DE968453C

DE968453C - Verfahren zur Herstellung eines aus einem geformten, katalytisch inerten, undurchlaessigen, mit einer Metalloxydschicht ueberzogenen Traeger bestehenden Katalysators

Info

Publication number: DE968453C
Application number: DEH15117A
Authority: DE
Inventors: Eugene Jules Houdry
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-05-24
Filing date: 1953-01-22
Publication date: 1958-02-20

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus einem geformten, katalytisch inerten, undurchlässigen, mit einer Metalloxydschicht überzogenen Träger bestehenden, ein katalytisch aktives Metall enthaltenden Katalysators, bei dem durch Behandlung des Trägers mit einer Metallsalzlösung, z.B. einer Aluminiumnitratlösung, die ein feinverteiltes aktives Metalloxyd enthalten kann, sowie anschließendes Trocknen und ίο Zersetzen des Metallsalzes ein katalytisch aktiver Metalloxydfilm von '0,0013 bis 0,0381 cm, vorzugsweise 0,0025 bis 0,0152 cm Dicke auf dem Träger aufgebraucht wird, worauf z. B. durch Tränken der Metalloxydschicht mit einer Metallsafelösung und anschließendes Erhitzen das katalytisch aktive Metall in die Metalloxydschicht eingelagert wird.

Eine große Anzahl von Oxydationskatalysatoren ist bereits verwendet worden, welche sowohl in ihrer chemischen Zusammensetzung als. auch in ihrer physikalischen Struktur stark voneinander unterschieden sind. In bezug auf die chemische Zusammensetzung ist die Fähigkeit einer großen Zahl von Metallen und Metalloxyden; entweder allein oder in Kombination, \zum Katalysieren von Oxydationsreaktionen' bekannt. Die folgenden Metalle und/oder ihre Oxyde wurden z. B. als Bestandteile von Oxydationskatalysatoren verwendet:

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Beryllium, Cerium, Chrom, Kobalt, Iridium, Kupfer, Eisen, Blei, Lithium, Magnesium, Mangan, Molybdän, Nickel, Palladium, Platin, Ruthenium, Silber, Thorium, Zinn, Titan, Wolfram, Vanadium, Zink .und Zirkonium. Die bekannten Oxydationskatalysatoren wurden z. B. in Form von Körnchen oder Granulaten .ohne die Verwendung irgendeines Trägers benutzt, aber vielleicht noch häufiger ■ wurde der katalytisch wirksame Anteil des to Katalysators auf porösen Trägern aufgebracht. Viele der 'bisher bekannten Oxydationskatälysatoren bestehen.· %., B. aus .einem porösen Gel, wie Aluminium oder Süika-Gel, ,oder einer porösen schwerschmelzbaren Substanz, wie. Asbest, welche 'mit einem katalytisch wirksamen. Metall,-wie..Silber oder Platin, imprägniert ist. '

-Weiter sind schon Verfahren bekanntgeworden, bei welchen auf einem als Trägerstoff dienenden Formling aus Leichtmetall eine künstlich erzeugte

2,0 Leich'tmetalloxyjdsc'hicht geschaffen wird, die mit dem zum Katalysator "bestimmten Meta;ll in Form einer Salzlösung getränkt wird, worauf' das aufgezogene Metallsalz, durch chemische Umsetzung in das Metall umgewandelt wird. Die'Leichtmetalloxidschicht wird bei diesem Verfahren z. B. durch Behandlung von amalgamiertem Aluminium mit wäßrigen.Metallsalzlösungen erhalten. Diese Aluminiumoxydschicht haftet jedoch erfahrungsgemäß nicht fest auf dem Träger.

· Obwohl viele dieser bekannten Oxydationskatalysatoren unter verhältnismäßig milden Arbeitsbedingungen oder (bei besonderen- Anwendungen unter sorgfältiger Kontrolle erfolgreich arbeiten, besteht schon lange der Bedarf nach einem Oxyda-

