃，随后保温4h后再以1℃/min的速率升温至1300℃，然后保温8h后再以1℃/min的速率降温至1000℃，接着保温1h后再以1℃/min的速率降温至500℃，最后保温1h后自然降至室温，得到涂有基层的蜂巢体；基层厚度为20μm；
34.(3)蜂巢体连接层浸涂：连接层浆料配置：将200g gd2o3/ceo2粉末(gd2o3与ceo2摩尔质量比为3：7)、10g pvb加入790无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成连接层浆料配置；将步骤(2)中得到的涂有基层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入连接层浆料中浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入连接层浆料，浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以2℃/min的速率升温至500℃，接着保温1h后再以1℃/min的速率升温至1200℃，随后保温6h后再以1℃/min的速率降温至1000℃，然后保温1h后再以1℃/min的速率降温至500℃，最后保温3h后自然降至室温，得到涂有连接层的蜂巢体；连接层厚度为20μm；
35.(4)蜂巢体功能层浸涂：功能层浆料配置：将200g la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末
(其中，la
0.8
sr
0.2
coo3质量为85g，gd2o3/ceo2质量为115g，gd2o3与ceo2摩尔质量比为3：7)加入800g无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成连接层浆料配置；将步骤(3)中得到的涂有连接层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入功能层浆料中浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入功能层浆料，浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：煅烧温度为900℃，煅烧时间为6h，功能层厚度为20μm，得到所述用于汽车尾气净化的蜂巢体。
36.实施例2
37.一种所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，包括以下步骤：
38.(1)蜂巢体载体的制备：将300g nio(粒径为1μm)和200g y2o3/zro2(y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92，粒径为0.5μm)球磨，随后加入15gα-松油醇、45g酚醛树脂搅拌均匀并揉捏成膏状，放入挤出机，将挤出机调压阀调至25kgf/cm2，在抽气条件下进行挤压，缓慢提高压力至40kgf/cm2，使蜂巢湿胚缓慢挤出，待蜂巢柱挤出至所需长度后，切断，之后在室温条件下以1℃/min的速率升温至60℃，接着保温2h后再以1℃/min的速率升温至120℃，随后保温2h后再以1℃/min的速率升温至200℃，最后保温4h后自然降至室温下定型，定型完成后取出生胚进行煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以5℃/min的速率升温至300℃，接着保温2h后再以5℃/min的速率升温至600℃，随后保温2h后再以5℃/min的速率升温至900℃，然后保温2h后再以5℃/min的速率升温至1100℃，最后保温4h后自然降至室温，得到蜂巢体载体；
39.(2)蜂巢体基层浸涂：进行基层浆料配置：将300g y2o3/zro2粉末(y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92，粒径为0.5μm)、10g pvb加入690g无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成基层浆料配置；将步骤(1)得到的蜂巢体载体上不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍3min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入基层浆料，浸渍3min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以3℃/min的速率升温至500℃，接着保温2h后再以1℃/min的速率升温至1200℃，随后保温5h后再以1℃/min的速率升温至1400℃，然后保温7h后再以1℃/min的速率降温至1000℃，接着保温2h后再以1℃/min的速率降温至500℃，最后保温2h后自然降至室温，得到涂有基层的蜂巢体；基层厚度为30μm；
