KR20160096096A - 표면의 결정립도가 제어된 금속 발포체 바디, 그 제조 공정 및 그 용도 - Google Patents

표면의 결정립도가 제어된 금속 발포체 바디, 그 제조 공정 및 그 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 발포체 바디에 관한 것으로서, 이것은 (a) 적어도 하나의 금속 또는 금속 합금(A)으로 제조된 금속 발포체 바디 기재; 및 (b) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)의 표면의 적어도 일부 상에 존재하는 금속 또는 금속 합금(B)의 층을 포함하고, 상기 금속 또는 금속 합금(A, B)은 그 화학적 조성 및/또는 결정립도가 상이하고, 상기 금속 또는 금속 합금(A, B)은 Ni, Cr, Co, Cu, Ag, 및 이들의 임의의 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고; (i) 다공질 유기 폴리머 발포체를 제공하는 단계; (ii) 상기 다공질 유기 폴리머 발포체 상에 적어도 하나의 금속 또는 금속 합금(A)을 침착시키는 단계; (iii) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)를 얻기 위해 상기 다공질 유기 폴리머 발포체를 연소시키는 단계; 및 (iv) 전기도금에 의해 상기 금속 발포체 바디 기재(a)의 표면의 적어도 일부 상에 금속 또는 금속 합금(B)의 금속층(b)을 침착시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 얻어진다. 더욱이 본 발명은 금속 발포체 바디의 제조 공정 및 이 금속 발포체 바디의 용도에 관한 것이다.

Description

표면의 결정립도가 제어된 금속 발포체 바디, 그 제조 공정 및 그 용도{METALLIC FOAM BODY WITH CONTROLLED GRAIN SIZE ON ITS SURFACE, PROCESS FOR ITS PRODUCTION AND USE THEREOF}
본 발명 표면의 결정립도가 제어된 금속 발포체 바디, 그 제조 공정 및 그 용도에 관한 것이다. 특히 본 발명은 (a) 적어도 하나의 금속 또는 금속 합금(A)으로 제조된 금속 발포체 바디 기재, 및 (b) 이 금속 발포체 바디 기재(a)의 표면의 적어도 일부 상에 존재하는 금속 또는 금속 합금(B)의 층을 포함하고, 여기서 A 및 B는 화학적 조성 및/또는 금속 또는 금속 합금의 결정립도가 상이한 금속 발포체 바디, 그 제조 공정 및 그 용도에 관한 것이다.
촉매용 전구물질로서 또는 촉매로서 금속 발포체는 공지되어 있다. 실제로, 촉매 지지체 또는 촉매로서 금속 발포체의 잠재적인 장점은 화학 산업에서 상당히 주목되어 왔다. 이러한 발포체의 특징 중 일부는 질량 및 열 전달을 촉진시키는 큰 계면 면적, 높은 열 전도율 및 기계적 강도이다.
이러한 유리한 특성을 제공하기 위해, 종종 금속 발포체는 하나 이상의 원하는 금속 또는 금속 합금이 외면에 침착되는 템플리트(template)로서 다공질 유기 폴리머를 사용함으로써 제조되어야 한다. 다음에 유기 폴리머는 금속 발포체를 발생시키도록 고온에서 연소되고, 이 금속 발포체는 다양한 흡착 공정 및 흡수 공정을 포함하는 다양한 용도를 위해, 또는 촉매 물질 자체로서, 또는 그 전구물질로서 사용될 수 있다. 그러나, 폴리머를 연소시키기 위해서는 높은 온도가 가해져야 한다. 예를 들면, 템플리트로서 폴리우레탄의 경우, 이 폴리우레탄 템플리트는 최대 850℃의 온도에서 연소된다. 이러한 온도 조건 하에서, 많은 금속 표면이 변화되고, 종종 금속 입자의 결정립도가 증가된다. 그 결과, 금속의 원하는 표면 특성이 저하될 수 있다.
