JPH07289899A - Heat resistant substrate for catalyst body and its production - Google Patents

Heat resistant substrate for catalyst body and its production

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JPH07289899A
JPH07289899A JP6113685A JP11368594A JPH07289899A JP H07289899 A JPH07289899 A JP H07289899A JP 6113685 A JP6113685 A JP 6113685A JP 11368594 A JP11368594 A JP 11368594A JP H07289899 A JPH07289899 A JP H07289899A
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JP
Japan
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substrate
stainless steel
layer
aluminum
catalyst body
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JP6113685A
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Hideo Kameyama
秀雄 亀山
Kunihiko Saito
邦彦 斎藤
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Abstract

PURPOSE:To produce a substrate for a catalyst body having a porous alumina layer and excellent in heat resistance. CONSTITUTION:When an alumina layer is laminated on a stainless steel sheet to obtain a substrate for a catalyst body, a porous alumina layer is formed as the alumina layer by anodic oxidation and a diffusion layer in which Al, Fe and O atoms coexist is interposed between the stainless steel sheet and the alumina layer. Thus, the objective heat resistant substrate for a catalyst is produced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は触媒体用基板及びその製
造方法に関し、特に耐熱性に優れた触媒体用基板及びそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate for a catalyst body and a method for producing the same, and more particularly to a substrate for a catalyst body having excellent heat resistance and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルミニウム板を陽極酸化したプレート
状の触媒体用基板は、アルミニウムの強度が弱い上、融
点も低いので耐熱性に劣り、熱交換器に使用する場合に
は、通常、200℃までが使用限度とされている。そこ
で、従来から、耐熱性を増すためにアルミニウムをステ
ンレスに圧延して(クラッド法という)直接結合させた
基板を陽極酸化したものが用いられている。しかしなが
ら、これによって基板の強度は増すものの、高温におい
てアルミナ皮膜がステンレス板から剥離するので、耐熱
性が十分でないという欠点があった。
2. Description of the Related Art A plate-shaped substrate for a catalyst body obtained by anodizing an aluminum plate is inferior in heat resistance because the aluminum has low strength and a low melting point. The usage limit is up to. Therefore, conventionally, a substrate obtained by rolling aluminum into stainless steel to increase heat resistance and directly bonding the substrate (called a clad method) and anodizing it has been used. However, although this increases the strength of the substrate, the alumina coating is peeled off from the stainless steel plate at high temperatures, so that there is a drawback that the heat resistance is not sufficient.

【0003】そこで、上記の欠点を解決するものとし
て、ステンレス板にアルミニウムを容射した基板が使用
されているが、この場合には、製造に際し大型の装置が
必要である上、均一な厚みで表面の細孔がそろった多孔
質のアルミナ皮膜を形成させることができないので、触
媒担持量が少なくなる上、耐熱性も十分ではないという
欠点があった。
Therefore, as a solution to the above-mentioned drawbacks, a substrate obtained by irradiating a stainless steel plate with aluminum is used. In this case, a large-sized apparatus is required for manufacturing, and the substrate has a uniform thickness. Since it is not possible to form a porous alumina film having uniform pores on the surface, there is a drawback that the amount of supported catalyst is small and the heat resistance is not sufficient.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等は
上記の欠点を解決すべく鋭意検討した結果、ステンレス
層の上にアルミニウム層を圧延して設け、次いで十分に
焼成した後、酸化性の強い酸を用いて陽極酸化した場合
には、ステンレス層とアルミナ層の間に、拡散層ともい
うべき、両層の原子が互いに入り込んだ中間層を形成
し、これによって両層間の剥離が防止されるということ
を見いだし本発明に到達した。
Therefore, as a result of intensive investigations by the present inventors to solve the above-mentioned drawbacks, the inventors have found that an aluminum layer is rolled on a stainless steel layer, and the aluminum layer is sufficiently baked and then oxidized. When anodizing with a strong acid, it forms a diffusion layer between the stainless steel layer and the alumina layer. The present invention has been achieved by finding out that the above is done.