40.(3)蜂巢体连接层浸涂：连接层浆料配置：将250g gd2o3/ceo2粉末(gd2o3与ceo2摩尔质量比为3：7)、15g pvb加入735g无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成连接层浆料配置；将步骤(2)中得到的涂有基层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入连接层浆料中浸渍3min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入连接层浆料，浸渍3min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以3℃/min的速率升温至500℃，接着保温2h后再以1℃/min的速率升温至1250℃，随后保温5h后再以1℃/min的速率降温至1000℃，然后保温2h后再以1℃/min的速率降温至500℃，最后保温4h后自然降至室温，得到
涂有连接层的蜂巢体；连接层厚度为25μm；
41.(4)蜂巢体功能层浸涂：功能层浆料配置：将230g la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末(其中，la
0.8
sr
0.2
coo3质量为62g，gd2o3/ceo2质量为168g，gd2o3与ceo2摩尔质量比为3：7)加入770g无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成连接层浆料配置；将步骤(3)中得到的涂有连接层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入功能层浆料中浸渍3min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入功能层浆料，浸渍3min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：煅烧温度为1100℃，煅烧时间为5h，功能层厚度为30μm，得到所述用于汽车尾气净化的蜂巢体。
42.实施例3
43.一种所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，包括以下步骤：
44.(1)蜂巢体载体的制备：将350g nio(粒径为1.5μm)和250g y2o3/zro2(y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92，粒径为0.6μm)球磨，随后加入30gα-松油醇、50g呋喃树脂搅拌均匀并揉捏成膏状，放入挤出机，将挤出机调压阀调至25kgf/cm2，在抽气条件下进行挤压，缓慢提高压力至40kgf/cm2，使蜂巢湿胚缓慢挤出，待蜂巢柱挤出至所需长度后，切断，之后在室温条件下以2℃/min的速率升温至60℃，接着保温3h后再以2℃/min的速率升温至120℃，随后保温3h后再以2℃/min的速率升温至200℃，最后保温5h后自然降至室温下定型，定型完成后取出生胚进行煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以6℃/min的速率升温至300℃，接着保温3h后再以6℃/min的速率升温至600℃，随后保温3h后再以6℃/min的速率升温至900℃，然后保温3h后再以6℃/min的速率升温至1100℃，最后保温5h后自然降至室温，得到蜂巢体载体；
45.(2)蜂巢体基层浸涂：进行基层浆料配置：将350g y2o3/zro2粉末(y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92，粒径为0.6μm)、15g pvb加入635g无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成基层浆料配置；将步骤(1)得到的蜂巢体载体上不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入基层浆料，浸渍4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以4℃/min的速率升温至500℃，接着保温3h后再以2℃/min的速率升温至1200℃，随后保温6h后再以2℃/min的速率升温至1400℃，然后保温6h后再以2℃/min的速率降温至1000℃，接着保温3h后再以2℃/min的速率降温至500℃，最后保温3h后自然降至室温，得到涂有基层的蜂巢体；基层厚度为40μm；
46.(3)蜂巢体连接层浸涂：连接层浆料配置：将300g gd2o3/ceo2粉末(gd2o3与ceo2摩尔质量比为3：7)、20g pvb加入680g无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成连接层浆料配置；将步骤(2)中得到的涂有基层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入连接层浆料中浸渍4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入连接层浆料，浸渍4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以4℃/min的速率升温至500℃，接
着保温3h后再以2℃/min的速率升温至1250℃，随后保温4h后再以2℃/min的速率降温至1000℃，然后保温3h后再以2℃/min的速率降温至500℃，最后保温5h后自然降至室温，得到涂有连接层的蜂巢体；连接层厚度为30μm；