더욱이 많은 촉매화 공정의 경우에 촉매적 활성종의 결정립도는 매우 중요하다는 것이 공지되어 있다. 따라서 일반적으로 규정된 결정립도의 촉매적 활성종을 갖는 촉매적 활성 물질을 제공하는 것이 필요하다. 종종 결정립도는 촉매 반응 중에, 특히 이 반응이 높은 온도에서 실시되는 경우에 증대된다. 예를 들면, 논문 "Herstellung von Formaldehyd aus Methanol in der BASF"는 600 내지 700℃에서 은 결정 촉매를 이용한 메탄올의 산화성 탈수에 의한 포름알데히드의 합성을 기술하고 있다. 이 공정에서 수율은 은 촉매의 온도가 증가하는 경우에, 전환되지 않은 메탄올의 양이 감소되고, 부산물인 일산화탄소 및 이산화탄소의 형성이 증가하는 점에서, 감소된다는 것이 발견되었다. 이것은 은의 결정립도가 소위 포름알데히드 공정이 수행되는 700 ℃의 높은 온도에서 증대되어 은 촉매의 촉매 활성의 감소를 유발하는 것에 기인되는 것으로 생각된다.
따라서, 본 발명의 목적은 발포체 바디 표면 상의 금속 입자의 결정립도가 제어된, 즉, 금속 발포체 바디의 합성 조건에 대한 의존성이 낮은 결정립도를 갖는 금속 발포체 바디를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 이러한 금속 발포체 바디의 제조 공정을 제공하는 것이다.
이 목적은 각각의 독립 청구항에 따른 금속 발포체 바디, 이 금속 발포체 바디의 제조 공정 및 이 금속 발포체 바디의 용도에 의해 달성된다. 금속 발포체 바디, 그 제조 공정 뿐만 아니라 그 용도의 바람직한 실시형태는 각각의 종속 청구항에 기재되어 있다. 금속 발포체 바디, 공정 및 용도의 바람직한 실시형태는 명시적으로 나타내지 않았더라도 다른 발명의 범주의 바람직한 실시형태에 대응된다.
따라서, 본 발명은 금속 발포체 바디에 관한 것으로서, 이것은
(a) 적어도 하나의 금속 또는 금속 합금(A)으로 제조된 금속 발포체 바디 기재; 및
(b) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)의 표면의 적어도 일부 상에 존재하는 금속 또는 금속 합금(B)의 층을 포함하고, 상기 금속 또는 금속 합금(A, B)은 그 화학적 조성 및/또는 결정립도가 상이하고, 상기 금속 또는 금속 합금(A, B)은 Ni, Cr, Co, Cu, Ag, 및 이들의 임의의 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고;
(i) 다공질 유기 폴리머 발포체를 제공하는 단계;
(ii) 상기 다공질 유기 폴리머 발포체 상에 적어도 하나의 금속 또는 금속 합금(A)을 침착시키는 단계;
(iii) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)를 얻기 위해 상기 다공질 유기 폴리머 발포체를 연소시키는 단계; 및
(iv) 전기도금에 의해 상기 금속 발포체 바디 기재(a)의 표면의 적어도 일부 상에 금속 또는 금속 합금(B)의 금속층(b)을 침착시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 얻어진다.
단계 (ii)에서 다공질 유기 폴리머 발포체 상의 적어도 하나의 금속 또는 금속 합금(A)의 침착은 다양한 방법으로, 예를 들면, 전기도금, CVD, 금속-유기 CVD (MOCVD), 슬러리법 또는 다른 방법에 의해 수행된다. 만일 전기도금이 수행된다면, 다공질 폴리머는 전기도금 공정에 적합해지도록 사전에 전기 전도성 상태로 되어야 한다.