【0005】従って、本発明の第一の目的は、表面に多
孔質アルミナ皮膜を有する、耐熱性に優れた触媒体用基
板を提供することにある。本発明の第二の目的は、表面
に多孔質アルミナ皮膜を有する、耐熱性に優れた触媒体
用基板の製造方法を提供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is to provide a substrate for a catalyst body which has a porous alumina film on the surface and is excellent in heat resistance. A second object of the present invention is to provide a method for producing a substrate for a catalyst body having a porous alumina film on the surface and having excellent heat resistance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的
は、ステンレス板の上にアルミナ層を積層してなる触媒
体用基板であって、ステンレス層とアルミナ層との間
に、アルミニウム原子、鉄原子及び酸素原子が共存する
拡散層を有すると共に、前記アルミナ層が陽極酸化によ
って形成された多孔質アルミナ層であることを特徴とす
る耐熱性触媒体用基板及びその製造方法によって達成さ
れた。
The above-mentioned various objects of the present invention are a substrate for a catalyst body which is obtained by laminating an alumina layer on a stainless plate, wherein an aluminum atom is provided between the stainless layer and the alumina layer. And a substrate for a heat-resistant catalyst body having a diffusion layer in which iron atoms and oxygen atoms coexist, and the alumina layer is a porous alumina layer formed by anodic oxidation, and a method for producing the same. .

【0007】本発明に使用するステンレス板は、特に限
定されるものではなく、公知のステンレスの中から適宜
選択することができるが、後述する拡散層の形成容易性
の観点から、フェライト系ステンレス又はオーステナイ
ト系ステンレスを用いることが好ましい。本発明に使用
するステンレス板の厚さ及び形状等は特に限定されるも
のではなく、必要とされる強度、使用する触媒及び用途
に応じて適宜決定すれば良い。
The stainless steel plate used in the present invention is not particularly limited and may be appropriately selected from known stainless steels. However, from the viewpoint of easy formation of a diffusion layer described below, ferrite stainless steel or It is preferable to use austenitic stainless steel. The thickness, shape and the like of the stainless steel plate used in the present invention are not particularly limited and may be appropriately determined depending on the required strength, the catalyst used and the application.

【0008】本発明においては、アルミナ層を積層する
ために、先ず、ステンレス板上にアルミニウム板又は箔
を積層する。このような積層は、ステンレス板の上に溶
融したアルミニウムを溶射することによって行うことも
できるが、厚みの均一性の観点、及び、製造容易性の観
点から、圧延法(クラッド法)を用いて行うことが好ま
しい。
In the present invention, in order to laminate the alumina layer, first, the aluminum plate or the foil is laminated on the stainless plate. Such lamination can be performed by spraying molten aluminum on a stainless steel plate, but from the viewpoint of thickness uniformity and the ease of manufacturing, a rolling method (cladding method) is used. It is preferable to carry out.

【0009】このような接合は、いわゆる直接接合とい
われるものであり、ステンレス層とアルミニウム層は単
に物理的に結合しているに過ぎず、各層の原子が互いに
拡散して化学的結合をしているというものではない(図
7参照)。本発明に使用するアルミニウム板又は箔は、
特にアルミニウム金属のみに限定されるものではなく、
公知のアルミニウム合金の中から後述する陽極酸化が可
能ものを適宜選択することもできる。
[0009] Such joining is so-called direct joining, and the stainless steel layer and the aluminum layer are merely physically bonded, and the atoms of each layer diffuse to each other to form a chemical bond. It does not mean that there is (see Figure 7). Aluminum plate or foil used in the present invention,
In particular, it is not limited to aluminum metal,
It is also possible to appropriately select a known aluminum alloy that can be anodized as described later.

