本發(fā)明主要涉及dpf顆粒捕集器，具體為一種顆粒捕集器及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、顆粒物是柴油機尾氣排放中的最主要污染物之一。為了滿足嚴格的pm和pn排放要求，柴油機顆粒捕集器dpf是目前公認的能有效消除柴油機排放顆粒的后處理裝置。

2、在顆粒捕捉器上的“二合一（twoinone）”技術(shù)就是把scr催化劑涂覆在dpf載體內(nèi)，集scr和dpf功能于一體，這樣能有效降低成本，并減少系統(tǒng)的安裝空間。然而，跟傳統(tǒng)的基于cdpf再生技術(shù)和基于fbc再生技術(shù)的dpf結(jié)構(gòu)相比，基于“二合一”技術(shù)的dpf需要更大孔隙率和平均孔直徑。

3、由于基于fbc再生技術(shù)，放熱速度快，對dpf的熱沖擊比較大。對于這一情況，一般通過減少目數(shù)，增加壁厚，以及減少孔隙率和平均孔直徑等設(shè)計手段來增加dpf的熱容量，從而減少其在“發(fā)動機進入怠速運行(dropinidle)”情況下的最高溫度和溫度梯度。

4、cdpf技術(shù)是將氧化型催化劑涂覆到過濾器上面，能有效降低dpf再生時的溫度，有助于提高燃油經(jīng)濟性，少量的氧化型催化劑的涂覆量，就能達到催化氧化效果，一般涂覆量為（5~10）g/l。因此應(yīng)用cdpf技術(shù)的dpf僅需適中的孔隙率和平均孔直徑。

5、而基于“二合一”技術(shù)又稱sdpf，是將還原型催化劑涂覆到過濾器上面，還原型的催化劑的涂覆量要高出氧化型催化劑涂覆量很多倍才能達到催化還原效果，往往其涂覆量高達（90~220）g/l，甚至更高。這勢必導(dǎo)致dpf的壓差增大，惡化燃油經(jīng)濟性，因此，應(yīng)用“二合一”技術(shù)的dpf需要更高的孔隙率和孔徑，用以滿足高涂敷量、低背壓要求，能夠有效防止壁面微孔被堵住，避免影響發(fā)動機的燃燒廢氣排出氣缸。

6、具體的，如附圖1~3所示，由于現(xiàn)有的堇青石dpf為壁流式結(jié)構(gòu)，即交叉堵孔方式，氣流通過蜂窩陶瓷的內(nèi)部孔壁穿插進行氣流通過和顆粒捕集，而不是氣流直接從圓柱體的上端面徑直到達下端面，因此若在內(nèi)部孔道壁面上涂覆過多的催化劑，則會占用孔壁中的微米級別的微孔孔道，影響氣流通過，會導(dǎo)致發(fā)動機排氣受阻，燃油燃燒不充分，影響發(fā)動機動力。

7、然而，如何在高溫合成的堇青石材料中生成指定規(guī)格的孔，還能夠具備熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度穩(wěn)定性，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，是不小的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的之一在于提供了一種顆粒捕集器及其制備方法，滿足新的排放法規(guī)下的排放顆粒物控制的要求的前提下，在dpf顆粒捕集器的研究基礎(chǔ)上對其孔徑、孔隙率調(diào)整，同時還需兼顧耐熱沖擊能力。

2、為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種顆粒捕集器，包括顆粒捕集器本體和涂覆在所述顆粒捕集器本體上的催化涂層，所述顆粒捕集器本體包括以下質(zhì)量百分比的原料：合成堇青石生粉70%~80%、復(fù)合成孔劑15%~20%、粘結(jié)劑2%~6%以及潤滑添加劑1%~5%；

4、所述復(fù)合成孔劑包括白炭黑、結(jié)晶硅微粉、預(yù)糊化淀粉類粉末以及石蠟粉，且白炭黑、結(jié)晶硅微粉、預(yù)糊化淀粉類粉末以及石蠟粉之間的配比為10：7.5：1.5：1。