따라서, 바람직하게, 단계 (ii)는,
(ii1) 화학적 증착법 또는 물리적 증착법에 의해 금속 또는 금속 합금(A1)을 포함하는 제 1 금속층을 침착시키는 단계; 및
(ii2) 전기도금에 의해 금속 또는 금속 합금(A2)을 포함하는 제 2 금속층을 침착시키는 단계를 포함하고,
여기서, 상기 금속 또는 금속 합금(A1, A2)은 Ni, Cr, Co, Cu, Ag, 및 이들의 임의의 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고, 상기 금속 또는 금속 합금(A1, A2)은 동일하거나 상이하다. 본 발명의 맥락에서, A는 A1 및 A2를 포함한다.
단계 (ii1)에서 다양한 화학적 증착법 또는 물리적 증착법이 사용될 수 있다. 바람직하게, 스퍼터링 방법이 사용된다.
제 1 금속층은 일반적으로 다공질 유기 폴리머의 표면에 전기 전도성을 부여하기 위한 것이다. 따라서, 이 제 1 금속층은 이것이 충분히 높은 전기 전도율을 제공하는 한 다소 얇게 할 수 있다. 일반적으로 제 1 금속층은 약 몇 개의 원자의 두께를 가지는 것이 충분하다. 바람직하게, 제 1 금속층의 평균 두께는 최대 0.1 μm이고, 제 2 금속층의 평균 두께는 5 내지 50 μm이다. 제 1 금속층의 두께는 전자현미경법에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 금속 발포체 바디의 제조에서, 다수의 다공질 유기 폴리머가 사용된다. 바람직하게, 개방 공극을 갖는 유기 폴리머가 사용된다. 일반적으로, 상기 다공질 유기 폴리머 발포체는 폴리우레탄(PU) 발포체, 폴리 에틸렌 발포체 및 폴리프로필렌 발포체로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다. 가장 바람직하게, 다공질 폴리우레탄(PU) 발포체가 사용된다. 다공질 폴리우레탄(PU) 발포체를 사용하면 유리한 개방 세포형 금속 발포체 바디가 얻어진다.
금속 발포체 바디의 특히 바람직한 실시형태에서, 금속 발포체 바디 기재(a) 내의 스트럿(strut)의 두께는 5 내지 100 μm의 범위, 더 바람직하게는 20 내지 50 μm의 범위이다.
바람직하게, 금속 또는 금속 합금(B)의 층(b)의 평균 두께는 5 내지 200 μm이다. 이 층(b)의 두께는, 예를 들면, 전자현미경법에 의해 측정될 수 있다.
적어도 하나의 금속 또는 금속 합금(A)으로 제조되는 금속 발포체 바디 기재(a)의 두께와 금속 또는 금속 합금(B)의 층의 두께의 비는 바람직하게는 0.4 내지 3의 범위, 더 바람직하게는 0.5 내지 2.5의 범위, 더 바람직하게는 0.8 내지 1.5의 범위이다.
본 발명의 금속 발포체 바디에서, 금속 또는 금속 합금(A, A1, A2 및/또는 B)은 Ni, Cr, Co, Cu, Ag, 및 이들의 임의의 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다. 특히 바람직한 실시형태에서, A2 및 B는 은이다. 이 실시형태에서, 또한 A1은 은 또는 상이한 금속 또는 금속 합금일 수 있다. 금속 또는 금속 합금의 선택은 어느 정도까지 금속 발포체 바디의 의도된 용도에 의존한다. 일부의 촉매의 목적인 경우, 상이한 금속의 존재는 은의 활성을 저하시킨다.
금속 발포체 바디의 특히 바람직한 실시형태에서, 은의 함량은 적어도 99.999 원자%이고, 원소 Al, Bi, Cu, Fe, Pb, 및 Zn의 함량은 금속 원소의 총량에 기초하여 최대 0.001 원자%이다.
이 금속 발포체 바디는 일반적으로 결합된 상태의 단지 극미량의 탄소, 질소 및 산소를 포함한다. 바람직하게, 탄소, 질소 및 산소의 총량은 금속 발포체 바디의 0.1 중량% 미만, 더 바람직하게는 0.08 중량% 미만, 더 바람직하게는 0.05 중량% 미만이다.