【0010】本発明において、ステンレス板に積層させ
るアルミニウム板又はアルミニウム箔の厚さは、後述す
る陽極酸化を良好に行わせる観点から、10μm〜30
0μmであることが好ましく、特に30μm〜200μ
mが好ましく、60μm〜150μmの範囲が最も好ま
しい。
In the present invention, the thickness of the aluminum plate or aluminum foil to be laminated on the stainless plate is 10 μm to 30 from the viewpoint of favorably performing anodization described later.
It is preferably 0 μm, particularly 30 μm to 200 μm
m is preferable, and the range of 60 μm to 150 μm is most preferable.

【0011】本発明の触媒体用基板には、ステンレス板
と多孔質アルミナ層との剥離を防止して基板の耐熱性を
高める観点から、アルミニウム板又は箔と接するステン
レス層中に、少なくともアルミニウム原子が拡散した拡
散層を形成させる。本発明においては、更に、ステンレ
ス中の鉄原子がアルミニウム層中に拡散することが好ま
しく、これらの原子が相互に拡散した拡散層を形成させ
ることが好ましい。
In the catalyst substrate of the present invention, from the viewpoint of preventing the stainless steel plate from separating from the porous alumina layer and increasing the heat resistance of the substrate, at least aluminum atoms are contained in the stainless steel layer in contact with the aluminum plate or foil. To form a diffusion layer. Further, in the present invention, it is preferable that iron atoms in stainless steel diffuse into the aluminum layer, and it is preferable to form a diffusion layer in which these atoms mutually diffuse.

【0012】このような拡散層は後述する焼成によって
容易に形成させることができる。この拡散層によって、
ステンレス板とアルミニウム板又は箔との結合が強固に
なる。本発明においては、後述する陽極酸化によってア
ルミニウム層をアルミナ層に変えると共に、この拡散層
に、更に酸素原子を拡散させることによって、後述する
如くステンレス板とアルミナ層の剥離も防止される。
Such a diffusion layer can be easily formed by firing described later. By this diffusion layer,
The bond between the stainless plate and the aluminum plate or foil becomes strong. In the present invention, the aluminum layer is converted into an alumina layer by anodic oxidation which will be described later, and oxygen atoms are further diffused in this diffusion layer, whereby peeling between the stainless steel plate and the alumina layer is prevented as described later.

【0013】本発明の触媒体用基板は、触媒担持量を増
加させると共に耐熱性とする観点から、多孔質アルミナ
層を有する。このような多孔質アルミナ層は、前記ステ
ンレス板上に設けられたアルミニウム板又は箔を、後述
の如く、陽極酸化することによって容易に形成させるこ
とができる。次に、本発明の耐熱性触媒体用基板の製造
方法について詳述する。
The catalyst substrate of the present invention has a porous alumina layer from the viewpoint of increasing the amount of catalyst supported and heat resistance. Such a porous alumina layer can be easily formed by anodizing the aluminum plate or foil provided on the stainless plate as described later. Next, the method for producing the substrate for heat resistant catalyst of the present invention will be described in detail.

【0014】本発明の耐熱性触媒体用基板は、ステンレ
ス板上に、例えばアルミニウム板を圧延してクラッド板
を作製した後、少なくともアルミニウム原子がステンレ
ス中に拡散するように焼成し、次いで陽極酸化すること
によって容易に製造することができる。アルミニウム板
をステンレス板に圧延することは公知の圧延機を用いて
容易に行うことができる。
The substrate for heat-resistant catalyst of the present invention is produced by rolling an aluminum plate on a stainless steel plate to prepare a clad plate, followed by firing so that at least aluminum atoms are diffused in the stainless steel, and then anodizing. It can be easily manufactured. Rolling an aluminum plate into a stainless plate can be easily performed using a known rolling machine.

