CN101479039A - 金属基材、金属基材的制造方法以及催化剂 - Google Patents

金属基材、金属基材的制造方法以及催化剂 Download PDF

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Abstract

本发明披露一种金属基材，该金属基材的表面部分包含铝且设置有多个凹部和多个凸部中的至少一种。从该金属基材表面上方观察时由凹部和凸部中至少一种形成的平面图案为鳞状图案。

Description

金属基材、金属基材的制造方法以及催化剂
技术领域
本发明涉及金属基材、该金属基材的制造方法以及催化剂，更具体地，涉及表面结构为表面部分含有铝且形成有凹部和凸部中至少一种的金属基材、该金属基材的制造方法以及使用该金属基材的催化剂。
背景技术
目前，已对利用含有贵金属的催化剂层形成用浆料均匀涂覆金属载体进行了研究(如专利文件1和2中所披露的)。
专利文件1：特开平10-2603号公报
专利文件2：特开平8-332394号公报
发明内容
然而，当利用含贵金属的催化剂层形成用浆料涂覆金属载体时，金属箔与该浆料相斥，由此带来所形成的催化剂层不平整的问题。
所形成的催化剂层的不平整导致附着性劣化，由此进一步造成如催化剂层剥离和催化剂性能下降等问题。
针对常规技术遇到的上述问题，本发明的目的是提供金属基材、该金属基材的制造方法以及使用该金属基材的催化剂，不仅该金属基材与催化剂层形成用浆料的附着性可得到改善，而且该金属基材与所形成的催化剂层的附着性也可得到改善。
为实现上述目的，本发明人进行了积极地研究和开发，结果发现上述目的可如下实现：使用表面部分含有铝且形成有多个凹部和多个凸部中至少一种的金属基材，并设计该金属基材，使得从上方观察该金属基材的表面时由凹部和凸部中至少一种形成的平面图案为鳞状(SCALE-LIKE)图案，从而完成本发明。
本发明的金属基材包括含有铝的表面部分，其中该金属基材在其表面形成有多个凹部和多个凸部中的至少一种，从而从该金属基材表面上方观察时具有由凹部和凸部中至少一种形成的平面图案。该平面图案为鳞状图案。
此外，本发明的金属基材的第一实施方案在金属基材的整个表面部分含有铝。
此外，本发明的金属基材的第二实施方案在其表面部分具有羟基，其中根据利用红外光谱分析测量的吸光度，羟基的存在量不少于0.01。
此外，本发明的金属基材的第三实施方案在金属基材的整个表面形成有多个凹部和多个凸部中的至少一种。
此外，在本发明的金属基材的第四实施方案中，形成鳞状图案的凹部和凸部中的至少一种具有100-500nm的直径(形成圆形时)或长轴(形成椭圆形时)。
此外，本发明的催化剂含有：上述金属基材；和催化物质。
此外，本发明的制造金属基材的方法包括：在将至少含有铝的金属基材浸于醇类溶剂或烃类溶剂的同时，利用超声波或微波对该金属基材进行处理。
根据本发明，金属基材包括含有铝的表面部分。此外，该金属基材在其表面形成有多个凹部和多个凸部中的至少一种，从而从金属基材表面上方观察时金属基材具有由凹部和凸部中至少一种形成的平面图案，其中该平面图案为鳞状图案。由此，可以提供金属基材、该金属基材的制造方法和使用该金属基材的催化剂，不仅该金属基材与催化剂层形成用浆料的附着性可得到改善，而且该金属基材与所形成的催化剂层的附着性也可得到改善。
具体实施方式
以下将讨论本发明的金属基材。在本说明书和权利要求书中，所有浓度、含量等的百分比(％)均以质量计，除非另有规定。
如上所述，本发明的金属基材包括含有铝的表面部分。此外，该金属基材在其表面形成有多个凹部和多个凸部中的至少一种，从而从该金属基材表面上方观察时金属基材具有由凹部和凸部中至少一种形成的平面图案，其中该平面图案为鳞状图案。
通过这种布置，不仅可以改善金属基材与催化剂层形成用浆料的附着性，还可以改善金属基材与所形成的催化剂层的附着性。此外，含铝的氧化物是催化成分的典型基体材料并可仅仅承载催化成分。