본 발명에 관하여, 결정립도는 전자현미경법에 의해 측정된다. 본 발명의 금속 발포체 바디에서, 바람직하게 금속 또는 금속 합금(A)의 금속 발포체 바디 기재(a) 내의 결정립도는 1 μm 내지 100 μm의 범위이다. 더욱이, 금속 또는 금속 합금(B)의 층(b) 내의 결정립도는 바람직하게 1 nm 내지 50 μm의 범위이다.
바람직하게 본 발명의 금속 발포체 바디는 100 내지 5000 μm, 바람직하게는 200 내지 1000 μm의 범위의 공극 크기, 5 내지 100 μm의 범위, 바람직하게는 20 내지 50 μm의 범위의 스트럿의 두께, 300 내지 1200 kg/m3의 범위의 겉보기 밀도, 100 내지 20000 m2/m3의 범위의 기하학적 비표면적, 및 0.50 내지 0.95의 범위의 공극률을 갖는다.
공극 크기는 일반적으로 "The Guide 2000 of Technical Foams"(Book 4, Part 4, pages 33-41)에 기재된 렉티셀(Recticel)사의 비시오셀(Visiocell) 분석 방법에 의해 측정된다. 특히, 공극 크기는 선택된 세포 상에 투명한 종이 상에 인쇄된 교정 링을 중첩하는 세포 직경의 광학 측정에 의해 측정된다. 공극 크기 측정은 평균 세포 직경 값을 얻기 위해 적어도 몇 백개의 상이한 세포에 대해 수행된다.
겉보기 밀도는 ISO 845에 따라 중량/체적 단위로 측정된다.
금속 발포체 바디의 기하학적 표면적(GSA)은 2-D 발포체 스캔 및 수치법을 이용하여 측정된다. 특히, 이 GSA는 다음과 같은 촬상 기법을 사용하여 측정되었다. 경화제(10:3 중량비의 수지 및 에폭시 경화제의 혼합물)를 포함한 발포체 샘플(20 x 20 mm)이 홀더 내에 설치된다. 이 샘플은 70 ℃ 오븐 온도에서 30 분간 경화된다. 이 발포체 샘플은 폴리싱 디스크 및 물을 이용하여 폴리싱된다. "이너뷰(Inner View)" 소프트웨어로 촬상 포착 및 처리가 실시된다. 이미지는 36개의 구역(하나의 구역은 1.7 x 2.3 mm임)으로부터 촬상되었고, 상기 소프트웨어로 촬상된 이미지의 분석이 실시된다. 3 개의 최대 및 3 개의 최소가 제거되고, 다음의 식에 따라 30 개의 구역에 기초하여 GSA 평가가 실시된다.
(As/V) = ΣI(Ps/Atotal)I/I
- 단면적 (Atotal)
- 단면적 당 스트럿 면적(As)
- 단면적 당 스트럿을 포함하는 외주(Ps)
공극률(%)은 다음의 식에 의해 계산된다.
공극률 (%) = 100/VT x (VT - W (1000/ρ),
여기서, VT는 발포체 시트 샘플의 체적, 단위 [mm3]; W는 발포체 시트 샘플의 중량, 단위 [g], 그리고 p는 발포체 재료의 밀도이다.
스트럿 두께는 전자현미경법에 의해 측정된다. 특히, 스트럿 두께는 발포체 미세구조를 3D 시각화하는 살보(Salvo) 등에 따른 X선 마이크로-토모그래피(micro-tomography)를 사용하는 전자현미경법에 의해 평균값으로서 측정된다(참조: Salvo, L, Cloetens, P., Maire, E., Zabler, S., Blandin, J. J., Buffiere, J.Y., Ludwig, W., Boiler, E., Bellet, D. and Josserond, C. 2003, "X-ray micro-tomography as an attractive characterization technique in materials science", Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 200 273-286). 각각의 스트럿에 대해, 등가의 수압 직경(동일한 단면의 원통체와 동등한 직경)이 다수의 스트럿에 걸쳐 계산되고, 통계적으로 평균된다. 다음에 전술한 살바오 방법에 따라 수압 직경으로부터 스트럿의 두께가 얻어지고, 이에 따라 Ni 발포체가 예시적 실시예로서 사용된다.