【0015】焼成は、300℃〜600℃で行うことが
好ましく、特に、450℃〜550℃で行うことが好ま
しい。300℃未満では良好な拡散層を設けることがで
きない。焼成時間は焼成温度等によっても異なるが、1
時間〜15時間行う必要がある。1時間未満では、剥離
防止に寄与し得る拡散層を設けることは困難であり、1
5時間以上焼成することは不経済であるのみならず製造
効率の観点から好ましくない。尚、焼成雰囲気は空気中
で行っても、不活性ガス中で行っても良い。
The firing is preferably carried out at 300 ° C to 600 ° C, particularly 450 ° C to 550 ° C. If it is less than 300 ° C, a good diffusion layer cannot be provided. The firing time depends on the firing temperature, etc., but is 1
It should be done for 15 to 15 hours. If it is less than 1 hour, it is difficult to provide a diffusion layer that can contribute to prevention of peeling.
Firing for 5 hours or more is not only economically disadvantageous but also not preferable from the viewpoint of production efficiency. The firing atmosphere may be air or an inert gas.

【0016】アルミニウム表面の陽極酸化は、公知の陽
極酸化技術を用いて容易に行うことができる。本発明に
おける陽極酸化に際しては、処理液として、例えばクロ
ム酸、硫酸等の酸化性の強い酸を使用することが必要で
ある。これによって、拡散層内部にまで陽極酸化を進行
させ、拡散層内部にまで酸素原子を拡散させることがで
きる。尚、処理液の酸濃度は適宜決定すれば良いが、ク
ロム酸を用いた場合には、2〜4重量%とすることが好
ましい。
The anodic oxidation of the aluminum surface can be easily performed by using a known anodic oxidation technique. At the time of anodic oxidation in the present invention, it is necessary to use a strongly oxidizing acid such as chromic acid or sulfuric acid as the treatment liquid. As a result, anodic oxidation can be advanced to the inside of the diffusion layer, and oxygen atoms can be diffused to the inside of the diffusion layer. The acid concentration of the treatment liquid may be appropriately determined, but when chromic acid is used, it is preferably 2 to 4% by weight.

【0017】陽極酸化の条件は、アルミナ層のBET表
面積が大きくなるように適宜設定すれば良いが、本発明
においては、陽極酸化の処理液温度を、0〜50℃、特
に常温〜40℃とすることが好ましい。0℃未満ではB
ET表面積があまり大きくならず、50℃を越えると溶
解が激しく、経済的に酸化膜を形成させることが困難と
なる。
The conditions for the anodic oxidation may be appropriately set so that the BET surface area of the alumina layer is large. In the present invention, the temperature of the anodizing treatment solution is 0 to 50 ° C., particularly room temperature to 40 ° C. Preferably. B below 0 ° C
The ET surface area does not become so large, and if it exceeds 50 ° C., the dissolution is severe and it becomes difficult to economically form an oxide film.

【0018】又、この陽極酸化の処理時間は処理条件に
よっても異なるが、例えば2.5重量%のクロム酸水溶
液を処理液とし、処理浴温度を38℃、電流密度を1
9.0A/m2 とした場合には2時間以上、特に4時間
以上とすることが好ましい。本発明においては、上記の
如くして陽極酸化によるアルミナ層を設けた基体の表面
を、更に、50〜350℃の熱水又は水蒸気によって処
理して触媒体の表面積を更に増大させることが好まし
い。
Although the treatment time of this anodic oxidation depends on the treatment conditions, for example, a 2.5 wt% chromic acid aqueous solution is used as the treatment liquid, the treatment bath temperature is 38 ° C., and the current density is 1
When it is 9.0 A / m 2 , it is preferably 2 hours or longer, particularly 4 hours or longer. In the present invention, it is preferable to further increase the surface area of the catalyst body by treating the surface of the substrate provided with the alumina layer by anodic oxidation as described above with hot water or steam at 50 to 350 ° C.

【0019】この場合の熱水のpHは、7以上、特に1
0〜12とすることが処理時間を短縮する上で好まし
い。熱水処理の処理時間は熱水のpHによっても異なる
が、1時間以上とすることが好ましく、約2時間処理す
ることにより、ほぼpH値に関係なくBET表面積を顕
著に増大させることができる。又、熱水処理の後には、
400〜550℃で10分〜3時間焼成することが好ま
しい。
The pH of the hot water in this case is 7 or more, especially 1
It is preferable to set it to 0 to 12 in order to shorten the processing time. Although the treatment time of the hot water treatment varies depending on the pH of the hot water, it is preferably 1 hour or longer, and the BET surface area can be significantly increased by treating the hot water for about 2 hours regardless of the pH value. Also, after hot water treatment,
It is preferable to bake at 400 to 550 ° C. for 10 minutes to 3 hours.