5、上述配方中各個原料以及配比關(guān)系的原理分析如下：

6、堇青石生粉是dpf的主要結(jié)構(gòu)材料，合成堇青石后具有較好的機械強度和熱穩(wěn)定性，能夠在高溫環(huán)境下保持結(jié)構(gòu)完整性。堇青石生粉與復(fù)合成孔劑結(jié)合，可以形成具有所需孔隙結(jié)構(gòu)的蜂窩陶瓷。其中合成堇青石生粉的加入量需要與成孔劑的量相匹配，以確保足夠的孔隙率和孔徑，這里可以采用體積比模型計算或者梯度實驗的方式獲取合理范圍值。

7、70%高比例的合成堇青石生粉確保了dpf在長期使用中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，且合成堇青石生粉的低熱膨脹系數(shù)有助于dpf在反復(fù)的熱循環(huán)中保持性能和尺寸的穩(wěn)定性，減少熱裂風(fēng)險和疲勞損傷。

8、優(yōu)選的，白炭黑選用exp4215~1低密度中空“白炭黑”，一方面能夠提供較大的孔隙，有助于降低dpf的背壓，另一方面有助于形成所需的孔徑分布，提高過濾效率。但是白炭黑是二氧化硅，中空的，其造孔能力有限，且會影響體系的擠出流動性，用量過多，可能會導(dǎo)致制作坯體過程難度增加，影響材料強度。本發(fā)明中的白炭黑也可替換成球化天然高碳石墨。

9、結(jié)晶硅微粉（熔融結(jié)晶二氧化硅粉）高溫?zé)Y(jié)過程，相變，會產(chǎn)生一定孔隙，可以細化孔徑，有助于達到精確的孔徑要求，提高了dpf材料在高溫下的穩(wěn)定性，有助于實現(xiàn)18um±3um的中位孔徑，優(yōu)化過濾性能，提高了dpf在高溫環(huán)境下的使用壽命。結(jié)晶硅微粉需要與其它成孔劑協(xié)同使用，以控制孔徑和孔隙率。

10、預(yù)糊化淀粉類粉末在燒結(jié)過程中分解，形成微孔，有助于提高孔隙率，且預(yù)糊化淀粉在較低溫度下即可分解，不會對堇青石結(jié)構(gòu)造成破壞，有助于增加dpf的孔隙率，提高了過濾效率。但是其分解后的殘留物可能會影響材料的熱穩(wěn)定性，因此需要適量添加。

11、石蠟粉在燒結(jié)過程中揮發(fā)，不僅有助于形成均勻的小孔結(jié)構(gòu)，還加入有助于原料的混合和成型。其中均勻的小孔結(jié)構(gòu)有助于提高dpf的過濾性能和背壓性能，同時石蠟粉的添加還有助于改善原料的成型性，便于生產(chǎn)。由于石蠟粉在高溫下會揮發(fā)，因此需要控制其用量，以免影響孔隙結(jié)構(gòu)。

12、上述原料以及配比的成分體系的搭建是用于制備出中位孔徑18um±3um、孔隙率55%~65%、熱膨脹系數(shù)（室溫~800℃）≤1.0×10-6/℃的低背壓dpf顆粒捕集器。通過精確控制各原料的比例，可以在保證過濾效率的同時，降低背壓，提高熱穩(wěn)定性和機械強度，從而提升dpf的整體性能和可靠性。這種配比的優(yōu)勢在于它能夠平衡dpf的各項性能指標，使其在嚴苛的發(fā)動機尾氣處理環(huán)境中表現(xiàn)出色。

13、本發(fā)明中采用復(fù)合成孔劑可以結(jié)合不同成孔劑的優(yōu)勢，實現(xiàn)更優(yōu)的性能。其中低密度中空“白炭黑”和未熔融結(jié)晶二氧化硅粉可以形成較大尺寸的孔洞，而預(yù)糊化淀粉類粉末和石蠟粉可以形成較小尺寸的孔洞，通過合理地調(diào)整它們之間的配比，可以控制孔徑分布，使其滿足本發(fā)明所需的18um±3um的中位孔徑要求。

14、此外，白炭黑和未熔融結(jié)晶二氧化硅粉還可以降低材料密度和孔隙率，而預(yù)糊化淀粉類粉末和石蠟粉則可以提高材料的孔隙率，通過上述的配比關(guān)系，可以控制孔隙率在55%~65%之內(nèi)。

15、未熔融結(jié)晶二氧化硅粉和預(yù)糊化淀粉類粉末不僅具有良好的熱穩(wěn)定性，可以保證dpf在高溫環(huán)境下具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。同時，低密度中空“白炭黑”和未熔融結(jié)晶二氧化硅粉具有良好的形狀保持能力和強度，可以提高dpf的強度和韌性。