발포체 면적 밀도(AD)[kgNi/m2(발포체)]/발포체 두께(FT)[m] = X (kgNi/m3(발포체))
X[kgNi/m3(발포체)]/니켈 밀도[kgNi/m3(중실 Ni)] = Y [무차원]
기하학적 표면적 (GSA) = m2/m3
발포체 스트럿의 두께[m] = Y/GSA
금속 또는 금속 합금(B)의 층이 금속 발포체 바디 기재(a)의 일부의 표면 또는 전체의 표면 상에 존재할 수 있다. 그러나, 금속 또는 금속 합금(B)이 금속 발포체 바디 기재(a)의 전체 표면 상에 존재하는 것이 바람직하다. 더욱이 금속 발포체 바디 기재(a) 상의 층(b)은 균일한 두께를 갖는 것이 바람직하다.
더욱이 본 발명은 금속 발포체 바디의 제조 공정에 관한 것으로서,
상기 금속 발포체 바디는,
(a) 적어도 하나의 금속 또는 금속 합금(A)으로 제조된 금속 발포체 바디 기재; 및
(b) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)의 표면의 적어도 일부 상에 존재하는 금속 또는 금속 합금(B)의 층을 포함하고, 상기 금속 또는 금속 합금(A, B)은 그 화학적 조성 및/또는 결정립도가 상이하고, 상기 금속 또는 금속 합금(A, B)은 Ni, Cr, Co, Cu, Ag, 및 이들의 임의의 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고;
(i) 다공질 유기 폴리머 발포체를 제공하는 단계;
(ii) 상기 다공질 유기 폴리머 발포체 상에 적어도 하나의 제 1 금속 또는 금속 합금(A)을 침착시키는 단계;
(iii) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)를 얻기 위해 상기 다공질 유기 폴리머 발포체를 연소시키는 단계; 및
(iv) 전기도금에 의해 상기 금속 발포체 바디 기재(a)의 표면의 적어도 일부 상에 금속 또는 금속 합금(B)의 금속층(b)을 침착시키는 단계를 포함하는, 금속 발포체 바디의 제조 공정.
본 발명의 공정에서, 통상적으로 단계 (iii)은 300 내지 900℃의 범위의 온도에서 실시된다.
단계 (iii)은 각각 상이한 조건의 2 개의 가열 단계로 실행되는 경우에 매우 유리한 금속 발포체 바디를 형성한다는 것이 밝혀졌다. 바람직하게 제 1 가열 단계는 520 내지 580℃의 범위, 540 내지 560℃의 범위의 온도에서, 1.5 내지 5 시간 동안, 바람직하게는 2.5 내지 4 시간 동안, 불활성 분위기 하에서, 바람직하게는 질소 하에서 수행되는 것이 바람직하다. 제 2 가열 단계는 800 내지 880℃의 범위, 바람직하게는 840 내지 850 또는 860℃의 범위의 온도에서, 5 내지 100 초 동안, 바람직하게는 10 내지 30 초 동안, 공기 하에서 수행되는 것이 바람직하다.
바람직한 공정은,
(i1) 다공질 폴리우레탄 발포체를 제공하는 단계;
(ii3) 상기 폴리우레탄 발포체 상에 5 내지 50 μm의 두께로 Ag을 침착시키는 단계; 및
(iii1) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)를 얻기 위해 300 내지 850℃의 범위의 온도에서 상기 폴리우레탄 발포체를 연소시키는 단계; 및
(iv1) 단계 (iii1)에서 얻어진 상기 금속 발포체 바디 기재(a) 상에 전기도금에 의해 1 내지 200 μm, 더 바람직하게는 5 내지 50 μm의 두께로 Ag를 침착시키는 단계를 포함한다.
