DE752823C - Katalysator fuer die Ammoniakoxydation - Google Patents

Description

• Katalysator für die Ammoniakoxydation DieErfindung beziehtedch auf dieAriz@moniakoxydation mit Hilfe von Katalysatoren aus Platin bzw. Legierungen von Platin mit untergeordneten Mengen von Zusatzmetallen.
• Es sind bereits Katalysatoren: für die Ämmoniakoxydation bekannt, die aus Drähten aufgebaut sind, deren Mantel aus: PlÜi,n oder einer Platinlegierung und deren Kern aus Nichtplat'inmetallen besteht. Bei Verwendung derartiger Katalysatoren, z. B. -Netzkatalysatoren zur Ammoniakoxydation besteht die Gefahr, daß unter dem EinfluB der hohen Verbrennungstemperaturen, z. B. 800'°, Kernmetall und Mantelmetall ineinander diffundieren und Legierungen entstehen, die im Hinblick auf die erstrebte katälytisehe Wirkung oder auf sonstige Eigenschaften, z. B. mit Bezug auf Gebrauchsdauer, unerwünscht 'sind.
• Erfindungsgemäß wird derart verfahren, daB zwischen der aus Platin oder einer platinreichen Legierung bestehenden Mantelschicht und dem aus Nichtplati:nmetallen bestehenden Kern eine Sperrschicht vorgesehen wird, die das Inei.nanderdiffumdieren des Kernmetalls und des Mantelmetalls bei. hohen Temperaturen verhindern.
• Als Kerntnetall können z. B. Legierungcrt von Nickel-Chrom, Eisen-Chrom oder Eisen-Chrom-Aluminium verwendet werden. Die Kernmetalle können weiterhin Zusätze von kleineren Mengen von z. B. Thorium oder Molybdän oder Wolfram gegebenenfalls mehrere derartiger Zusätze enthalten.
• Als Sperrschicht kommt in erster Linie eine Metalloxydschdcht in Frage.
• Zur Herstellung der Sperrschicht kann man z. B. derart verfahren, daß man die aus dem Kernmetall hergestellten Drähte unter Zutritt von Luft oder mit Sauerstoff angereicherter Luft oder von Sauerstoff glüht, hierdurch eine dünne, aber in sich geschlossene Oxydhaut auf der Oberfläche des Kerndrahts erzeugt und sodann den oberflächlich oxydierten Draht auf das ge"vünschte Gebilde, z. B. Netz, unter tü:nlichs.ter Vermeidung der Z'erletzung der Oberflächenschicht verarbeitet. Man kann auch derart verfahren, daß man aus dem Kerndraht zunächst die gewünschten Gebilde, z. B. Netze. herstellt und diese durch Glühen an der Luft oder in Sauerstoff mit einer als Sperrschicht wirkenden dünnen Oxydhaut überzieht. Selbstverständlich kann man gegebenenfalls auch so vorgehen, daß man den Kerndraht oberflächlich anoxvdiert, hieraus Netze herstellt und diese fürsorglich einer nochmaligen Erhitzung in Gegenwart von Sauerstoff unterwirft.
• Die `'%'eiterverarbeitung kann z. B. so vorgenommen «-erden, daß auf das. mit einer Oxydhaut versehene Kerndrähtgebilde eine dünne Schicht von Platin z. B. durch Katliodenzerstäubung aufgebracht und diese dünne Platinschicht sodann z. B. auf galvanischem Wege bis zur Bildung eines Platinmantels von gewünschter Dicke verstärkt wird.
• Man kann auch so verfahren, daß ein Netz aus Unedelmetall hergestellt, auf,dieses galvanisch zunächst nur ein sehr dünner und poröser Niederschlag aus Platin aufgebracht und das Gebilde alsdann einem Glühvorgang in Gegenwart von Luft oder Sauerstoff unterworfen wird. Auch .hierdurch ist es möglich, eine dünne, geschlossene Oxydschicht unter der dünnen porösen Platinauflage zu erzeugen. Nach Bildung der Oxydschicht muß die Platinauflage galvanisch entsprechend weiter verstärkt werden.
• An Stelle von Rein.plati.n können auch für die Ammoniakoxydation geeignete Legierungen, die außer Platin noch zusätzliche Metalle enthalten, auf die, Oxydschicht aufgebracht werden.
• Für die isolierende Wirkung der Zwischenschicht ist es wesentlich, daß diese zusammenhängend ist. Es hat sich gezeigt, daß Zusätze von geringen Mengen von Thorium zu dem Kernmetall die Bildung geschlossener Oxyds-chichten auf dem Kernmetall begünstigen. Die @heng` des dem Kernmetall zuzusetzenden Thoriums kann z. B. etwa o.oi bis 30/0 betragen.