16、通過不同成孔劑的組合，可以控制孔徑大小，使其達到18um±3um的中位孔徑。成孔劑和堵孔材料的比例決定了最終的孔隙率55%~65%。

17、本發(fā)明通過合理的原料配比，實現(xiàn)了孔徑、孔隙率和熱膨脹系數(shù)的均衡，滿足了dpf的使用要求。

18、在一些可實現(xiàn)的方式中，所述顆粒捕集器本體的孔徑控制在18um±3um的中位孔徑范圍內(nèi)，孔隙率為55%~65%，熱膨脹系數(shù)（室溫~800℃）≤1.0×10-6/℃。

19、和/或，所述催化涂層中還原催化劑的涂覆量為120g/l~220g/l。

20、在一些可實現(xiàn)的方式中，所述堇青石包括以下重量比的原料組份：片狀滑石35%~45%、阿爾法氧化鋁15%~25%、活性氧化鋁1%~10%、高嶺土20%~40%、二氧化硅微粉3%~10%；

21、和/或，所述片狀滑石的d50為12um~27um，阿爾法氧化鋁的d50為0.5um~8um，活性氧化鋁的d50為1.5um~10um，高嶺土的d50為2.5um~7.5um；

22、和/或，所述活性氧化鋁可選用水鋁石、勃姆石、氫氧化鋁中的至少一種；

23、和/或，所述高嶺土經(jīng)水洗剝片、煅燒處理后備用。

24、在添加成孔劑前，上述原料的混合和反應(yīng)會對初始的合成堇青石生粉的孔徑分布產(chǎn)生如下影響：

25、片狀滑石的片狀結(jié)構(gòu)在堆積過程中會形成一定的層間間隙，這些間隙在一定程度上構(gòu)成了材料的初始孔隙。但由于片狀滑石的堆積相對較為緊密，其形成的孔隙尺寸較小且分布相對均勻。

26、顆粒狀的阿爾法氧化鋁在混合時會在材料中形成顆粒間的空隙，這些空隙大小取決于氧化鋁顆粒的大?。╠50為0.5um~8um）。其在材料中的分布會使初始孔徑分布呈現(xiàn)一定的隨機性，但整體上不會形成大的孔隙。

27、活性氧化鋁由于其在分解過程中釋放氣體，會在材料內(nèi)部形成微小氣孔。這些氣孔分布較為均勻，但由于活性氧化鋁含量相對較低（1%~10%），對整體孔徑分布的影響有限，主要是增加了材料內(nèi)部的微觀孔隙率。

28、經(jīng)處理后的高嶺土具有一定的可塑性，在成型過程中可以填充部分其他原料形成的較大孔隙，使孔徑分布更加均勻。同時，高嶺土本身在干燥和燒結(jié)過程中的收縮也會對孔徑產(chǎn)生影響，有助于形成較小且均勻的孔隙。

29、二氧化硅微粉填充在其他原料顆粒之間，會使顆粒間的空隙變小，導(dǎo)致初始孔徑分布向小孔徑方向偏移，并且使孔徑分布更加集中。

30、通過上述合成堇青石生粉的配方體系，利用不同的粒徑組合以及不同的比例，在添加造孔劑前，對初始的合成堇青石生粉的初始狀態(tài)的孔徑分布進行控制，使其維持在合適的孔徑范圍內(nèi)，便于后期通過造孔劑對其進行進一步優(yōu)化，且初始狀態(tài)的孔徑分布不易過大，過大會導(dǎo)致耐熱性能的發(fā)生急劇變化。

31、上述合成堇青石生粉的合成步驟如下：

32、（1）原料準備：選擇d50為12um~27um的片狀滑石原料，進行篩選、磁選和預(yù)處理，去除雜質(zhì)；選取d50為0.5um~8um的阿爾法氧化鋁原料，確保其質(zhì)量和粒度符合要求；