【0020】上記の如くして調製した基板の表面に、公
知の含浸法又は電着法によって超微粒子触媒を担持させ
ることにより、高活性の板状触媒体を得ることができ
る。特に、前記熱水処理において、微粒子触媒を含有す
る70〜90℃、好ましくは80〜85℃の熱水を使用
した場合には、熱水処理と同時に触媒を基体表面に担持
せしめることができるので、板状触媒体製造の工程を簡
略化できるのみならず、触媒活性の点でも特に優れた板
状触媒体を得ることができる。
A highly active plate-shaped catalyst body can be obtained by supporting an ultrafine particle catalyst on the surface of the substrate prepared as described above by a known impregnation method or electrodeposition method. In particular, in the hot water treatment, when hot water containing a fine particle catalyst at 70 to 90 ° C., preferably 80 to 85 ° C. is used, the catalyst can be supported on the surface of the substrate simultaneously with the hot water treatment. In addition to simplifying the process of manufacturing the plate-shaped catalyst body, it is possible to obtain a plate-shaped catalyst body that is particularly excellent in terms of catalytic activity.

【0021】従って、微粒子触媒を含有する熱水で処理
した後、乾燥し、次いで400〜550℃で焼成するこ
とが特に好ましい。この場合、熱水中に含有される超微
粒子触媒の量は特に限定されるものではないが、0.2
5g/リットル〜1.0g/リットルの範囲であること
が好ましい。濃度が高すぎると不経済となり、低すぎる
と必要とする処理時間が長くなる。
Therefore, it is particularly preferable to treat with hot water containing a fine particle catalyst, dry it, and then calcine at 400 to 550 ° C. In this case, the amount of the ultrafine particle catalyst contained in the hot water is not particularly limited, but 0.2
It is preferably in the range of 5 g / liter to 1.0 g / liter. If the concentration is too high, it becomes uneconomical, and if it is too low, the required treatment time becomes long.

【0022】使用する超微粒子触媒としては、例えば白
金族金属、白金族金属の合金、金、金合金、クロム、マ
ンガン、鉄、亜鉛、銅、ニッケル、ニッケル合金、コバ
ルト及びコバルト合金、ルテニウム等、又は、これらの
触媒物質を組み合わせたものを挙げることができる。
尚、超微粒子触媒の粒径は約1nm〜100nmであ
り、好ましくは約1nm〜50nmの範囲である。又、
板状触媒体としてのBET表面積は、金属基体の見かけ
の表面積の3000倍以上であることが触媒活性の観点
から好ましい。
Examples of the ultrafine particle catalyst used include platinum group metals, platinum group metal alloys, gold, gold alloys, chromium, manganese, iron, zinc, copper, nickel, nickel alloys, cobalt and cobalt alloys, ruthenium, etc. Alternatively, a combination of these catalyst substances can be mentioned.
The particle size of the ultrafine particle catalyst is about 1 nm to 100 nm, preferably about 1 nm to 50 nm. or,
The BET surface area as a plate-shaped catalyst body is preferably 3000 times or more the apparent surface area of the metal substrate from the viewpoint of catalytic activity.

