アルミニウムーステンレス複合基板の触媒化と耐熱試験

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06805067
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 亀山 秀雄 東京農工大学, 工学部, 教授 (10114448)
• 研究分担者: 山本 協子 東京農工大学, 工学部, 教務職員 (30191399)
• キーワード: アルミクラッド / 耐熱試験 / 陽極酸化 / プレート状触媒 / 高伝熱性触媒 / 多孔質アルミナ / 傾斜機能材料 / 複合基板

研究概要

1.目的 本研究は、耐熱性と伝熱性に優れた触媒反応器を制作することを最終目標に、アルミニウム薄膜を圧延によりステンレス上にコートさせたアルミクラッド材を使用して、陽極酸化処理と焼成温度と時間を変化させて、耐熱性のある多孔質プレート状アルミナ触媒担体の調製法を確立することを目的とした。
2.実験方法
(1)装置設計:常温から600℃までの間を毎分10℃程度で繰り返し昇降温し、アルミナ皮膜の剥離の様子を観察した。
(2)触媒調製:アルミクラッド材(アルミニウム厚み50μmから100μm)を500℃で数時間焼成したものをクロム酸を用いて陽極酸化と熱水処理を施し、多孔質アルミナ層を形成させた。
(3)物性測定:調製した触媒の表面積をBET表面積測定装置で測定し、COパルス法により活性点の量を測定した。
(4)耐熱試験:調製した触媒担体を600℃で数時間焼成し、常温から600℃の間での繰り返し耐熱試験を行い、アルミナの膜の剥離しない触媒調製条件を探った。
3.実験結果
(1)前焼成が密着性に与える効果:クラッド基板を焼成する際に、拡散層におけるアルミニウムと鉄の濃度変化をステップ状でなく直線的に変化させるように焼成することで熱膨張の応力を緩和でき、はがれにくい触媒を作れることが明かになった。
(2)熱水処理と耐熱性:触媒作成の際に行う熱水処理と焼成処理に発生する適度なクラックが熱膨張の応力を緩和し、はがれない触媒体とすることが明らかになった。
以上に結果は、平成7年3月28日に大阪大学で開催された第60回化学工学年会で発表された。

研究成果

• [文献書誌] 長沢徹、亀山秀雄,: "ニッケル超微粒子の電着法によるプレート状触媒の調製法の研究" 化学工学論文集、. 20. 131-133 (1994)
• [文献書誌] P.Gastauer and H.Kameyama: "触媒の熱伝達が沸騰下での2-プロパノール脱水素反応に与える影響、" 化学工業会第27回秋季大会講演要旨集、. 3. G-314 (1994)
• [文献書誌] 亀山秀雄: "プロセスシミュレーターASPEN-PLUSを用いたケミカルヒートポンプのエネルギー評価" 化学工業会第27回秋季大会講演要旨集、. 3. G-316 (1994)
• [文献書誌] P.Gastauer and H.Kameyama: "The Thermal Efficiency of the Isopropanol/Acetone/Hydrogen Chemical Pup," Proceedings of International Hydrogen and Clean Energy Symposium ′95,. 317-320 (1995)
• [文献書誌] K.Murata and H.Kameyama: "Performances of Chemical Heat Pump with Reaction Couple of Benzene Hydrogenation and Cyclohexane Dehydrogenation," Proceedingsof International Hydrogen and Clean Energy Symposium ′95. 1. 313-316 (1995)
• [文献書誌] 草刈ゆり、亀山秀雄: "ステンレスを母材にした高温用プレート状アルミナ触媒担体の調製、" 化学工業会第60年会講演要旨集、. 1. 181 (1995)
• [文献書誌] 亀山秀雄(共著): "エネルギー基礎学入門 第3章4節,7節,第4章3節,第5章4節,第6章6〜8節、" パワー社, 234 (1994)
• [文献書誌] H.Kameyama(共著): "The Expanding World of Chemical Engineering, Chapter9," Gordon&Breach,210 (1994)