33、根據(jù)需要選用水鋁石、勃姆石或氫氧化鋁中的至少一種作為活性氧化鋁原料，d50控制在1.5um~10um，對原料進行檢驗，保證其活性；

34、將高嶺土進行水洗剝片、煅燒處理，去除雜質(zhì)，提高其純度和可塑性；選用粒度合適（d50在3um~10um）的二氧化硅微粉原料，保證其質(zhì)量。

35、（2）配料：按照片狀滑石35%~45%、阿爾法氧化鋁15%~25%、活性氧化鋁1%~10%、高嶺土20%~40%、二氧化硅微粉3%~10%的重量比準確稱量各原料，將其放入干凈的混合容器中。

36、（3）混合：使用機械攪拌設(shè)備，在適當?shù)霓D(zhuǎn)速下對原料進行充分攪拌，攪拌時間根據(jù)原料量和攪拌效果確定，一般不少于30分鐘，確保各原料混合均勻。

37、（4）預(yù)反應(yīng)：為了使原料之間更好地發(fā)生反應(yīng)，可以將混合后的原料在一定溫度下（如400°c~600°c）進行預(yù)反應(yīng)處理，時間為1~2小時。此步驟可以促進原料之間的初步反應(yīng)，有利于后續(xù)堇青石相的形成。

38、（5）粉碎和研磨：如果預(yù)反應(yīng)后的物料有結(jié)塊現(xiàn)象，可進行粉碎和研磨處理，將物料粉碎至所需的粒度范圍，保證合成堇青石生粉的粒度均勻性，有利于后續(xù)成型工藝。

39、通過合理的原料配比和合成步驟，確保了堇青石晶體結(jié)構(gòu)的完整形成，堇青石材料具有良好的熱穩(wěn)定性，在顆粒捕集器的高溫工作環(huán)境下（如在燒結(jié)和使用過程中的高溫），能夠保持其結(jié)構(gòu)和性能的穩(wěn)定，不會因熱膨脹等因素導(dǎo)致材料變形或損壞。

40、片狀滑石、阿爾法氧化鋁等原料的合理搭配和合成過程中的工藝控制，使堇青石材料具有較高的機械強度，包括抗壓強度、抗折強度等。在顆粒捕集器的使用過程中，能夠承受氣體壓力、顆粒碰撞和振動等外力作用，保持結(jié)構(gòu)完整。

41、和/或，所述粘結(jié)劑選用陰離子型聚乙烯醇、羥丙基甲基纖維素中的至少一種，粘結(jié)劑在高溫?zé)Y(jié)過程中分解，在400℃-800℃脫去結(jié)合水，形成致密且具有一定強度的結(jié)構(gòu)，纖維素類有機粘結(jié)劑在180℃后開始分解，在400℃基本分解完全，該過程需要保持低氧狀態(tài)，防止分解過于集中，產(chǎn)生過高的放熱，導(dǎo)致較大的內(nèi)外溫度差，產(chǎn)品受到較大的溫度差而產(chǎn)生開裂）這些粘結(jié)劑可以有效防止dpf材料在擠出成型過程中發(fā)生斷裂和磨損，這里的粘結(jié)劑需要適量，以免過度增加材料粘度，影響成型。

42、和/或，所述潤滑添加劑選用甘油、月桂酸鉀、硬脂酸鈉中的至少一種，具有保濕潤滑的作用，可以改善材料的成型性能、燒結(jié)性能和力學(xué)性能，例如甘油可以降低泥漿的粘度，月桂酸鉀可以將油脂類添加劑的乳化，形成良好的分散效果，自身還具有一定的潤滑性能。但是潤滑添加劑過量可能會影響干燥和燒結(jié)過程。

43、通過優(yōu)化配方和原料配比，可以制備出中位孔徑18um±3um、孔隙率55%~65%、熱膨脹系數(shù)(室溫~800℃)≤1.0×10-6/℃的蜂窩陶瓷產(chǎn)品，滿足dpf的使用要求，并具有以下作用：

44、1.降低背壓：高孔隙率和較大的中位孔徑可以降低dpf的氣流阻力，從而降低背壓，提高發(fā)動機燃油經(jīng)濟性。

45、2.高效捕集顆粒物：合適的孔隙率和較窄的孔徑分布可以有效地捕集顆粒物，滿足排放法規(guī)要求。

46、3.耐熱沖擊：高結(jié)構(gòu)強度、低彈性模量和低熱膨脹系數(shù)可以保證dpf在高溫環(huán)境下具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用性能。