더 바람직한 공정은,
(i1) 다공질 폴리우레탄 발포체를 제공하는 단계;
(ii4) 폴리우레탄 발포체에 전기 전도성을 부여하도록 스퍼터링에 의해 Ni 또는 Ag를 침착시키는 단계;
(ii5) 단계 (ii3)에서 얻어진 전기 전도성 폴리우레탄 발포체 상에 전기 도금에 의해 5 내지 50 μm의 두께로 Ag를 침착시키는 단계; 및
(iii1) burning off(연소) the 폴리우레탄 발포체 at a 온도 in the 범위 of from 300 내지 850℃; and
(iv1) 단계 (iii1)에서 얻어진 상기 금속 발포체 바디 기재(a) 상에 전기도금에 의해 1 내지 200 μm, 더 바람직하게는 5 내지 50 μm의 두께로 Ag를 침착시키는 단계를 포함한다.
추가의 양태에서, 본 발명은 물리적 흡착 또는 흡수 공정에서 또는 화학적 공정에서 본 명세서에 기재된 금속 발포체 바디의 용도에 관한 것이다.
실시예는 제약, 정제 및 산업 용도에서 액체 폐기물의 흐름으로부터 금속을 제거 및 회수하는 것이다.
또한 본 발명의 금속 발포체 바디는 특히 유기 화합물, 예를 들면, 수소화반응, 이성질체화, 수화반응, 수소화분해, 환원적 아미노화, 환원적 알킬화, 탈수, 산화, 탈수소화반응, 재배열 및 기타 반응을 수반하는 다양한 촉매 화학 반응을 위한 촉매 제제 내의 성분으로서 사용될 수 있다.
바람직한 용도에서, 금속 발포체 바디는 메탄올의 산화에 의해 포름알데히드를 제조하기 위한 공정에서 촉매용 전구물질 또는 촉매로서 사용된다. 이러한 용도의 경우, 금속 발포체 바디는 금속 성분에 기초하여 99 원자%를 초과하는 은을 함유하는 것이 바람직하다. 금속 발포체 바디는 적어도 99.999 원자%의 은 및 0.001 원자% 이하의 원소 Al, Bi, Cu, Fe, Pb, 및 Zn을 포함하는 것이 더 바람직하다.
메탄올의 산화에 의한 포름알데히드의 제조를 위한 공정에서 촉매의 수명은 은 과립 촉매에 비해 은에 기초한 이러한 금속 발포체 바디가 사용될 때 훨씬 더 높다는 것이 밝혀졌다. 더욱이, 이러한 공정의 경우, 은 과립 대신 금속 발포체 바디가 사용되는 경우에 은의 요구량이 상당히 더 낮다는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 금속 발포체 바디는 높은 공극률을 보이고, 경량이고, 큰 표면적을 갖는다. 더욱이, 이것은 우수한 구조적 균질성을 나타낸다. 유량, 질량 및 열의 전달 특성에 관하여, 표면 개질된 금속 발포체는 낮은 압력 강하, 향상된 유동 혼합, 높은 열 전달율 및 질량 전달율, 높은 열 전도율 및 낮은 확산 저항을 가능하게 한다.
본 발명은 여러가지 장점을 갖는다. 본 발명은, 발포체 바디 표면 상의 금속 입자의 결정립도가 제어될 수 있으므로 높은 기계적 안정성 및 매우 명확한 표면 구조를 갖는, 화학적 공정에서 사용되는 촉매 또는 촉매용 성분을 제조할 수 있다. 즉, 결정립도는 공지된 발포체 바디에 비해 금속 발포체 바디의 합성 조건에 대한 의존성이 낮다.
더욱이, 본 발명의 금속 발포체 바디는 이것을 통한 우수한 물질 전달을 가능하게 하고, 동시에 전달되는 물질은 촉매 부위와 접촉할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 발포체 바디를 사용하면 채널링(channeling)을 방지할 수 있다.