47.(4)蜂巢体功能层浸涂：功能层浆料配置：将250g la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末(其中，la
0.8
sr
0.2
coo3质量为50g，gd2o3/ceo2质量为200g，gd2o3与ceo2摩尔质量比为3：7)加入750g无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成连接层浆料配置；将步骤(3)中得到的涂有连接层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入功能层浆料中浸渍4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入功能层浆料，浸渍4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：煅烧温度为1250℃，煅烧时间为4h，功能层厚度为40μm，得到所述用于汽车尾气净化的蜂巢体。
48.对比例1
49.一种所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，包括以下步骤：
50.(1)蜂巢体载体的制备：将400g堇青石粉末加入40g酚醛树脂搅拌均匀并揉捏成膏状，放入挤出机，将挤出机调压阀调至25kgf/cm2，在抽气条件下进行挤压，缓慢提高压力至40kgf/cm2，使蜂巢湿胚缓慢挤出，待蜂巢柱挤出至所需长度后，切断，之后在200℃下定型，定型完成后取出生胚进行煅烧，煅烧温度为1400℃，煅烧时间为4h，得到蜂巢体载体；
51.(2)蜂巢体基层浸涂：进行基层浆料配置：将250g y2o3/zro2粉末(y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92，粒径为0.3μm)、5g pvb加入745g无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成基层浆料配置；将步骤(1)得到的蜂巢体载体上不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入基层浆料，浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以2℃/min的速率升温至500℃，接着保温1h后再以1℃/min的速率升温至1200℃，随后保温4h后再以1℃/min的速率升温至1300℃，然后保温8h后再以1℃/min的速率降温至1000℃，接着保温1h后再以1℃/min的速率降温至500℃，最后保温1h后自然降至室温，得到涂有基层的蜂巢体；基层厚度为20μm；
52.(3)蜂巢体连接层浸涂：连接层浆料配置：将200g gd2o3/ceo2粉末(gd2o3与ceo2摩尔质量比为3：7)、10g pvb加入790无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成连接层浆料配置；将步骤(2)中得到的涂有基层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入连接层浆料中浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入连接层浆料，浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以2℃/min的速率升温至500℃，接着保温1h后再以1℃/min的速率升温至1200℃，随后保温6h后再以1℃/min的速率降温至1000℃，然后保温1h后再以1℃/min的速率降温至500℃，最后保温3h后自然降至室温，得到涂有连接层的蜂巢体；连接层厚度为20μm；
53.(4)蜂巢体功能层浸涂：功能层浆料配置：将200g la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末
(其中，la
0.8
sr
0.2
coo3质量为85g，gd2o3/ceo2质量为115g，gd2o3与ceo2摩尔质量比为3：7)加入800g无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成连接层浆料配置；将步骤(3)中得到的涂有连接层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入功能层浆料中浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入功能层浆料，浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：煅烧温度为900℃，煅烧时间为6h，功能层厚度为20μm，得到所述用于汽车尾气净化的蜂巢体。
54.对比例2
55.一种所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，包括以下步骤：
