ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки.

Изобретение относится к технологии получения катализатора и может быть использовано в системах нейтрализации отработавших газов автотранспорта, в том числе для повышения эффективности очистки при пуске, на холостом ходу и малых нагрузках на двигатели.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности очистки отработавших газов от вредных примесей при пуске, на холостом ходу и малых нагрузках за счет сокращения вре­мени прогрева катализатора до его температуры.

Задача решается способом изготовления каталитического нейтрализатора отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, включающем нанесение в каналы его керамического корпуса покрытия на основе металла платиновой группы с последующей термической обработкой и использованием электрического сопротивления, подсоединяемого к источнику питания, причем для получения покрытия используют органозоль в виде ультрадисперсного металла платиновой группы, осажденного на кристаллах нафталина, который наносят в каналы предварительно нагретого корпуса, а затем после термической обработки на полученном покрытии изготовляют электрические контакты путем нанесения на него в местах подсоединения к источнику питания органозоля в виде ультрадисперсного серебра, осажденного на кристаллах нафталина, который также подвергают термической обработке. Термическое обработку при нанесении покрытия и изготовлении электрических контактов выполняют путем расплавления органозоля при 100-120°С, сушки и отжига при 350-400°С. Покрытие органозолем и термическую обработку проводят многократно до достижения толщины покрытия к каналах не менее 5 мкм, а в местах электрических контактов 30-50 мкм.

Предлагаемый способ нанесения каталитического покрытия с использованием ультрадисперсного металла, осажденного на нафталине, позволяет получить электрическое сопротивление - качественную электропроводную пленку металла (т.е. избежать несплошности покрытия, островковых фрагментов - нарушающих электропроводность, а также остатков связующего, являющегося диэлектриком) за счет ультрадисперсности частиц и полного удаления нафталина при термической обработке. Нанесение электропроводной пленки катализатора необходимого электросопротивления и электрических контактов в сочетании с выбранным напряжением обеспечивают необходимую мощность и скорость электроподогрева и осуществляют практически мгновенный электроподогрев непосредственно зоны каталитического контакта. Необходимое электросопротивление задается толщиной пленки не менее 5 мкм, которая обеспечивается многократным нанесением органозоля и термической обработки. Толщина пленки менее 5 мкм не обеспечивает сплошности покрытия и постоянства электрических характеристик по всей поверхности пленки. Верхний предел толщины пленки выбирают исходя из подавляемого напряжения. Нанесением в места подсоединения электрического сопротивления к источнику питания органозоля ультрадисперсное серебро-нафталин создают электрические контакты, заданную толщину которых обеспечивают многократным нанесением серебра до толщины покрытия 30-50 мкм. При толщине менее 30 мкм возникают прогары пленки в местах контакта, толщина более 50 мкм нецелесообразна, т.к. увеличивает расход драгметалла, не повышая надежности работы. Высокое качество нанесения контактов также обусловлено ультрадисперсным состоянием частиц серебра, которое обеспечивает высокую адгезию контактов к поверхности электропроводной пленки металла и многократно наносимых слоев друг к другу.

Способ осуществляется следующим образом. Монолитный керамический корпус нагревают до температуры 100-120°С и его каналы, подлежащие металлизации, обрабатывают твердым органозолем нафталин-ультрадисперсный металл платина или платина-палладий (в соотношении 1:3) в виде стержня. Покрытие из органозоля расплавляют, равномерно распределяют по поверхности, выдерживают до полного удаления органической фазы (нафталина) и прокаливают при температуре 350- 400°С до образования металлической пленки.

Заданное электросопротивление пленки получают путем многократного ее нанесения и достижения толщины не менее 5 мкм. Электрические контакты получают многократным нанесением в места подсоединения к источнику питания на полученной пленке платины органозопя ультрадисперсное серебро-нафталин с сушкой каждого слоя при 100-120°С в течение 3-5 мин и отжигом при 350-400°С в течение 5-7 мин. Толщину пленки определяют весовым методом, электросопротивление пленки замеряют омометром В7-26.

Примеры конкретного выполнения, а также геометрические в электрофизические характеристики каталитической пленкиPtили Рt:/Рdсведены в таблицы. На образцах 1, 4 и 6 определена мощность электронагрева пленки металла, необходимая для достижения 216°С. Для этого на образцы подают ток указанной в таблице 2 силы, замеряют напряжение и время нагрева (t, с) пленки до указанной температуры, определяемой по началу плавления кристаллика антроцена, помещенного на поверхность пленки металла. Нагрев до 216°С при удельной мощности 1,3-3,5 Вт/см ² достигается за 12-26 с. На образце 4 при удельной мощности 0,85 Вт/см ² кристаллик антрацена сублимировал без плавления.

Способ позволяет осуществлять электронагрев непосредственно электропроводной пленки каталитически активного металла, нанесенной в каналы керамического корпуса, т.е. начинать катализ практически мгновенно (температура вспышки катализатора 200 - 220°С достигается в течение 12-26 с момента подачи электрического напряжения, в прототипе через 15-20 мин), что обеспечивает эффективную очистку отработавших газов в начальный период после пуска двигателя.

Способ не требует наличия специальных электроустройств, систем регулирования напряжения, а также позволяет контролировать унос катализатора по увеличению электросопротивления (периодические замеры) и проводить многократную регенерацию катализатора по толщине планки и площадки нанесения.

Таблица 1

Таблица 2