47、第二方面，本發(fā)明了一種中位孔徑18um±3的低背壓dpf顆粒捕集器的制備方法，用于制備上述顆粒捕集器，其制備方法包括以下步驟：

48、（1）原料混合：將合成堇青石生粉、復(fù)合成孔劑、粘結(jié)劑以及潤滑添加劑按配比進行混合，在低速混合機中進行混合，確保原料均勻分布，均勻分布的原料是保證最終產(chǎn)品性能一致性的關(guān)鍵。

49、（2）濕法成型：將混合好的原料加入適量的水，水的電導(dǎo)率低于0.056us/cm，攪拌均勻形成泥塊，然后通過擠出成型或壓制成型，其中水分含量控制在20%~30%，成型壓力適當，濕法成型有助于形成具有一定形狀和強度的成型dpf生坯，水分含量和壓力影響成型質(zhì)量和孔隙結(jié)構(gòu)。

50、（3）干燥：將成型后的dpf待燒結(jié)坯體放置在干燥室中進行干燥，去除水分，可以防止在后續(xù)燒結(jié)過程中由于水分快速蒸發(fā)造成的開裂或變形，保證dpf的結(jié)構(gòu)完整性。

51、（4）堵孔：干燥后，對dpf生坯進行初步加工，加工成規(guī)整尺寸，然后利用堵孔材料在其兩個端面交叉堵孔。用的是二氧化碳激光源，將封在端面的低粘度、高透光率的樹脂膠帶識別后間隔開孔，將上述提到的堵孔材料“刮”入孔內(nèi)，且深度為3.5~7mm，形成dpf待燒結(jié)坯體。

52、需要說明的是，堵孔部分是固定的結(jié)構(gòu)，不隨著產(chǎn)品的長度、直徑而改變，一般堵孔深度控制在單邊3.5-7mm。堵孔材料的功能以及和本體的結(jié)合強度要求堵孔材料的cte曲線應(yīng)近似本體且能能在本體相同的燒結(jié)曲線中完成自身的燒結(jié)。

53、這里需要對dpf待燒結(jié)坯體完成初步計算，計算得出燒結(jié)尺寸變化相抵消的外形尺寸后進行加工，完成堵料的注入，并通過干燥形成dpf待燒結(jié)坯體。

54、堵孔材料的造孔要求是在此方明中不需要和本體一致。堵孔材料的孔隙率控制在30%-55%即可，孔徑分布要求分布在5um-15um范圍即可。

55、在一些可實現(xiàn)的方式中，所述堵孔材料選用氧化鎂、氧化硅、氧化鋁中的至少一種，堵孔材料在高溫?zé)Y(jié)過程中填充在坯體的端面，為了形成氣流通過其內(nèi)部時的迫使壁流式的氣流流經(jīng)方向。堵孔材料和本體比較同步的熱反應(yīng)、合成反應(yīng)過程有助于燒結(jié)過程發(fā)生較小的形變，防止在高溫?zé)Y(jié)過程發(fā)生破裂。

56、（5）燒結(jié)：將dpf待燒結(jié)坯體放入燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，采用兩階段燒結(jié)方法以及氣氛控制燒結(jié)相結(jié)合，用以優(yōu)化晶粒生長、減少缺陷。燒結(jié)過程中，復(fù)合成孔劑分解，形成孔隙；同時，合成堇青石生粉形成堅固的骨架結(jié)構(gòu)，賦予dpf所需的機械強度和熱穩(wěn)定性，形成了具有目標孔徑和孔隙率的蜂窩結(jié)構(gòu)。

57、（6）后處理：燒結(jié)后的蜂窩陶瓷進行冷卻、切割、吹掃和清洗的后處理工藝，并在其外周涂覆常溫凝石技術(shù)的保護涂層，確保dpf產(chǎn)品的尺寸精度和使用性能，封堵多余的孔道，保證氣流完全通過過濾壁。

58、在一些可實現(xiàn)的方式中，所述兩階段燒結(jié)方法包括：

59、第一階段：低溫預(yù)燒結(jié)，將干燥后的dpf生坯放入燒結(jié)爐中，以（0.08~0.2）°c/min的緩慢升溫速率升溫至預(yù)燒結(jié)溫度，預(yù)燒結(jié)溫度為600°c~900°c，并在預(yù)燒結(jié)溫度下保溫1h~3h，以便于成孔劑的分解和氣體的逸出，減少坯體內(nèi)部的應(yīng)力，防止快速升溫導(dǎo)致的坯體開裂，此外，在此過程中初步的晶粒生長，為第二階段燒結(jié)奠定基礎(chǔ)。