56.(1)蜂巢体载体的制备：将250g nio(粒径为0.5μm)和150g y2o3/zro2(y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92，粒径为0.3μm)球磨，随后加入10gα-松油醇、30g酚醛树脂搅拌均匀并揉捏成膏状，放入挤出机，将挤出机调压阀调至25kgf/cm2，在抽气条件下进行挤压，缓慢提高压力至40kgf/cm2，使蜂巢湿胚缓慢挤出，待蜂巢柱挤出至所需长度后，切断，之后在室温条件下以1℃/min的速率升温至60℃，接着保温1h后再以1℃/min的速率升温至120℃，随后保温1h后再以1℃/min的速率升温至200℃，最后保温3h后自然降至室温下定型，定型完成后取出生胚进行煅烧，煅烧工艺为：在室温条件下以4℃/min的速率升温至300℃，接着保温1h后再以4℃/min的速率升温至600℃，随后保温1h后再以4℃/min的速率升温至900℃，然后保温1h后再以4℃/min的速率升温至1100℃，最后保温3h后自然降至室温，得到蜂巢体载体；
57.(2)蜂巢体功能层浸涂：功能层浆料配置：将200g la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末(其中，la
0.8
sr
0.2
coo3质量为85g，gd2o3/ceo2质量为115g，gd2o3与ceo2摩尔质量比为3：7)加入800g无水乙醇中，超声波震荡1h，然后静置24h，涂布前再次超声波震荡15min，完成连接层浆料配置；将步骤(1)中得到的蜂巢体载体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入功能层浆料中浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入功能层浆料，浸渍2min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，煅烧工艺为：煅烧温度为900℃，煅烧时间为6h，功能层厚度为20μm，得到所述用于汽车尾气净化的蜂巢体。
58.将实施例1-3和对比例1-2得到的蜂巢体进行性能测试，具体测试如下：
59.脱落率测试：在距离蜂巢体截面1.5cm的地方，用10bar的压缩空气均匀地吹扫催化剂每个单元截面，吹扫时间为120s，按照催化剂脱落率的计算公式进行计算。脱落率＝(吹扫前蜂窝状催化剂重量-吹扫后蜂窝状催化剂重量)/吹扫前涂层上载重量
×
100％。
60.热膨胀系数测试：根据标准qb/t 1321-2012《陶瓷材料平均线热膨胀系数测定方法》进行测试。测试结果如下表1：
61.表1蜂巢体涂层脱落率及热膨胀系数性能
[0062] 脱落率/％热膨胀系数/x10-6
℃(25-800℃)实施例11.820.81实施例21.370.72
实施例31.690.75对比例18.411.57对比例25.271.39
[0063]
从表1中可以看出，实施案例1-3涂层脱落率低，通过各涂层间的相互作用，使得整体的涂层脱落率降低；同时，蜂巢体的热膨胀系数低，均小于1x10-6
℃，抗热震性能好。而对比例1中使用的为堇青石载体，其与涂层的结合强度较低，导致脱落率明显提高，且热膨胀系数较大；对比例2中未加入基层和连接层，只有一层功能层，其与载体的结合强度有限，所以脱落率提高。
[0064]
将实施例1制备的蜂巢体进行催化效果评价，具体方法如下：
[0065]
蜂巢体规格：直径15mm，长度40mm；
[0066]
空速：30000h-1
；
[0067]
总流量：600ml/min；
[0068]
模拟气体组成：o
2 7000ppm，no 1000ppm，co 5000ppm，ar为平衡气，在模拟气氛下，从室温2℃/min程序升温到50℃，记录稳态的污染物转化结果，再继续依次升温到150℃，分别记录各温度点的气体转化。结果如下表2：
[0069]
表2实施例1和对比例2蜂巢体催化性能
[0070][0071]
从上表2中可以看出，本发明制备的蜂巢体具有良好的尾气催化转化效果，在50℃和150℃下均有较好的催化效果，相比与现有蜂巢体催化剂，其催化温度大大降低，具有良好的应用前景。
[0072]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种用于汽车尾气净化的蜂巢体，从内至外依次包括蜂巢体载体、基层、连接层和功能层，其特征在于，所述蜂巢体载体由nio、y2o3/zro2复合材料制成；所述基层由y2o3/zro2和pvb制成；所述连接层由gd2o3/ceo2和pvb制成；所述功能层由la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末制成。2.根据权利要求1所述用于汽车尾气净化的蜂巢体，其特征在于，所述蜂巢体载体中按重量份计各原料的组成为：nio 25-35份、y2o3/zro