다음의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석될 수 없다. 결정립도 및 층 두께는 주사 전자현미경법에 의해 측정되었다.
도 1은 얻어진 은 발포체의 단면, 특히 이중 전기도금된 Ag 발포체 스트럿의 단면을 보여준다.
실시예
먼저, 1.6 mm 시트로서 450 μm의 평균 공극 크기를 갖는 다공질 폴리우레탄 발포체를 제공함으로써 금속 발포체 바디가 제조되었다. 폴리우레탄 발포체는 이 폴리우레탄 발포체에 전기 전도성을 부여하기 위해 Ni(대안적으로 Ag)로 스퍼터링되었다. 다음에 은이 20 μm의 평균 두께로 전기도금되었다. 다음에, 폴리우레탄 발포체는 700℃의 온도에서 공기 중에서 연소되었다. 폴리우레탄 발포체의 연소 후에 결정립도는 은층의 침착 직후의 결정립도에 비해 증대되었다. 다음에, 20 μm의 평균 두께를 갖는 2 은층이 도금되었다. 최종 금속 발포체 바디의 결정립도는, 폴리우레탄 발포체가 연소되기 전, 은층의 침착 직후의 결정립도와 유사하였다. 도 1은 얻어진 은 발포체의 단면, 특히 이중 전기도금된 Ag 발포체 스트럿의 단면을 보여준다. 도 1에서, 1 , 3 및 5는 제 1 전기도금된 층의 결정립도, 2, 4, 6은 제 2 전기도금된 Ag 층의 결정립도를 나타낸다. 제 1 전기도금된 층의 결정립도가 제 2 전기도금된 층에 비해 더 큰 것을 명확하게 볼 수 있다.
비교 실시예
이 실시예에서는 폴리우레탄에 전기전도성이 부여된 후에 40 μm의 평균 두께를 갖는 은층이 전기도금되었다. 최종 금속 발포체 바디의 결정립도는 실시예의 최종 금속 발포체 바디의 결정립도보다 컸다.

Claims (15)

  1. 금속 발포체 바디로서,
    (a) 적어도 하나의 금속 또는 금속 합금(A)으로 제조된 금속 발포체 바디 기재; 및
    (b) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)의 표면의 적어도 일부 상에 존재하는 금속 또는 금속 합금(B)의 층을 포함하고, 금속 또는 금속 합금(A, B)은 그 화학적 조성 및/또는 결정립도가 상이하고, 상기 금속 또는 금속 합금(A, B)은 Ni, Cr, Co, Cu, Ag, 및 이들의 임의의 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고;
    (i) 다공질 유기 폴리머 발포체를 제공하는 단계;
    (ii) 상기 다공질 유기 폴리머 발포체 상에 적어도 하나의 금속 또는 금속 합금(A)을 침착시키는 단계;
    (iii) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)를 얻기 위해 상기 다공질 유기 폴리머 발포체를 연소시키는 단계; 및
    (iv) 전기도금에 의해 상기 금속 발포체 바디 기재(a)의 표면의 적어도 일부 상에 금속 또는 금속 합금(B)의 금속층(b)을 침착시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 얻어지는, 금속 발포체 바디.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (ii)는,
    (ii1) 화학적 증착법 또는 물리적 증착법에 의해 금속 또는 금속 합금(A1)을 포함하는 제 1 금속층을 침착시키는 단계; 및
    (ii2) 전기도금에 의해 금속 또는 금속 합금(A2)을 포함하는 제 2 금속층을 침착시키는 단계를 포함하고,
    상기 금속 또는 금속 합금(A1, A2)은 Ni, Cr, Co, Cu, Ag, 및 이들의 임의의 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고, 상기 금속 또는 금속 합금(A1, A2)은 동일하거나 상이한, 금속 발포체 바디.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 금속층의 평균 두께는 최대 0.1 μm이고, 상기 제 2 금속층의 평균 두께는 5 내지 50 μm인, 금속 발포체 바디.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공질 유기 폴리머 발포체는 폴리우레탄(PU) 발포체, 폴리 에틸렌 발포체 및 폴리프로필렌 발포체로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 금속 발포체 바디.