“金属基材的表面部分”是从金属基材的最外层表面至深约4nm的部分。
此外，金属基材的实例为金属纤维、金属箔、金属滤片、金属载体等；然而，金属基材不限于上述形状。
金属箔例如可为筛网状金属。另外，金属滤片的实例是通过造纸法由金属纤维形成的金属滤片和由金属发泡体形成的金属滤片。此外，金属载体的实例是组合金属箔形成的一体式金属载体。
在本发明中，优选的是整个表面部分含有铝。
通过形成这种结构，不仅可以进一步改善与催化剂层形成用浆料的附着性，还可以进一步改善与所形成的催化剂层的附着性，另外可以在金属基材如金属纤维和金属箔的整个表面更均匀地形成催化剂层。
另外，在本发明中，优选的是金属基材的表面部分具有羟基。根据利用红外光谱分析测量的吸光度，羟基的存在量优选不小于0.01，较优选大于0.01，更优选大于0.015。
当根据利用红外光谱分析测量的吸光度得到的表面部分中羟基的存在量不小于0.01时，不仅可进一步改善与催化剂层形成用浆料的附着性，还可进一步改善与所形成的催化剂层的附着性。
本说明书中所述的吸光度根据使用未处理金属基材(以下将进行描述)作为零标准测量的基线校准值确定。
在本发明中，更优选的是，在金属基材的整个表面形成凹部和凸部中的至少一种或形成凹部和凸部两者。
通过使用这种结构，不仅可以进一步改善与催化剂层形成用浆料的附着性，还可以改善与所形成的催化剂层的附着性，另外可以在金属基材如金属纤维和金属箔的整个表面更均匀地形成催化剂层。
在本发明中，更优选的是，形成金属基材的鳞状图案的凹部和凸部中的至少一种具有100-500nm的直径(当形成圆形时)或长轴(当形成椭圆形时)。
通过使用这种结构，不仅可以进一步改善与催化剂层形成用浆料的附着性，还可以进一步改善与所形成的催化剂层的附着性，另外可以在金属基材如金属纤维和金属箔的整个表面更均匀地形成催化剂层。
当直径或长轴小于100nm时，可能降低改善附着性的效果。当直径或长轴大于500nm时，可能使催化剂层堵塞。
当鳞状图案中假想鳞片没有任何隐藏在相邻鳞片下面的部分，从而形成圆或椭圆时，“直径(当形成圆形时)或长轴(当形成椭圆形时)”是指圆的直径或椭圆的长轴。另外，当假想鳞片具有隐藏在相邻鳞片下面的任意部分时，适当补充所述部分的轮廓以形成圆或椭圆时，表示圆的直径或椭圆的长轴。
随后，对本发明的催化剂进行描述。
如上所述，本发明的催化剂含有上述本发明的金属基材和催化物质。
通过采用这种结构，催化物质的附着性得到改善，另外催化性能也易于改善。
催化剂实施方案的实例是废气净化催化剂，其包括：承载催化剂的金属载体，该金属载体是上述金属基材的一种实例；和催化剂层，该催化剂层形成在金属载体所具有的金属箔表面上并含有作为催化物质一种实例的贵金属。
通过采用这种结构，所形成的含有贵金属的催化剂层的附着性得到改善。
催化剂层成分的实例为：贵金属，例如铂、钯和铑；含有铈、锆、碱金属、碱土金属等能够作为助催化剂的氧化物；以及含有氧化铝等并用作基体的氧化物。然而，所述实例不限于此。
现对制造本发明的金属载体的方法进行描述。
制造上述本发明的金属载体的方法是制造本发明的金属载体的方法的一个实例并包括下述步骤：在将至少含有铝的金属基材(或未处理金属基材)浸于醇类溶剂或烃类溶剂的同时，利用超声波或微波对该金属基材进行处理，从而获得所需的金属基材。
优选的是，未处理金属基材含有铝。对其它成分没有特殊限制，可以是已知成分，例如：由铁素体不锈钢(可获自JFE Steel Corporation，商品名为R20-5USR，组成为碳、硅、锰、铬、铝和镧系)形成的金属载体；可获自CALSONIC KANSEI CORPORATION，EMITEC或USUI KOGYO等的金属载体；以及由含铝的铁素体不锈钢形成的金属滤片、金属箔和金属纤维等。
通过采用这种结构，可容易地获得不仅与催化剂层形成用浆料的附着性得到改善而且与所形成的催化剂层的附着性也得到改善的金属基材。