2 15-25份、粘结剂4-8份；所述y2o3/zro2中y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92；所述nio粉末粒径为0.5-1.5μm，所述y2o3/zro2的粉末粒径为0.3-0.6μm；所述粘结剂为α-松油醇、酚醛树脂、呋喃树脂中的一种或几种。3.根据权利要求1所述用于汽车尾气净化的蜂巢体，其特征在于，所述基层中按质量百分比计，y2o3/zro2为25-35％，pvb为0.5-1.5％，其余为溶剂乙醇；所述y2o3/zro2中y2o3与zro2的摩尔质量比为8：92；所述基层厚度为20-40μm。4.根据权利要求1所述用于汽车尾气净化的蜂巢体，其特征在于，所述连接层中按质量百分比计，gd2o3/ceo2为20-30％，pvb为1-2％，其余为溶剂乙醇；所述gd2o3/ceo2中gd2o3与ceo2的摩尔质量比为8：2；所述连接层厚度为20-30μm。5.根据权利要求1所述用于汽车尾气净化的蜂巢体，其特征在于，所述功能层中按质量百分比计，la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末为20-25％，其余为溶剂乙醇；所述la
0.8
sr
0.2
coo3和gd2o3/ceo2粉末中la
0.8
sr
0.2
coo3与gd2o3/ceo2的摩尔质量比为1：1-3；所述gd2o3/ceo2中gd2o3与ceo2的摩尔质量比为3：7；所述功能层厚度为20-40μm。6.一种权利要求1-5任一项所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)蜂巢体载体的制备：将nio和y2o3/zro2球磨，随后加入粘结剂搅拌均匀并揉捏成膏状，放入挤出机，将挤出机调压阀调至25kgf/cm2，在抽气条件下进行挤压，缓慢提高压力至40kgf/cm2，使蜂巢湿胚缓慢挤出，待蜂巢柱挤出至所需长度后，切断，之后在200℃下定型，定型完成后取出生胚进行煅烧，得到蜂巢体载体；(2)蜂巢体基层浸涂：进行基层浆料配置，将步骤(1)得到的蜂巢体载体上不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入基层浆料中，2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，得到涂有基层的蜂巢体；(3)蜂巢体连接层浸涂：连接层浆料配置，将步骤(2)中得到的涂有基层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入连接层浆料中，2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，得到涂有连接层的蜂巢体；(4)蜂巢体功能层浸涂：功能层浆料配置，将步骤(3)中得到的涂有连接层的蜂巢体不需要涂布的部分用白胶进行涂布遮盖，随后干燥，干燥完成后浸入基层浆料中浸渍2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通完成一次涂布，随后将蜂巢结构体反向浸入功能层浆料中，2-4min后拉起，甩去多余浆料，接着将蜂巢孔道吹通，完成二次涂布，然后将蜂巢结构体放置在室温下风干、煅烧，得到所述用于汽车尾气净化的蜂巢体。
7.根据权利要求6所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述定型工艺为：在室温条件下以1-2℃/min的速率升温至60℃，接着保温1-3h后再以1-2℃/min的速率升温至120℃，随后保温1-3h后再以1-2℃/min的速率升温至200℃，最后保温3-5h后自然降至室温；所述煅烧工艺为：在室温条件下以4-6℃/min的速率升温至300℃，接着保温1-3h后再以4-6℃/min的速率升温至600℃，随后保温1-3h后再以4-6℃/min的速率升温至900℃，然后保温1-3h后再以4-6℃/min的速率升温至1100℃，最后保温3-5h后自然降至室温。8.根据权利要求6所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述煅烧工艺为：在室温条件下以2-4℃/min的速率升温至500℃，接着保温1-3h后再以1-2℃/min的速率升温至1200℃，随后保温4-6h后再以1-2℃/min的速率升温至1300-1400℃，然后保温6-8h后再以1-2℃/min的速率降温至1000℃，接着保温1-3h后再以1-2℃/min的速率降温至500℃，最后保温1-3h后自然降至室温。9.根据权利要求6所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述煅烧工艺为：在室温条件下以2-4℃/min的速率升温至500℃，接着保温1-3h后再以1-2℃/min的速率升温至1200-1250℃，随后保温4-6h后再以1-2℃/min的速率降温至1000℃，然后保温1-3h后再以1-2℃/min的速率降温至500℃，最后保温3-5h后自然降至室温。10.根据权利要求6所述用于汽车尾气净化的蜂巢体的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述煅烧工艺为：煅烧温度为900-1250℃，煅烧时间为4-6h。
技术总结本发明公开了一种用于汽车尾气净化的蜂巢体及其制备方法，依次包括蜂巢体载体、基层、连接层和功能层，所述蜂巢体载体由NiO、Y2O3/ZrO2和粘结剂制成；所述基层由Y2O3/ZrO2和PVB制成；所述连接层由Gd2O3/CeO2和PVB制成；所述功能层由La
技术研发人员：华国金
受保护的技术使用者：江阴华音陶瓷机电科技有限公司
技术研发日：2022.06.24
技术公布日：2022/11/1