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 발포체 바디 기재(a) 내의 스트럿(strut)의 두께는 5 내지 100 μm의 범위인, 금속 발포체 바디.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 또는 금속 합금(B)의 층(b)의 평균 두께는 5 내지 200 μm인, 금속 발포체 바디.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 A2 및 B는 은인, 금속 발포체 바디.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 은의 함량은 적어도 99.999 원자%이고, 상기 원소 Al, Bi, Cu, Fe, Pb, 및 Zn의 함량은 0.001 원자% 이하인, 금속 발포체 바디.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 발포체 바디는 100 내지 5000 μm의 공극 크기, 5 내지 100 μm의 범위의 스트럿의 두께, 300 내지 1200 kg/m3의 범위의 겉보기 밀도, 100 내지 20000 m2/m3 의 범위의 기하학적 비표면적, 및 0.50 내지 0.95의 범위의 공극률을 갖는, 금속 발포체 바디.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 또는 금속 합금(B)의 층(b)은 상기 금속 발포체 바디 기재(a)의 전체 표면 상에 존재하는, 금속 발포체 바디.
  11. 금속 발포체 바디의 제조 공정으로서,
    상기 금속 발포체 바디는,
    (a) 적어도 하나의 금속 또는 금속 합금(A)으로 제조된 금속 발포체 바디 기재; 및
    (b) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)의 표면의 적어도 일부 상에 존재하는 금속 또는 금속 합금(B)의 층을 포함하고, 상기 금속 또는 금속 합금(A, B)은 그 화학적 조성 및/또는 결정립도가 상이하고, 상기 금속 또는 금속 합금(A, B)은 Ni, Cr, Co, Cu, Ag, 및 이들의 임의의 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고;
    (i) 다공질 유기 폴리머 발포체를 제공하는 단계;
    (ii) 상기 다공질 유기 폴리머 발포체 상에 적어도 하나의 제 1 금속 또는 금속 합금(A)을 침착시키는 단계;
    (iii) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)를 얻기 위해 상기 다공질 유기 폴리머 발포체를 연소시키는 단계; 및
    (iv) 전기도금에 의해 상기 금속 발포체 바디 기재(a)의 표면의 적어도 일부 상에 금속 또는 금속 합금(B)의 금속층(b)을 침착시키는 단계를 포함하는, 금속 발포체 바디의 제조 공정.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 금속 발포체 바디의 제조 공정은,
    (i1) 다공질 폴리우레탄 발포체를 제공하는 단계;
    (ii3) 상기 폴리우레탄 발포체 상에 5 내지 50 μm의 두께로 Ag을 침착시키는 단계; 및
    (iii1) 상기 금속 발포체 바디 기재(a)를 얻기 위해 300 내지 850℃의 범위의 온도에서 상기 폴리우레탄 발포체를 연소시키는 단계; 및
    (iv1) 단계 (iii1)에서 얻어진 상기 금속 발포체 바디 기재(a) 상에 전기도금에 의해 1 내지 200 μm의 두께로 Ag를 침착시키는 단계를 포함하는, 금속 발포체 바디의 제조 공정.
  13. 물리적 흡착 또는 흡수 공정 또는 화학적 공정에서 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 금속 발포체 바디의 용도.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 금속 발포체 바디는 메탄올의 산화에 의해 포름알데히드를 제조하기 위한 공정에서 촉매용 전구물질로서 또는 촉매로서 사용되는, 금속 발포체 바디의 용도.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 금속 발포체 바디는 적어도 99.999 원자%의 은 및 0.001 원자% 이하의 원소 Al, Bi, Cu, Fe, Pb, 및 Zn을 포함하는, 금속 발포체 바디의 용도.
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