[發明專利]一種在海綿金屬上負載涂層的方法及由該方法制備的涂層

在審

• 申請號: 201310031508.3
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103084218A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 施曉君
• 申請（專利權）人: 江蘇帕艾尼爾科技有限公司
• 主分類號: B01J37/02
• 分類號: B01J37/02;B01J32/00;B01J23/86;B01J23/89
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮;王志剛

技術領域

本發明涉及一種在海綿金屬上負載涂層的方法及由該方法制備的海綿金屬載體涂層，本發明還涉及一種在海綿金屬上負載催化劑的方法及該方法制備出的催化劑，屬于金屬載體涂層制備技術領域。

背景技術

從1988年西德金屬聯合（VDM）公司首先將金屬網片狀載體和金屬蜂窩狀載體催化劑應用于汽車尾氣催化轉化以來，金屬載體催化劑及技術在汽車尾氣凈化領域取得了巨大進步。

海綿金屬疏松多孔，是一類類似海綿的金屬，為多孔金屬；海綿金屬比蜂窩狀金屬的比表面積大大增加，吸附能力大，透氣性好，化學活性高，并且海綿金屬碳C含量可達到≤0.03%,比其他金屬減少一倍以上。

金屬載體催化劑有很多優勢，如熱傳導性能好、抗機械沖擊力高、壁薄、開孔率高等特點，特別適合在強吸、放熱反應系統和強震動的環境中使用，因此金屬載體催化劑在高溫催化領域如催化燃燒、氨的氧化，高溫催化加氫領域如氮氧化物催化、甲烷催化等反應體系中都有很好的應用。

但是，由于金屬載體和氧化鋁涂層材料的熱膨脹系數相差較大，二者結合的牢固度較差，是金屬載體催化劑實際應用的主要技術障礙，也是目前的主要研究方向。

現在的制備方法主要分為以下三類：

1、金屬載體不經過表面處理直接負載氧化鋁涂層。在金屬表面直接負載氧化鋁的涂層，制備的涂層牢固度不夠，容易剝離脫落。

2、電鍍或者陽極氧化的方法制備氧化鋁涂層。電鍍或者陽極氧化中電解液維護困難，表面處理工藝復雜，而且電鍍或者陽極氧化都會伴隨著電解液廢液的產生，形成極大的環境污染。隨著人們對環保意識的逐漸加深，這些方法已經不適合實際應用。

3、采用高溫氧化的方法對金屬載體表面進行預處理，然后負載一層鋁溶膠。制備的涂層牢固度偏低、氧化鋁負載量少。

申請號為200810226115.7的中國發明專利提供了一種結構化催化劑金屬載體與氧化鋁涂層結合強度的方法，其技術方案是：將結構化催化劑金屬載體進行去油、去污、氧化預處理或浸入酸、鹽或酸鹽混合的水溶液中處理，然后在鋁溶膠中加入稀土硝酸鹽的混合水溶液，直到不產生凝膠，載體在改性鋁溶膠二次浸涂再經干燥，焙燒得到與金屬載體結合強度高的氧化鋁涂層，用該發明的方法在一定程度上提高了結構化催化劑金屬載體與氧化鋁涂層結合的強度，但其涂層牢固度仍然偏低、氧化鋁的負載量也偏少。

專利號為200810011365.9的中國發明專利公開了一種蜂窩狀金屬絲網載體上涂覆氧化鋁涂層的方法，該方法提高了涂層的抗熱震性能和抗機械振動性能，也提高了涂層與蜂窩狀金屬絲網間的粘合度，但是該方法是通過電沉積的方法在蜂窩狀金屬絲網載體表面積沉積γ-AL₂O₃粉和鋁粉，表面處理工藝復雜，環境污染大，不適合實際應用。

總體來說，現有的一些制備的金屬載體涂層僅限于氧化鋁涂層或者摻雜其他金屬氧化物的氧化鋁涂層，而且涂層和金屬載體的結合力偏小、脫落率高，制備的過程復雜、污染環境。

發明內容

本發明的一個目的在于，提供一種在海綿金屬上負載涂層的方法，以解決金屬載體和涂層之間的結合牢固度問題，同時也可以添加適量的稀土材料，在使用時達到更好的效果。

為實現上述目的，本發明提供的一種在海綿金屬上負載涂層的方法，其工藝過程是:表面預處理→氧化處理→負載鋁溶膠→干燥→負載氧化鋁漿料→干燥焙燒。具體包括以下步驟：

（1）海綿金屬進行表面預處理，以去除金屬表面上的油、氧化物和其他一些雜質；

（2）步驟（1）中表面處理后的海綿金屬，進行氧化處理，使海綿金屬表面生成相應的氧化物晶粒并形成一定的粗糙度；

（3）步驟（2）中氧化后的海綿金屬上負載鋁溶膠（AlOOH），并干燥，制備出海綿金屬鋁溶膠涂層；

（4）在步驟（3）中制備出的海綿金屬鋁溶膠涂層負載氧化鋁漿料，并進行干燥、焙燒，制備出海綿金屬負載涂層。

如上所述的在海綿金屬上負載涂層的方法，優選的是，在步驟（4）中，除了在制備出的海綿金屬鋁溶膠涂層負載氧化鋁漿料外，還負載金屬氧化物。

如上所述的在海綿金屬上負載涂層的方法，優選的是，在步驟（4）中，除了在制備出的海綿金屬鋁溶膠涂層負載氧化鋁漿料外，還負載金屬鹽。

如上所述的在海綿金屬上負載涂層的方法，優選的是，金屬氧化物為錳、銅、鈷、鎳、鋇、鐵等金屬氧化物中的一種或幾種。

如上所述的在海綿金屬上負載涂層的方法，優選的是，步金屬鹽為錳、銅、鈷、鎳、鋇、鐵等金屬鹽中的一種或幾種。