[发明专利]一种在海绵金属上负载涂层的方法及由该方法制备的涂层

说明书

技术领域

本发明涉及一种在海绵金属上负载涂层的方法及由该方法制备的海绵金属载体涂层，本发明还涉及一种在海绵金属上负载催化剂的方法及该方法制备出的催化剂，属于金属载体涂层制备技术领域。

背景技术

从1988年西德金属联合（VDM）公司首先将金属网片状载体和金属蜂窝状载体催化剂应用于汽车尾气催化转化以来，金属载体催化剂及技术在汽车尾气净化领域取得了巨大进步。

海绵金属疏松多孔，是一类类似海绵的金属，为多孔金属；海绵金属比蜂窝状金属的比表面积大大增加，吸附能力大，透气性好，化学活性高，并且海绵金属碳C含量可达到≤0.03%,比其他金属减少一倍以上。

金属载体催化剂有很多优势，如热传导性能好、抗机械冲击力高、壁薄、开孔率高等特点，特别适合在强吸、放热反应系统和强震动的环境中使用，因此金属载体催化剂在高温催化领域如催化燃烧、氨的氧化，高温催化加氢领域如氮氧化物催化、甲烷催化等反应体系中都有很好的应用。

但是，由于金属载体和氧化铝涂层材料的热膨胀系数相差较大，二者结合的牢固度较差，是金属载体催化剂实际应用的主要技术障碍，也是目前的主要研究方向。

现在的制备方法主要分为以下三类：

1、金属载体不经过表面处理直接负载氧化铝涂层。在金属表面直接负载氧化铝的涂层，制备的涂层牢固度不够，容易剥离脱落。

2、电镀或者阳极氧化的方法制备氧化铝涂层。电镀或者阳极氧化中电解液维护困难，表面处理工艺复杂，而且电镀或者阳极氧化都会伴随着电解液废液的产生，形成极大的环境污染。随着人们对环保意识的逐渐加深，这些方法已经不适合实际应用。

3、采用高温氧化的方法对金属载体表面进行预处理，然后负载一层铝溶胶。制备的涂层牢固度偏低、氧化铝负载量少。

申请号为200810226115.7的中国发明专利提供了一种结构化催化剂金属载体与氧化铝涂层结合强度的方法，其技术方案是：将结构化催化剂金属载体进行去油、去污、氧化预处理或浸入酸、盐或酸盐混合的水溶液中处理，然后在铝溶胶中加入稀土硝酸盐的混合水溶液，直到不产生凝胶，载体在改性铝溶胶二次浸涂再经干燥，焙烧得到与金属载体结合强度高的氧化铝涂层，用该发明的方法在一定程度上提高了结构化催化剂金属载体与氧化铝涂层结合的强度，但其涂层牢固度仍然偏低、氧化铝的负载量也偏少。

专利号为200810011365.9的中国发明专利公开了一种蜂窝状金属丝网载体上涂覆氧化铝涂层的方法，该方法提高了涂层的抗热震性能和抗机械振动性能，也提高了涂层与蜂窝状金属丝网间的粘合度，但是该方法是通过电沉积的方法在蜂窝状金属丝网载体表面积沉积γ-AL₂O₃粉和铝粉，表面处理工艺复杂，环境污染大，不适合实际应用。

总体来说，现有的一些制备的金属载体涂层仅限于氧化铝涂层或者掺杂其他金属氧化物的氧化铝涂层，而且涂层和金属载体的结合力偏小、脱落率高，制备的过程复杂、污染环境。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种在海绵金属上负载涂层的方法，以解决金属载体和涂层之间的结合牢固度问题，同时也可以添加适量的稀土材料，在使用时达到更好的效果。

为实现上述目的，本发明提供的一种在海绵金属上负载涂层的方法，其工艺过程是:表面预处理→氧化处理→负载铝溶胶→干燥→负载氧化铝浆料→干燥焙烧。具体包括以下步骤：

（1）海绵金属进行表面预处理，以去除金属表面上的油、氧化物和其他一些杂质；

（2）步骤（1）中表面处理后的海绵金属，进行氧化处理，使海绵金属表面生成相应的氧化物晶粒并形成一定的粗糙度；

（3）步骤（2）中氧化后的海绵金属上负载铝溶胶（AlOOH），并干燥，制备出海绵金属铝溶胶涂层；

（4）在步骤（3）中制备出的海绵金属铝溶胶涂层负载氧化铝浆料，并进行干燥、焙烧，制备出海绵金属负载涂层。

如上所述的在海绵金属上负载涂层的方法，优选的是，在步骤（4）中，除了在制备出的海绵金属铝溶胶涂层负载氧化铝浆料外，还负载金属氧化物。

如上所述的在海绵金属上负载涂层的方法，优选的是，在步骤（4）中，除了在制备出的海绵金属铝溶胶涂层负载氧化铝浆料外，还负载金属盐。

如上所述的在海绵金属上负载涂层的方法，优选的是，金属氧化物为锰、铜、钴、镍、钡、铁等金属氧化物中的一种或几种。

如上所述的在海绵金属上负载涂层的方法，优选的是，步金属盐为锰、铜、钴、镍、钡、铁等金属盐中的一种或几种。