【0023】上記の如くして得た板状触媒体を管状、ハ
ニカム状等に加工した後適宜高温の反応塔に充填し、或
いは、これらの触媒体を用いて高温の反応室を形成せし
めることができる。本発明の触媒体用基板が耐熱性を有
する理由は、ステンレス層とアルミナ層との間の拡散層
でステンレス層とアルミナ層が化学的に結合しているた
めであると推定される。
The plate-shaped catalyst body obtained as described above is processed into a tubular shape, a honeycomb shape or the like and then charged into a high-temperature reaction tower as appropriate, or a high-temperature reaction chamber is formed using these catalyst bodies. You can It is presumed that the catalyst substrate of the present invention has heat resistance because the stainless steel layer and the alumina layer are chemically bonded in the diffusion layer between the stainless steel layer and the alumina layer.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の触媒体用基板は、触媒担持量が
多い上、ステンレス層とアルミナ層との間に熱応力に対
して強い拡散層を有しているので、耐熱性が良好であ
る。また、本発明の製造方法によれば、大型の装置を必
要とせず、厚みが均一で表面の細孔がそろった多孔質の
アルミナ皮膜を有する耐熱性触媒体用基板を容易に製造
することができる。
The substrate for a catalyst body of the present invention has a large amount of supported catalyst and has a diffusion layer which is strong against thermal stress between the stainless layer and the alumina layer, and therefore has good heat resistance. is there. Further, according to the production method of the present invention, it is possible to easily produce a substrate for a heat-resistant catalyst body having a porous alumina film having a uniform thickness and uniform pores on the surface without requiring a large-scale device. it can.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0026】実施例1.アルミニウム・ステンレスクラッド基板の調製 縦12.5cm、横30cmで厚さ2mmのフェライト
系ステンレス板の両面に厚さ40μmのアルミニウム層
を圧延機を使用して設け、アルミニウム・ステンレスク
ラッド基板を得た。焼成 得られたクラッド基板を、電気炉を用いて、500℃で
13時間空気中で焼成した。
Example 1. Preparation of Aluminum / Stainless Clad Substrate An aluminum / stainless clad substrate was obtained by providing a 40 μm thick aluminum layer on both sides of a ferritic stainless steel plate having a length of 12.5 cm, a width of 30 cm and a thickness of 2 mm, using a rolling mill. Firing The obtained clad substrate was fired in air at 500 ° C. for 13 hours using an electric furnace.

【0027】陽極酸化 焼成した基板を5重量%の水酸化ナトリウムで5分間洗
浄した後水洗し、次いで30重量%の硝酸で洗浄し、更
に水洗した。上記の如く前処理した基板を、2.5重量
%のクロム酸水溶液を用いて、液温30℃、電流密度1
5.0A/m2で陽極酸化を行った。
The anodized and baked substrate was washed with 5% by weight of sodium hydroxide for 5 minutes, then washed with water, then with 30% by weight of nitric acid, and further washed with water. The substrate pretreated as described above was treated with a 2.5 wt% chromic acid aqueous solution at a liquid temperature of 30 ° C. and a current density of 1
Anodization was performed at 5.0 A / m 2 .

【0028】耐熱性評価試験 得られた触媒体用基板を、図1に示したような石英のチ
ューブ中に設けた軽石製の試料置に載せ、両端をガラス
ウールで封鎖し、電気炉に挿入して常温から9℃/分で
昇温させて650℃とし、同温度で1時間保った後、−
9℃/分で下温させて常温とするサイクルを繰り返し、
アルミナ層が剥離するまでのサイクル数を測定した。結
果は表1に示した通りである。
Heat resistance evaluation test The obtained catalyst substrate was placed on a pumice sample holder provided in a quartz tube as shown in FIG. 1, both ends were sealed with glass wool, and inserted into an electric furnace. Then, the temperature was raised from room temperature at 9 ° C / min to 650 ° C, and the temperature was kept at the same temperature for 1 hour.
Repeat the cycle of lowering the temperature at 9 ° C / min to normal temperature,
The number of cycles until the alumina layer was peeled off was measured. The results are as shown in Table 1.

【0029】尚、陽極酸化後の基板の断面をエックス線
マイクロアナライザー(EPMA)を用いて分析した結
果は図2に示した通りである。図2から、アルミニウム
原子、鉄原子及び酸素原子からなる拡散層が形成されて
いることが確認された。また、上記結果に基づく断面模
式図を図3に示した。
The cross section of the anodized substrate was analyzed using an X-ray microanalyzer (EPMA), and the results are shown in FIG. From FIG. 2, it was confirmed that a diffusion layer composed of aluminum atoms, iron atoms and oxygen atoms was formed. A schematic sectional view based on the above results is shown in FIG.