在通过超声波处理产生的空蚀作用提供具有高温状态的场(类似于进行热处理时的高温状态的场)的情况下，当醇类溶剂和金属基材之间发生还原/氧化反应而在金属基材的表面部分析出铝时，可除去存在于金属基材表面的气泡，从而可以使醇类溶剂等散布在金属基材的整个表面上，目前认为这是上述附着性改善的原因。
在本发明中，优选的是醇类溶剂为亲水性醇或含有亲水性醇的溶剂。这种亲水性醇作用于未处理金属基材，从而在金属基材的整个表面部分析出铝并在金属基材的整个表面均匀地形成凹部和/或凸部。由此，不仅可进一步改善与催化剂层形成用浆料的附着性，还可进一步改善与所形成的催化剂层的附着性。如果使用亲水性醇，则通过还原作用催化剂层可更均匀地形成在金属基材如金属纤维或金属箔等的表面上。
本说明书所述“亲水性醇”是指与水均匀并完全混合的醇。
在本发明中更优选的是，醇类溶剂含有70-99％，更优选90-99％的亲水性醇。在亲水性醇的含量为70-99％的情况下，多个凹部和/或多个凸部特别均匀地形成在金属基材的整个表面上，从而不仅可明显改善与催化剂层形成用浆料的附着性，还可明显改善与所形成的催化剂层的附着性。另外，催化剂层可特别均匀地形成在金属基材的表面上。亲水性醇的含量少于70％有时可能无法在金属基材表面均匀形成催化剂层。
其它成分的典型实例是水，然而不限于水，并可包括乙烯、己烷和异丙醇。
亲水性醇的实例是甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇和它们的任意组合，然而所述实例不限于此，并可包括乙烯、己烷、乙二醇、甘油等。
在本发明中，优选将利用超声波或微波进行处理的时间设定在铁或铬的析出量小于铝的析出量的时间范围内，但不限于具体时间。
以这种处理时间，容易获得不仅与催化剂层形成用浆料的附着性得到改善而且与所形成的催化剂层的附着性也得到改善的金属基材。
另外，在本发明中，优选的是在利用超声波或微波进行处理之后进行煅烧。
通过采用这种结构，容易获得不仅与催化剂层形成用浆料的附着性得到改善而且与所形成的催化剂层的附着性也得到改善的金属基材。
煅烧条件可适当设定，其中气氛可为惰性气氛(如氩气和氮气)或氧化气氛(例如空气)。此外，煅烧温度例如可为约300-500℃，煅烧时间可为0.5-1.0小时。
另外，优选的是煅烧温度不低于800℃且不高于至少含有铝的金属基材(未处理金属基材)的熔点乘以0.9得到的温度。由此，容易获得不仅与催化剂层形成用浆料的附着性得到进一步改善而且与所形成的催化剂层的附着性也得到进一步改善的金属基材。
实施例
参考实施例和比较例将更容易地理解本发明。
(实施例1-1)
图1是实施例1-1的承载催化剂用金属载体的制造方法实施方案的示意图。首先，准备未处理金属载体2(可购自CALSONIC KANSEICORPORATION)、作为醇类溶剂实例的乙醇10(浓度：99％)和用于容纳金属载体2和乙醇10的容器20(见图1的(A)部分)。然后，将未处理金属载体2浸于容纳在容器20中的乙醇10(见图1的(B)部分)。随后，将容器20置于超声波处理装置30中。在经过超声波处理15分钟后(见图1的(C)部分)，将未处理金属载体2从容器10中取出(见图1的(D)部分)，然后按顺序先后自然干燥一天、于130℃干燥1小时、于400℃在空气中煅烧30分钟，从而得到实施例1-1的承载催化剂用金属载体1。
通过扫描电子显微镜(SEM)观察由此得到的承载催化剂用金属载体具有的金属箔表面。图2是实施例1-1的承载催化剂用金属载体具有的金属箔表面的SEM照片。
由图2可知，在金属箔的整个表面形成有微小的凹部和凸部。
图3是实施例1-1的承载催化剂用金属载体具有的金属箔表面的另一SEM照片，该SEM照片的放大倍数高于图2。
由图3可知，在金属箔的整个表面形成有微小的凹部和凸部，从而在金属箔的整个表面形成鳞状图案。在SEM照片的鳞状图案中，包括隐藏部分的鳞片的轮廓由双点虚线表示。
另外，图4是未处理金属载体的金属箔表面的SEM照片。