60、第二階段：高溫?zé)Y(jié)，在預(yù)燒結(jié)完成后，繼續(xù)以（1~3）°c/min的快速升溫速率升溫至高溫?zé)Y(jié)溫度。高溫?zé)Y(jié)溫度為1200°c~1400°c，并在高溫下保持4h~10h，實現(xiàn)材料的充分致密化，提高dpf的機械強度和熱穩(wěn)定性，優(yōu)化晶粒生長，減少晶界缺陷，提高材料的整體性能。

61、預(yù)燒結(jié)為高溫?zé)Y(jié)創(chuàng)造了條件，高溫?zé)Y(jié)則實現(xiàn)了晶粒的充分生長和材料的致密化。高溫?zé)Y(jié)的溫度和時間需要精確控制，以實現(xiàn)所需的孔隙率和機械強度。

62、和/或，燒結(jié)完成后，以（0.5~0.8）°c/min的冷卻速率冷卻至室溫。

63、在一些可實現(xiàn)的方式中，所述氣氛控制燒結(jié)是指在燒結(jié)過程中，控制燒結(jié)爐內(nèi)的氣氛，向燒結(jié)爐內(nèi)通入惰性氣體（如氮氣或氬氣）或還原氣氛或燒結(jié)完成后排出的低氧氣體，不僅能夠防止材料在高溫下的氧化，保持材料表面的清潔和完整性，還能夠促進晶粒的均勻生長，減少氧缺陷，提高材料的電學(xué)和熱學(xué)性能。在還原氣氛下，有助于去除原料中的雜質(zhì)，提高dpf的純度和性能。

64、和/或，所述燒結(jié)爐內(nèi)的壓力為常壓或微正壓。

65、通過上述兩階段燒結(jié)和氣氛控制燒結(jié)的配合，可以顯著提高dpf產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，減少缺陷，提高生產(chǎn)效率。

66、在一些可實現(xiàn)的方式中，步驟（3）中的干燥過程包括：

67、（31）預(yù)干燥，采用微波干燥的方式對成型后的dpf生坯進行預(yù)處理，微波頻率為2450mhz?，完成對dpf生坯的定型。

68、具體的，本發(fā)明中可采用微波干燥線對成型后的dpf生坯進行干燥定型處理，若直接熱風(fēng)干燥，會導(dǎo)致熱量傳導(dǎo)不通暢，dpf內(nèi)部水分無法排出，出現(xiàn)外部已干燥，但是內(nèi)部仍為低溫狀態(tài)，無法排出水分，且外部干燥后會產(chǎn)生收縮作用，出現(xiàn)開裂情況。

69、本發(fā)明中微波干燥線的前3/5部分為高功率（提水效率為150kg/h-300kg/h），微波干燥線的后2/5為低功率（提水效率為50kg/h-100kg/h），微波干燥線箱體采用防微波泄露不銹鋼材料，頂端配備倒扣式漏斗結(jié)構(gòu)水汽收集排出裝置，防止蒸氣冷凝產(chǎn)生液滴重落到產(chǎn)品上，配備可調(diào)頻率的分段式抽濕系統(tǒng)。

70、例如，微波干燥線可以采用五箱體的結(jié)構(gòu)，前面三個箱體為高功率，后面兩個箱體為低功率，五個箱體的總功率為240kw。

71、在室溫下將成型后的dpf生坯放置在干燥室中，進行初步的空氣干燥，干燥室內(nèi)濕度控制在10%~30%范圍內(nèi)，使用低濕度環(huán)境，以減少水分蒸發(fā)導(dǎo)致的開裂。

72、（32）升溫干燥，在預(yù)干燥后，將生坯升溫，以進一步去除水分。

73、（33）等溫干燥，在達到設(shè)定的最終溫度90°c~110°c后，保溫2h~6h，直到生坯中的水分基本去除。等溫干燥和均勻的氣流確保了生坯整體干燥均勻，避免了局部過干或欠干。