【0030】実施例2.焼成時間を1時間に変えた他
は、実施例1と全く同様にして触媒体用基板を調製し、
全く同様にして耐熱性試験を行った。結果は表1に示し
た。基板の断面のEPMAによる分析の結果から、拡散
層中の酸素原子が少ないことが確認された。尚、基板の
断面模式図を図4に示した。
Example 2. A catalyst body substrate was prepared in exactly the same manner as in Example 1 except that the firing time was changed to 1 hour.
A heat resistance test was conducted in exactly the same manner. The results are shown in Table 1. From the result of the EPMA analysis of the cross section of the substrate, it was confirmed that the diffusion layer had few oxygen atoms. A schematic sectional view of the substrate is shown in FIG.

【0031】比較例1.焼成を行わなかった他は、実施
例1と全く同様にして触媒体用基板を調製し、全く同様
にして耐熱性試験を行った結果は表1に示した通りであ
る。尚、比較例1と同様、アルミニウム原子、鉄原子及
び酸素原子からなる拡散層が形成されていないことが確
認された。
Comparative Example 1. Table 1 shows the results of a heat resistance test conducted in the same manner as in Example 1 except that the catalyst substrate was prepared except that no calcination was performed. It was confirmed that a diffusion layer composed of aluminum atoms, iron atoms and oxygen atoms was not formed as in Comparative Example 1.

【0032】比較例2.陽極酸化条件を下記のように変
えた他は、実施例1と全く同様にして触媒体用基板を調
製し、全く同様にして耐熱性試験を行った結果は、表1
に示した通りである。陽極酸化 焼成した基板を5重量%の水酸化ナトリウムで5分間洗
浄した後水洗し、次いで30重量%の硝酸で洗浄し、更
に水洗した基板を、4重量%のシュウ酸水溶液を用いて
液温20℃、電流密度50.0A/m2 で陽極酸化を行
った。
Comparative Example 2. A heat resistance test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the anodizing conditions were changed as follows, and a catalyst body substrate was prepared.
As shown in. The anodized and baked substrate was washed with 5% by weight of sodium hydroxide for 5 minutes, then washed with water, then with 30% by weight of nitric acid, and further washed with water using a 4% by weight oxalic acid aqueous solution. Anodization was performed at 20 ° C. and a current density of 50.0 A / m 2 .

【0033】尚、陽極酸化後の基板の断面をEPMAを
用いて分析した結果は図5に示した通りである。本例の
場合は、酸素原子の拡散による侵入が妨げられ、アルミ
ニウム原子、鉄原子及び酸素原子からなる拡散層が形成
されないことが確認された。
The results of analyzing the cross section of the substrate after anodization using EPMA are as shown in FIG. In the case of this example, it was confirmed that the penetration of oxygen atoms by diffusion was hindered and a diffusion layer composed of aluminum atoms, iron atoms and oxygen atoms was not formed.

【0034】比較例3.焼成しないクラッド基板を用い
た他は、比較例2と全く同様にして陽極酸化し、全く同
様にして耐熱性試験を行った結果は、表1に示した通り
である。この場合のEPMA解析図は図6に示した通り
である。
Comparative Example 3. Table 1 shows the results of the heat resistance test in which anodic oxidation was performed in exactly the same manner as in Comparative Example 2 except that a clad substrate that was not fired was used, and the heat resistance test was performed in exactly the same manner. The EPMA analysis diagram in this case is as shown in FIG.

【0035】[0035]

【表1】 以上の結果は、本発明の触媒体用基板が耐熱性に優れて
いることを実証するものである。
[Table 1] The above results demonstrate that the catalyst substrate of the present invention has excellent heat resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】耐熱性試験に使用した容器の断面斜視図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional perspective view of a container used for a heat resistance test.

【図2】本発明の触媒体用基板断面のEPMA解析図で
ある。
FIG. 2 is an EPMA analysis diagram of a cross section of a substrate for a catalyst body of the present invention.

