[發明專利]表面帶有尺寸受控晶粒的金屬泡沫體、其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201410334584.6
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104691046B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: R·波斯;S·薩別里;F·戴塞爾
• 申請（專利權）人: 艾藍騰歐洲有限公司
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B5/18;C23F17/00;B01J20/02;B01J20/28;B01J23/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 張海文

技術領域

本發明涉及表面帶有尺寸受控晶粒的金屬泡沫體、其制備方法和用途。具體來說，本發明涉及一種金屬泡沫體，其包括(a)由至少一種金屬或金屬合金A制成的金屬泡沫體基材；以及(b)在金屬泡沫體基材(a)表面的至少一部分上存在的金屬或金屬合金B層，其中金屬或金屬合金A和B的化學組成和/或晶粒尺寸不相同；該種金屬泡沫體的制備方法及其用途。

背景技術

已知的是泡沫金屬可以作為催化劑前體或作為催化劑。事實上，泡沫金屬作為催化劑載體或催化劑的潛在優點已經是化學領域重點關注的主題。這些泡沫金屬的一些特征是：能促進傳質和傳熱的較大的界面面積、較高的導熱性及機械強度。

為了實現這些有利特征，通常采用多孔有機聚合物作為模板，在其上沉積一種或多種需要的金屬或金屬合金來制成泡沫金屬。然后將所述有機聚合物在高溫下燒掉以使泡沫金屬能夠用于各種應用中，包括各種吸附和吸收工藝中；或者本身作為催化材料或其前體。但是，為了燒掉聚合物，需要使用高溫。例如，當使用聚氨酯作為模板時，需要在高達850℃的溫度下燒掉聚氨酯。在這種溫度條件下，很多金屬表面發生變化，并且常常出現金屬晶粒尺寸增大。最終，金屬表面需要的特征受到損害。

并且，已知的是催化活性物質的晶粒尺寸對很多催化工藝都有重大影響。因此，總的來說，需要提供具有催化活性物質晶粒尺寸確定的催化活性材料。所述晶粒尺寸常常在催化反應過程中增大，特別是當反應是在高溫下進行時。例如，文章“Herstellung von Formaldehyd aus Methanol in der BASF”描述了通過在600-700℃下使用銀晶體催化劑對甲醇進行氧化脫氫合成甲醛。在該工藝中發現，當銀晶體催化劑的溫度升高時，由于未轉化甲醇的量減少并且形成的副產物一氧化碳和二氧化碳增多，收率降低。這是由于在進行所述的甲醛合成工藝的700℃的高溫下，銀的晶粒尺寸增大，導致銀催化劑的催化活性降低。

因此，本發明的目的在于提供一種金屬泡沫體，在該泡沫體表面具有受控晶粒尺寸的金屬顆粒，即晶粒尺寸較少依賴于金屬泡沫體的合成條件。本發明還有一個目的是提供一種用于制備該種金屬泡沫體的工藝。

EP 2650393 A1公開了一種制備至少含有鎳和鎢的金屬多孔體的方法，該方法包括用至少含有鎳和鎢的合金包覆鎳多孔體的步驟；以及在此步驟之后進行熱處理以使鎢擴散進入鎳多孔體的步驟。在一實施例中，通過使用鎳包覆已制成的具有導電性的多孔基體、移除所述多孔基體，然后將鎳還原，從而獲得所述鎳多孔體。可以作為多孔基體的材料優選能夠鍍覆金屬并且隨后可以通過焚燒除去的材料。從高孔隙率的角度來看，聚氨酯泡沫是特別優選的。優選的各方法步驟的順序是“電解鎳處理”、“電解鍍鎳-鎢鍍層處理”以及“熱處理”。

JPH 08225866 A公開了一種具有三維網絡結構的金屬多孔體及其制備方法。將作為具有高孔隙率的樹脂，聚氨酯泡沫，浸入含有球形羰基鐵粉的漿料中，使其中充滿所述漿料。然后將該樹脂在室溫下干燥并在非氧化性氣氛中進行燒結去除該樹脂，從而形成具有三維網絡結構的鐵多孔體。然后在瓦茲浴(一種電鍍浴)中在該鐵骨架表面鍍覆鎳。

US 4076888公開了一種制備具有三維絲狀形態的細胞狀結構的金屬和/或金屬陶瓷和/或陶瓷海綿的方法，從泡沫聚氨酯海綿開始，該方法包括采用干燥的高溫涂層技術(主要包括利用等離子體噴射進行的熔融噴射沉積法(molten-spray deposition))在具有特定孔隙率的金屬化聚氨酯海綿上涂覆至少一層涂層，其中的至少一種涂層材料選自包括金屬、金屬陶瓷及陶瓷材料的組。

WO 2006/111837 A2涉及一種制備金屬(尤其是銀或金泡沫金屬)的方法，包括采用化學方法在聚氨酯泡沫或類似的泡沫金屬的泡沫表面沉積薄的第一金屬層，如銀或金，再采用電解方法在所述銀或金泡沫金屬的泡沫表面沉積同一金屬、厚度更大的第二金屬層。

EP 1477578 A1公開了一種制備泡沫金屬的方法，包括步驟：提供一含有第一金屬或合金的開孔泡沫金屬芯，在該泡沫金屬芯上涂覆第二金屬或合金，其是在液態下涂覆到泡沫金屬芯上的。所述第一金屬或合金的熔點比第二金屬或合金的熔點高。

發明內容

本發明目的是通過金屬泡沫體、制備該種金屬泡沫體的方法和該種金屬泡沫體的用途實現。該金屬泡沫體、其制備方法和用途的優選實施方式在下述描述。即使沒有明確指出，但本發明金屬泡沫體、其制備方法和用途的優選實施方式相當于其他發明類別中的優選實施方式。

如前所述，本發明涉及一種金屬泡沫體，包括：