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整体式催化剂兼具传质传热好、床层压降低、紧凑小型、工程放大简单等优点,得到了广泛应用。与传统的陶瓷基体整体式催化剂相比,以金属为基体的整体式催化剂(Metallic Monolith Catalyst,MMC)具有诸多优点:更强的机械强度、更薄的壁厚、优良的热传导性、更高的可塑性等。但因更加光滑的金属表面和较大的热膨胀系数,使得活性涂层与基体间的粘附性较差,涂层和催化剂易从基体上脱落,成为金属基体整体式催化剂的发展瓶颈。而阳极氧化技术可以从根本上解决粘附性难题,因多孔阳极氧化铝(Porous Anodic Alumina,PAA)材料的氧化铝层与金属基体之间存在一层自生长势垒层,使得多孔层与金属基体间具有高度粘附性,所以PAA作为催化剂载体具有良好的应用前景。但PAA作为催化剂载体也存在固有的缺点,如孔结构单一、比表面积小等,本文通过对其形貌和结构的优化进行改善,制备了一种新型的非涂覆式催化剂。具体内容如下: 以草酸为电解液,在保留铝中间层的前提下,通过阳极氧化条件的调变(电压、时间、电解液浓度及温度),从催化剂载体的角度,定量地考察了阳极氧化多孔膜的膜厚、孔径、孔密度、比表面积等的变化规律。在此基础之上,通过进一步的温和条件下的水热处理,在保持其有序孔骨架结构的前提下,将无定型骨架氧化铝转变为γ-A12O3,并大幅提高了其比表面积。最后,基于阳极氧化和后续改性修饰技术,试制了一种非涂覆式锯齿状金属基体整体催化剂载体,在与商业的涂覆式堇青石蜂窝体的对比中,显示了略高的比表面积,更大的开孔率和更轻的质量。 通过电解草酸制备PAA的孔分布高度有序,可在一定范围内自由调节孔径,但孔径大都无法超过100 nm,会增大活性组分的内扩散阻力。因而需要研究出一种大孔PAA。本文发现通过调节柠檬酸、草酸、磷酸比例可以制备出孔径大于100nm的PAA,加入乙醇后膜厚上下均匀。但磷酸因遏制水热反应且难以去除,因而其比表面积不高。虽然通过草酸腐蚀表面提高了比表面积,但提高的幅度不大,需要再做进一步研究,找出一种可以替代磷酸的有机酸。