【図3】本発明の触媒体用基板の断面模式図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of a substrate for a catalyst body of the present invention.

【図4】実施例2の触媒体用基板の断面模式図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a catalyst body substrate of Example 2.

【図5】比較例2の触媒体用基板断面のEPMA解析図
である。
5 is an EPMA analysis view of a cross section of a substrate for a catalyst body of Comparative Example 2. FIG.

【図6】比較例3で得られた基板の接合部のEPMA解
析図である。
FIG. 6 is an EPMA analysis diagram of a bonded portion of a substrate obtained in Comparative Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 石英製チューブ 2 軽石製の試料置き 3 試料(触媒体用基板) 4 封鎖用ガラスウール 5 内部温度測定用熱電対 6 アルミニウム層 7 酸素原子とアルミニウム原子との拡散層 8 鉄原子、アルミニウム及び酸素原子との拡散層 9 ステンレス層 1 Quartz tube 2 Pumice sample holder 3 Sample (catalyst substrate) 4 Glass wool for sealing 5 Thermocouple for measuring internal temperature 6 Aluminum layer 7 Diffusion layer of oxygen atom and aluminum atom 8 Iron atom, aluminum and oxygen Diffusion layer with atoms 9 Stainless layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ステンレス板の上にアルミナ層を積層して
なる触媒体用基板であって、ステンレス層とアルミナ層
との間に、アルミニウム原子、鉄原子及び酸素原子が共
存する拡散層を有すると共に、前記アルミナ層が陽極酸
化によって形成された多孔質アルミナ層であることを特
徴とする耐熱性触媒体用基板。
1. A substrate for a catalyst body, comprising a stainless steel plate and an alumina layer laminated on the stainless steel plate, wherein a diffusion layer in which aluminum atoms, iron atoms and oxygen atoms coexist is provided between the stainless steel layer and the alumina layer. At the same time, the substrate for heat resistant catalyst is characterized in that the alumina layer is a porous alumina layer formed by anodic oxidation.
【請求項2】ステンレスがフェライト系ステンレス又は
オーステナイト系ステンレスである請求項1又は2に記
載された耐熱性触媒体用基板。
2. The substrate for heat resistant catalyst according to claim 1, wherein the stainless steel is ferritic stainless steel or austenitic stainless steel.
【請求項3】ステンレス板上にアルミニウム板又は箔を
圧延した後、少なくともアルミニウム原子がステンレス
中に拡散するように焼成し、次いで酸化力の強い酸を用
いてアルミニウム層が消失するまで陽極酸化することを
特徴とする、請求項1に記載された耐熱性触媒体用基板
の製造方法。
3. After rolling an aluminum plate or foil on a stainless plate, it is baked so that at least aluminum atoms are diffused in the stainless plate, and then anodized with an acid having strong oxidizing power until the aluminum layer disappears. The method for manufacturing a substrate for a heat-resistant catalyst body according to claim 1, wherein
【請求項4】焼成が、450℃〜550℃でなされる、
請求項3に記載された耐熱性触媒体用基板の製造方法。
4. The firing is performed at 450 ° C. to 550 ° C.,
A method for producing a substrate for a heat resistant catalyst according to claim 3.
【請求項5】焼成が1〜3時間行われる請求項4に記載
された耐熱性触媒体用基板の製造方法。
5. The method for producing a substrate for a heat resistant catalyst according to claim 4, wherein the baking is performed for 1 to 3 hours.
【請求項6】陽極酸化した後に、熱水処理をする、請求
項3〜5の何れかに記載された耐熱性触媒体用基板の製
造方法。
6. The method for producing a substrate for a heat-resistant catalyst body according to claim 3, wherein hot water treatment is performed after anodizing.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007203256A (en) * 2006-02-03 2007-08-16 Nippon Steel Materials Co Ltd Catalytic converter for cleaning exhaust gas
JP2007231387A (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Fujifilm Corp Structure and its production method
JP2010082513A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Hitachi Ltd Anodization substrate and catalyst using the same

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