通过X射线光电子能谱(XPS)分别测量所得承载催化剂用金属载体的金属箔表面部分和未处理金属载体的金属箔表面部分。图5比较了实施例1-1的承载催化剂用金属载体和未处理金属载体，图中示出了在金属箔的表面部分中由XPS检测到的元素和其含量之间的关系。
根据如图5所示铝[Al(2p)]的增加可知，与未处理金属载体的表面部分相比，氧化等作用使所得承载催化剂用金属载体的表面部分的铝含量增加。
另外，由铬[Cr(2p)]和铁[Fe(2p3)]的减少可知，铬和铁的状态由金属变为氧化物。
(实施例1-2和1-3)
重复实施例1-1的步骤，不同的是在实施例1-2和1-3中分别使用乙醇(浓度：80％，其它成分(H2O：20％))和另一乙醇(浓度：60％，其它成分(H2O：40％))代替实施例1-1中使用的乙醇，从而得到实施例1-2和1-3的金属载体。
通过利用SEM观察所得金属载体的金属箔的表面，证实了与实施例1-1相同在金属箔的整个表面形成有微小的凹部和凸部。
(实施例1-4和1-5)
重复实施例1-1的步骤，不同的是在实施例1-4和1-5中分别使用2-丙醇(浓度：99％，其它成分(杂质：1％))和己烷(可获自Wako Pure ChemicalIndustries，Ltd.)代替实施例1-1中使用的乙醇，从而得到实施例1-4和1-5的金属载体。
图6和图7是实施例1-4和1-5的承载催化剂用金属载体的金属箔表面的SEM照片。
(实施例1-6)
重复实施例1-1的步骤，不同的是使用2-丙醇(浓度：99％，其它成分(杂质：1％))代替实施例1-1中使用的乙醇，并且不进行于400℃煅烧30分钟的步骤，从而得到实施例1-6的金属载体。
图8是实施例1-6的承载催化剂用金属载体的金属箔表面的SEM照片。
(比较例1-1)
重复实施例1-1的步骤，不同的是使用丙酮(可获自Wako Pure ChemicalIndustries，Ltd.)代替实施例1-1中使用的乙醇，从而得到比较例1-1的金属载体。
图9是比较例1-1的承载催化剂用金属载体的金属箔表面的SEM照片。
(比较例1-2)
于空气中400℃煅烧实施例1-1中使用的未处理金属载体30分钟，从而得到比较例1-2的金属载体。
图10是比较例1-2的承载催化剂用金属载体的金属箔表面的SEM照片。
[性能评价]
(附着性评价1)
使用实施例1-1和1-4～1-6以及比较例1-1和1-2的承载催化剂用金属载体和未处理金属载体，进行附着性评价试验1。
图11是说明附着性评价试验概要的立体图。如图11所示，在从各金属载体切下的片上形成催化剂层50A，以这种方式制成试样片50。
将试样片50放置在测试仪的测试台51上并将刮棒52设置在将要测量的部位上，然后沿图11中箭头A所指的方向对刮棒52施加载荷。除此以外，使测试台51沿箭头B所指的方向匀速移动。重复进行该操作，改变未图示的重物质量来调整配重，或者边增加重物质量边改变测量部位。然后，测量使催化剂层50A完全剥离时重物的重量。所得结果如表1所示。
在表1中，“A”、“B”、“C”和“D”分别表示重量不小于3.5g、不小于2.5g、不小于2g和小于2g。
另外，如表1所示，“参考例1”是原样使用未处理金属载体作为具有催化剂层的金属载体进行评价得到的例子。
表1
 
附着性评价结果
实施例1-1 A
实施例1-4 B
实施例1-5 B
实施例1-6 B
比较例1-1 C
比较例1-2 D
参考例1 C
由表1可知，目前可获得的水溶性醇中最有效的是乙醇。
(附着性评价2)
使用实施例1-1～1-4和比较例1-1的承载催化剂用金属载体和未处理金属载体，在与附着性评价1中相同的试验条件下进行附着性评价2。所得结果如图12所示。
图12示出了使各实施例的催化剂层完全剥离时重物的重量。
另外，如图12所示，“参考例1”是原样使用未处理金属载体作为具有催化剂层的金属载体进行评价得到的例子。
通过图12证实了醇的浓度越接近纯度100％，表现出的效果越好。
(实施例2-1)