• Die Sperrschicht kann z. B. auch aus Graphit oder -aus Silicaten bestehen. Zwecks Herstellung einer Graphitzwischenschicht verfährt man z. B. derart, daß auf das aus Unedelmetalldrä Hüten 'hergestellte Netz ein Überzug aus Pennst pulverisiertem in kolloidale Form gebrachten Graphit aufgebracht und unter Luftabschlu:ß aufgebrannt wird. Da Graphit ein verhältnismäßig guter Wärmeleiter ist, bereitet das Aufbringen des Mantels aus Platinmetall oder einer Platinmetallegierumg, z. B. von Platin=Rhodium, keine Schwierigkeiten. Der Mantel kann z. B. auf elektrolytischem Wege erzeugt werden. Das Aufbringen einer Silicatsperrschichtkann z. B. derart erfolgen, daß man das Uned'elmetalldrahtnetz mit einer Natriurnsilicatlösung gleichmäßig überzieht und durch leichtes Glühen eine Silicatschicht aufbrennt. Das Aufbringen der aus Reinplatin oder z. B. Platin-Rhodium bestehenden Mantelschicht. kann in gleicher Weise erfolgen wie bei Vorhandensein einer oxydischen Zwischen-Durch die Erfindung gelingt es, Katalysatoren herzustellen, die eine wirksame Oberfläche aus Platin oder einer katalytisch wirksamen Plati.n.legierung aufweisen, während ,der Kern des Katalysators aus Nichtplati;nmetallen bzw. Legierungen von Nichtplatinmetallen besteht. Da durch die Sperrschicht ein Diffundieren des Kernmetalls bzw. der Kernmetallegierung in die Mantelschicht verhindert wird, werden die Eigenschaften der katalytisch wirksamen Mantelschicht während des Betriebes nicht in unerwünschter Weise verändert.
• Bei Verwendung von bereits bekannten Netzkatalysatoren. aus Drähten, deren Mantel aus Platin oder einer Platinlegierungund deren Kern aus unedlen Metallen oder deren Legierungen besteht, bildet sich während des Betriebes auch bei Vorhandensein von. überschüssigem Sauerstoff keine sperrend wirkende oxydische Zwischenschicht, weil der Sauerstoff nicht durch den verhältnismäßig dicken zusammenhängenden gas,undurchlässigen.Platinmantel, dessen Dicke etwa 5 bis io My beträgt, durchdringen und auf der Oberfläche des Unedelmetallkerns eine Oxydschicht erzeugen kann.- Anders liegt die Sache bei der oben beschriebenen Ausführungsform vorliegender Erfindung, bei der auf den unedlen Metallkern ein sehr dünner poröser Niederschlag von Platin aufgebracht, alsdann durch Glühen in Gegenwart von Luftsauerstoff die gewünschte Oxy dschicht erzeugt und dann erst der eigentliche Platinmantel aufgebracht wird.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aus einem Kern aus Nichtplatilnmet:allen, z. B. Eisen, sowie einer diesen Kern umgebenden Schicht aus Reinpl.atin oder einer katalyti.sich wirksamen Platinleigierung bestehender Katalysator, insbesondere in Netzform, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verwendung des Katalysators für die Arnmoniakoxydation, zwischen ,dien z. B. aus Nickel-Chrom, Eisen-Chrom, Eisen - Chrom - Aluminium bestehenden Drahtkern, der gegebenenfalls noch geringe Mengen von Zusatzmetallen, wie Molybdän und/oder Wolfram, enthalten kann, und dem katalyti-seh wirkenden Mantel eine dünne, vorzugsweise aus Metalloxyden bestehende Sperrschicht angeordnet ist. -
2. 2. Katalysator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmetall geringe Mengen von Thorium enthält.
3. 3. Verfahren. zur Herstellung von. Katalysatoren nach Anspruch i und 2,,dädurch gekennzeichnet, daß Drähte bzw. Drahtnetze aus z. B. Nickel-Chrom, Eisen-Chrom. od. dgl. durch Erhitzen in Gegenwart von Sauerstoff zunächst oberflächlich mit einer Oxydsehich.t versehen werden, worauf die aus Platin oder Platinlegierungen bestehende Mantelschieht aufgebracht wird.
4. 4. Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren nach Anspruch i und 2, ,d@aduirch gekennzeichnet, daß der Kern zunächst nur mit einer sehr dünnen porösen Schicht aus Platin überzogen und dann durch Gl'ü'hen in Gegenwart von Sauerstoff eine oxydische Sperrschicht zwischen Kern und äußerer Platinschicht erzeugt wird, zvoraiuf man die Platinauflage durch Aufbringen von weiterem Platin oder einer Ikatalytisch wirkenden Platinlegierung z. B. galvanisch entsprechend verstärkt. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverf,ahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: USA.-Patents,chrift Nr. 1 043 58o; britische Patentschrift Nr. 385 859.