[發明專利]金屬泡沫體和其制備方法以及其作為催化劑的用途

在審

• 申請號: 202080067611.1
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN114514070A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: R·波斯;M·貝爾魏勒;M·羅斯
• 申請（專利權）人: 贏創運營有限公司
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J23/75;B01J23/755;B01J25/00;B01J25/02;B01J35/06;B01J35/10;B01J37/00;B01J37/02;B01J37/08;B22F7/08;B22F3/11;C22C1/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 譚邦會

本發明涉及一種制備金屬泡沫體的方法，其包括以下步驟：(a)提供由鎳、鈷、銅或它們的合金或組合制成的金屬泡沫體A，(b)將含鋁材料MP施加到金屬泡沫體A，從而獲得金屬泡沫體AX，(c)在排除氧氣的情況下對金屬泡沫體AX進行熱處理，以實現金屬泡沫體A的金屬組分與含鋁材料MP之間的合金形成，從而獲得金屬泡沫體B，根據熱處理的溫度選擇熱處理的持續時間，根據金屬泡沫體AX的厚度選擇熱處理的溫度。本發明還涉及可通過本發明方法獲得的金屬泡沫體及其作為用于化學轉化的催化劑的用途。

背景技術

本發明涉及制備金屬泡沫體的方法、可以通過這些方法制備的金屬泡沫體，以及這些金屬泡沫體作為用于化學轉化的催化劑的用途。

所謂的Raney金屬催化劑或活化的多孔金屬催化劑是已發現廣泛商業用途的高活性催化劑，通常是粉狀催化劑。Raney金屬催化劑的前體通常是包含至少一種催化活性金屬和至少一種可在堿中溶解(浸出)的合金組分的合金/金屬間相。典型的催化活性金屬的實例是Ni、Co、Cu，并添加Fe、Cr、Pt、Ag、Au、Mo和Pd，典型的可浸出合金組分的實例是Al、Zn和Si。從合金制備Raney金屬通常通過活化過程進行，在該過程中通過使用濃氫氧化鈉溶液去除可浸出組分。

粉狀Raney金屬催化劑的主要缺點是需要通過昂貴的沉淀和/或過濾過程將它們從催化反應的反應介質中除去。

因此，已經進行了許多嘗試來固定Raney金屬催化劑，并以固定床催化劑的形式提供它們。因此，EP 2 764 916描述了一種制備適合于氫化的泡沫形式的催化劑成形體的方法，其中：a)提供成形的金屬泡沫體，其包含至少一種選自例如Ni、Fe、Co、Cu、Cr、Pt、Ag、Au和Pd的第一金屬，b)將至少一種第二可浸出組分，或可以通過合金化而轉化為可浸出組分的組分涂覆到成形的金屬泡沫體的表面，所述組分選自例如Al、Zn和Si，c)通過將在步驟b)中獲得的成形的金屬泡沫體進行合金化而在表面的至少一部分上形成合金，和d)用能夠浸出合金的可浸出組分的試劑處理在步驟c)中獲得的泡沫狀合金。

WO 2019057533A1公開了一種類似的用于制備泡沫狀催化劑成形體的方法。這里，也將金屬粉末施加到整體的泡沫狀金屬體上，然后進行熱處理，結果是在泡沫狀金屬體和金屬粉末的接觸區域中形成合金。WO2019057533A1公開了可以選擇用于泡沫形式的金屬體和金屬粉末的多種金屬和金屬組合，并且還公開了用于進行合金形成的熱處理的一般細節和處理鎳泡沫上的鋁粉的一些具體實例。

本發明涉及制備金屬泡沫體的方法，其包括提供金屬泡沫體、隨后施加含鋁材料和用于合金形成的熱處理。合金形成的程度取決于熱處理的條件：高溫下的長時間熱處理導致例如在金屬泡沫的較深區域形成合金，而較低溫度下的較短熱處理僅導致在金屬泡沫的上部區域形成合金，在金屬泡內留下未合金化區域。由于保留在金屬泡沫內的未合金化區域對金屬泡沫的機械穩定性具有積極影響，因此在現有技術方法中需要制備這種金屬泡沫。根據本發明的用于熱處理的溫度范圍能夠將合金形成限制到金屬泡沫的上層，使得未合金化區域保留在金屬泡沫的中心區域。根據本發明的方法還考慮了所處理的金屬泡沫體的厚度。

發明內容

根據本發明的用于制備金屬泡沫體的方法包括以下步驟：

提供由鎳、鈷、銅或它們的合金或組合制成的金屬泡沫體A，

將含鋁材料MP施加到金屬泡沫體A，從而獲得金屬泡沫體AX，

在排除氧氣的情況下對金屬泡沫體AX進行熱處理，以實現金屬泡沫體A的金屬組分與含鋁材料MP之間的合金形成，從而獲得金屬泡沫體B，

其中根據熱處理的溫度T(以℃為單位)，熱處理的持續時間H(以分鐘為單位)選擇如下：

H_minHH_max，其中

最大持續時間H_max＝d1+(a1–d1)/(1+(T/c1)^b1)，并且