准备未处理金属载体(可获自CALSONIC KANSEI CORPORATION，Cpsi：600，体积：1L)、乙醇(浓度：99％)以及容纳金属载体和乙醇的容器。将未处理金属载体浸于容纳在容器中的乙醇，然后进行超声波处理15分钟。随后，使未处理金属载体依次在空气中干燥1天、于130℃干燥1小时、于400℃在空气中煅烧30分钟，从而得到承载催化剂用金属载体。
将含有贵金属如铂的催化剂层形成用浆料施用于金属载体上并随后除去其上多余的浆料后，干燥并煅烧该承载催化剂用金属载体，从而得到实施例2-1的废气净化催化剂，该催化剂具有200g的涂层量和1.4g/L的贵金属量。所得废气净化催化剂的说明如表2所示。
(比较例2-1～2-5)
在比较例2-1～2-5中分别使用1200Cpsi、900Cpsi、600Cpsi、300Cpsi和200Cpsi的未处理金属载体(可购自CALSONIC KANSEICORPORATION，体积：1L)，代替实施例1中使用的未处理金属载体。在将与实施例1相同的催化剂层形成用浆料施用于金属载体上并随后除去其上多余的浆料后，干燥并煅烧所述金属载体，从而得到如表2所示的比较例2-1～2-5的废气净化催化剂。
表2
 
单元数(Cpsi) 催化剂层或涂层量(g) 贵金属量(g/L) 体积(L) 备注
 
实施例2-1 600 200 1.4 1 处理
比较例2-1 1200 200 1.4 1 未处理
比较例2-2 900 200 1.4 1 未处理
比较例2-3 600 200 1.4 1 未处理
比较例2-4 300 200 1.4 1 未处理
比较例2-5 200 350 1.4 1 未处理
[性能评价]
在如下条件下使用上述各实施例的废气净化催化剂测量NOx转化率。由此所得的结果如图13所示。图13示出了各实施例中催化剂层的厚度与NOx转化率之间的关系。
(试验条件)
·车辆评价(可获自NISSAN MOTOR CO.，LTD.，Mpi的汽车，四缸发动机，1800cc)
·评价型号：North America LA4-CH
·利用从发动机排出口和尾部排气管排出的气体测量NOx转化率。
·催化剂配置：底置
由图13可知，通过提高金属箔和催化剂层之间的附着性同时提供厚的催化剂层，实现了性能的改善。
(实施例3-1)
准备于700℃经受热处理30分钟的未处理金属纤维、作为醇类溶剂实例的乙醇(浓度：99％)以及容纳纤维和乙醇的容器。将所述未处理金属纤维浸于容纳在容器中的乙醇内。随后，将该容器置于超声波处理装置中，在该超声波处理装置中对所述未处理金属纤维进行超声波处理30分钟。将所述未处理金属纤维从容器中取出并随后依次在空气中干燥1天、于130℃干燥1小时、于400℃在空气中煅烧30分钟，从而得到实施例3-1的纤维状金属基材。
(比较例3-1)
于700℃在空气中煅烧实施例3-1中使用的未处理金属纤维30分钟，从而得到比较例3-1的纤维状金属基材。
(比较例3-2)
于850℃在空气中煅烧实施例3-1中使用的未处理金属纤维30分钟，从而得到比较例3-2的纤维状金属基材。
使用上述纤维状金属基材并应用XPS和傅里叶变换红外光谱(FTIR)，测量各金属基材表面部分中的铝(Al)含量(原子％)和该表面部分中所含羟基的存在量(或吸光度)。由此所得的结果如图14所示。
图14示出了各实施例表面部分中的铝(Al)含量(原子％)和该表面部分中所含羟基的存在量(或吸光度)之间的关系。
羟基的吸光度根据原样使用未处理金属基材作为零标准(下面称为“参考例2)来校正基线。
另外，对上述实施例3-1和参考例2的纤维状金属基材进行电子探针显微分析(EPMA)，从而测得铝分布。由此所得的结果如图15A和15B所示。
图15A和15B分别是在实施例3-1和参考例2中利用EPMA测量铝分布(Al布局)的结果。
在上述附图中，存在铝的部位以红色示出，从而发现在根据本发明进行的实施例3-1中表面部分含有铝。
(实施例4-1)