74、在一些可實現(xiàn)的方式中，所述升溫干燥步驟中使用階梯式升溫模式，每個階段保持一定時間，以便水分逐步釋放。

75、第一階段：以（1~2）°c/min的升溫速率升溫至50°c，保溫0.5h~1h，初步去除材料中的游離水分，避免快速升溫造成材料內(nèi)部應(yīng)力；

76、第二階段：以（2~3）°c/min的升溫速率繼續(xù)升溫至100°c，保溫1h~2h，進一步去除吸附在材料表面的水分。

77、本發(fā)明中階梯式升溫有助于減少因水分快速蒸發(fā)造成的坯體開裂。

78、在一些可實現(xiàn)的方式中，所述后處理步驟中的冷卻處理包括：

79、初期的快速冷卻階段，以（2~3）°c/min的冷卻速率快速冷卻至65°c；

80、后期的緩慢階段，以（0.1~0.2）°c/min的冷卻速率緩慢冷卻至室溫。

81、在一些可實現(xiàn)的方式中，燒結(jié)后使用去離子水或弱酸溶液清洗去除蜂窩陶瓷表面的雜質(zhì)；

82、和/或，采用超聲波清洗，清洗溫度控制在60~80°c，清洗時間為10~30min；

83、本發(fā)明中需要在完成高溫?zé)Y(jié)形成堇青石相以后才能用清水沖洗，切割屑，未燒結(jié)遇水會返吸潮溶解的。

84、和/或，使用金剛石刀片或金剛石線切割進行精確切割。

85、本發(fā)明中一方面通過精確控制成孔劑的類型和含量，以及燒結(jié)過程中的晶粒生長，可以實現(xiàn)對孔隙大小的精確控制，從而滿足中位孔徑18um±3um的要求；

86、另一方面，干燥和燒結(jié)過程中的參數(shù)選擇直接影響到成孔劑分解和氣體逸出的程度，進而影響孔隙率。合適的干燥和燒結(jié)條件可以保證達到目標孔隙率55%~65%。

87、此外，通過選擇合適的原料和燒結(jié)工藝，可以控制材料的熱膨脹系數(shù)(室溫~800℃)≤1.0×10-6/℃。氣氛控制燒結(jié)還有助于減少缺陷，提高材料的熱穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)低cte。

88、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：（1）本發(fā)明提供的顆粒捕集器，在滿足新的排放規(guī)定下的排放顆粒物控制的要求的前提下（whtc測試循環(huán)條件下，），對其孔徑、孔隙率調(diào)整，實現(xiàn)背壓相比普通在市面上應(yīng)用的產(chǎn)品，氣流阻力下降20%，同時還兼顧耐熱沖擊能力。

89、（2）本發(fā)明中采用復(fù)合成孔劑可以結(jié)合不同成孔劑的優(yōu)勢，實現(xiàn)更優(yōu)的性能。其中低密度中空“白炭黑”和未熔融結(jié)晶二氧化硅粉可以形成較大尺寸的孔洞，而預(yù)糊化淀粉類粉末和石蠟粉可以形成較小尺寸的孔洞，通過合理地調(diào)整它們之間的配比，可以控制孔徑分布，使其滿足本發(fā)明所需的18um±3um的中位孔徑要求。

90、（3）本發(fā)明中原料以及配比的成分體系的搭建是用于制備出中位孔徑18um±3um、孔隙率55%~65%、熱膨脹系數(shù)(室溫~800℃)≤1.0×10-6/℃的低背壓dpf顆粒捕集器。通過精確控制各原料的比例，可以在保證過濾效率的同時，降低背壓，提高熱穩(wěn)定性和機械強度，從而提升dpf的整體性能和可靠性。這種配比的優(yōu)勢在于它能夠平衡dpf的各項性能指標，使其在嚴苛的發(fā)動機尾氣處理環(huán)境中表現(xiàn)出色。

91、（4）本發(fā)明中一方面通過精確控制成孔劑的類型和含量，以及燒結(jié)過程中的晶粒生長，可以實現(xiàn)對孔隙大小的精確控制，從而滿足中位孔徑18um±3um的要求；另一方面，干燥和燒結(jié)過程中的參數(shù)選擇直接影響到成孔劑分解和氣體逸出的程度，進而影響孔隙率。合適的干燥和燒結(jié)條件可以保證達到目標孔隙率55%~65%。

92、以下將結(jié)合附圖與具體的實施例對本發(fā)明進行詳細的解釋說明。