准备于1000℃经受热处理30分钟的未处理金属箔、作为醇类溶剂实例的乙醇(浓度：99％)以及用于容纳金属箔和乙醇的容器。将所述未处理金属箔浸于容纳在容器中的乙醇。随后，将该容器置于超声波处理装置，在该超声波处理装置中对所述未处理金属箔进行超声波处理5分钟。将所述未处理金属箔从容器中取出并随后依次在空气中干燥1天、于130℃干燥1小时、于400℃在空气中煅烧30分钟，从而得到实施例4-1的金属箔。
(比较例4-1)
于700℃在空气中煅烧实施例4-1中使用的未处理金属箔30分钟，从而得到比较例4-1的金属箔。
(比较例4-2)
于850℃在空气中煅烧实施例4-1中使用的未处理金属箔30分钟，从而得到比较例4-2的金属箔。
[性能评价]
(可润湿性试验)
使用以上实施例各自的金属箔并利用下述方法测量接触角(θ)。由此所得的结果如图16所示。图16示出了各例的接触角(θ)。“参考例3”是原样使用未处理金属箔进行评价得到的例子。
(试验条件)
使用可获自Kyowa Interface Science Co.，Ltd.商品名为CA-X的接触角测量仪，进行可润湿性实验以评价附着性。更具体地，将各实施例的试验片安装在CA-X型(获自Kyowa Interface Science Co.，Ltd.的接触角测量仪)测量仪上并将蒸馏水滴在试验片上。然后，由接触角测量仪测量水滴的接触角(θ)。
由图16证实，与未根据本发明进行的比较例4-1和4-2相比，在根据本发明进行的实施例4-1中，接触角为极小的锐角，从而具有优异的可润湿性。
(附着性评价3)
使用实施例4-1、比较例4-1和4-2以及参考例3的金属箔进行附着性评价试验3。试验条件与附着性评价1所采用的条件相同。由此所得的结果如图17所示。
图17示出了使各例的催化剂层完全剥离的重量。
另外，如图17所示的“参考例3”是原样使用参考例3的金属箔作为具有催化剂层的金属箔进行评价得到的例子。
由图17证实，与未根据本发明进行的比较例4-1和4-2相比，根据本发明进行的实施例4-1得到较高的测量值，从而金属和催化剂层之间的附着性得到改善。
(实施例5-1～5-3)
准备未处理金属载体(可获自CALSONIC KANSEI CORPORATION)、乙醇(浓度：99％)以及容纳所述未处理金属载体和乙醇的容器。将所述未处理金属载体浸于容纳在容器中的乙醇内，随后将该容器置于超声波处理装置。在经受超声波处理(频率：25kHz，处理时间：3分钟、15分钟和30分钟)后，将所述未处理金属载体从容器中取出，随后依次在空气中干燥1天、于130℃干燥1小时、于400℃在空气中煅烧30分钟，从而得到实施例5-1～5-3各自的承载催化剂用金属载体。
(实施例6-1～6-3)
重复实施例5-1～5-3的步骤，不同的是将超声波处理采用的频率变为100kHz，从而得到实施例6-1～6-3各自的承载催化剂用金属载体。
使用上述各例的金属载体并应用XPS，测量表面部分中的铝(Al)含量(原子％)和铁(Fe)含量(原子％)。由此所得的结果如图18所示。
图18示出了各例中处理时间与表面部分中铝含量和铁含量之间的关系。
由图18可知，优选短的超声波处理时间。
尽管参考本发明的一些实施方案和实施例对本发明进行了描述，但本发明不限于上述实施方案和实施例。在上述教导的范围内，本领域技术人员可作出实施方案和实施例的改进和改变。
例如，尽管通过用于在金属箔表面形成含贵金属的催化剂层的废气净化催化剂示例了上述实施方案，但本发明还可用于其它用途，例如通过适当制备催化剂层的组分用于燃料电池的燃料重整催化剂。
另外，尽管在上述实施方案中通过催化剂层形成用浆料示例了施用于金属基材的涂料，但该涂料不限于催化剂层形成用浆料。例如，该涂料可为水性涂料、油性涂料或者例如可施用于基础金属基材的其它涂料。在这种情况下，不仅可改善与水性涂料、油性涂料或例如施用于基础金属基材的其它涂料的附着性，还可改善与所形成的涂层或例如由施用于基础金属基材的其它涂料形成的层的附着性。
附图说明
图1是实施例1-1的承载催化剂用金属载体的制造方法的一种实施方案的示意图。
图2是实施例1-1的承载催化剂用金属载体的金属箔表面的SEM照片。
图3是实施例1-1的承载催化剂用金属载体的金属箔表面的另一SEM照片。
图4是未处理金属载体的金属箔表面的SEM照片。
图5示出通过XPS检测到的元素和其在金属箔表面部分的含量之间的关系，以比较实施例1-1的承载催化剂用金属载体与未处理金属载体。
图6是实施例1-4的承载催化剂用金属载体的金属箔表面的SEM照片。
图7是实施例1-5的承载催化剂用金属载体的金属箔表面的SEM照片。
图8是实施例1-6的承载催化剂用金属载体的金属箔表面的SEM照片。
图9是比较例1-1的承载催化剂用金属载体的金属箔表面的SEM照片。
图10是比较例1-2的承载催化剂用金属载体的金属箔表面的SEM照片。
图11是说明附着性评价试验总体概要的立体图。
图12示出使各例的催化剂层完全剥离时重物的重量。
图13示出各例中催化剂层的厚度和NOx转化率之间的关系。
图14示出各例的铝含量和羟基的吸光度之间的关系
图15A是采用EPMA测量实施例3-1中铝分布的结果。
图15B是采用EPMA测量参考例2中铝分布的结果。
图16示出各例的接触角(θ)。
图17示出使各例的催化剂完全剥离时重物的重量。
图18示出各例中处理时间与表面部分中铝含量和铁含量之间的关系。
标记说明
1    承载催化剂用金属载体
2    未处理金属载体
10   乙醇
20   容器
30   超声波处理装置
50   试样片
50A  催化剂层
51   测试台
52   刮棒

Claims (14)

1.一种金属基材，包括：
含有铝的表面部分，
其中所述金属基材在其表面形成有多个凹部和多个凸部中的至少一种，从而从所述金属基材表面上方观察时所述金属基材具有由所述多个凹部和多个凸部中至少一种形成的平面图案，
其中所述平面图案为鳞状图案。
2.如权利要求1所述的金属基材，其中所述金属基材的整个表面部分含有铝。
3.如权利要求1或2所述的金属基材，其中所述金属基材的表面部分具有羟基，根据利用红外光谱分析测量的吸光度，所述羟基的存在量不小于0.01。
4.如权利要求1-3中任一项所述的金属基材，其中所述金属基材在其整个表面形成有所述多个凹部和多个凸部中至少一种。
5.如权利要求1-4中任一项所述的金属基材，其中形成所述鳞状图案的所述多个凹部和多个凸部中至少一种在形成圆形时具有100-500nm的直径或者在形成椭圆形时具有100-500nm的长轴。
6.如权利要求1-5中任一项所述的金属基材，其中所述金属基材是选自金属纤维、金属箔、金属滤片和金属载体中的至少一种。
7.一种催化剂，包括：
如权利要求1-6中任一项所述的金属基材；和
催化物质。
8.一种制造如权利要求1-6中任一项所述的金属基材的方法，包括：
在将至少含有铝的金属基材浸于醇类溶剂或烃类溶剂的同时，利用超声波或微波对所述金属基材进行处理。
9.如权利要求8所述的制造金属基材的方法，其中所述醇类溶剂包括亲水性醇。
10.如权利要求8或9所述的制造金属基材的方法，其中所述醇类溶剂包括70-99％的亲水性醇。
11.如权利要求9或10所述的制造金属基材的方法，其中所述亲水性醇是选自甲醇、乙醇、1-丙醇和2-丙醇中的至少一种。
12.如权利要求8-11中任一项所述的制造金属基材的方法，其中将利用超声波或微波进行处理的时间设定在铁或铬的析出量小于铝的析出量的时间范围内。
13.如权利要求8-12中任一项所述的制造金属基材的方法，还包括：
在利用超声波或微波进行处理后进行煅烧。
14.如权利要求13所述的制造金属基材的方法，其中所述煅烧在不低于800℃且不高于所述至少含铝的金属基材的熔点乘以0.9得到的温度的煅烧温度下进行。
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