tionskatalysator mit hoher und:'beständiger Wirk-, samkeit, welcher physikalisch'und chemisch stabil genug ist, um außerordentlich schweren Arbeitsbed.ingungen'während längerer Zeitdauer zu widerstehen. Im besonderen wird ein Katalysator benötigt, welcher seine physikalische Stabilität bewahren und seine hohe Wirksamkeit unter Bedingungen aufrechterhalten kann, bei welchen er fortdauernden und verhältnismäßig heftigen mechanischen Stoßen und großen Veränderungen - der Temperatur einschließlich verhältnismäßig hoher - Temperatur von 540⁰ bis 1100⁰ ausgesetzt ist und bei welchen Arbeitsbedingungen, wie die Raumgeschwindigkeit der Reaktionsteilnehmer durch den Katalysator, dauernd oder auch zeitweise stark schwanken. Der Katalysator soll weiterhin sehr widerstandsfähig gegen Verunreinigung und chemische Vergiftung sein, so daß er für die Oxydation VmU Mischungen der verschiedensten Substanzen verwendet werden·kann. ■

Erfindungsgemäß wird ein Oxydationskataly-■ sator hergestellt, welcher alle diese erwünschten Eigenschaften in hohem Grade besitzt. Der erfindungsgemäße Katalysator öffnet Anwendungsgebiete für die katalytische Oxydation, welche bis-

her praktisch für diese Anwendung wegen des Mangels an einem brauchbaren Öxydations'katalysator verschlossen waren. Die Verwendung von Oxydationekatalysatoren für das Entfernen von Auspuffgasen aus Verbrennungsmotoren · z. B. wurde in der Vergangenheit oft vorgeschlagen, aber bis jetzt wurde keine technische Möglichkeit dazu geschaffen, da ein genügend wirksamer .und dauerhafter. Oxydationskatalysator fehlte. Diese und viele andere Anwendungen der katalytischen Oxydation werden durch die vorliegende Erfindung technisch möglich gemacht.

Der erfindungsgemäße Katalysator besteht aus einem geformten Träger, der aus einem katalytisch inerten, thermisch- widerstandsfähigen, im wesentlichen undurchlässigen Material besteht, wie es z. B. Porzellan ist.- Nur auf der äußeren Flache des geformten Trägers wird ein katalytisch wirksames Metalloxyd, z. B. katalytisch wirksames Aluminiumoxyd, als ein dünner festhaftender Oberflächenfilm niedergeschlagen, der eine maximale Dicke von ungefähr 0,0381 cm hat. Dieser dünne, katalytisch- wirksame Film von Metalloxyd wird· mit einem katalytisch wirksamen Metall, wie Platin, .welches in Verbindung mit dem Metalloxyd Oxydationsreaktionen katalysieren kann, imprägniert.

Bei dem Katalysator dient der geformte Träger nur als mechanischer Träger für den Film des katalytisch· wirksamen Materials, welches auf seiner äußeren Fläche niedergeschlagen ist. Wegen der verhältnismäßig außerordentlichen Dünne des katalytischen Films und seiner daraus- folgenden Empfindlichkeit gegen Abrieb muß das katalytische Material in "dem-Reaktionsraum so befestigt werden, daß der Film des katalytisch wirksamen Materials nicht in Berührung mit benachbarten Flächen ist. Wenn z.B. der geformte Träger mit" seinem, dünnen oberflächlichen Katalysatorfifm beim Einwerfen in die Reaktionskammer zufällig in .Berührung mit ähnlichen katalytischen Elementen gebracht wird, so „wird durch das Aneinanderreihen der Flächen der Katalysatoren der wirksame Katalysatorfilm entfernt, und es bleibt nur der katalytisch unwirksame Träger.

Außer der k-atalytischep Unwirksamkeit des geformten' Trägers soll auch keine Neigung des .Trägermaterials bestehen, mit dem katalytischen Film zu reagieren, da dies unweigerlich zu einem Verlust oder zur Verminderung der Wirksamkeit führt. .

Das Material, aus dem der Träger hergestellt ist, braucht nicht völlig undurchlässig zu sein. Es soll zumindest nur so wenig porös sein, daß das .katalytisch wirksame Material fast vollkommen von der äußeren Fläche des Trägers als dünner Oberflächenfilm getragen wird und nicht in den .Poren in dem Körper des Trägers niedergeschlagen wird, wie im Falle vieler üblicher Katalysatoren Tatsächlich ist eine leichte Oberflächenporösität. vorteilhaft, da sie eine bessere Haftung des katalytischen Films bewirkt, vorausgesetzt,, daß die Poren nicht so groß sind, daß das katalytisch wirksame Material in den Trägerkörper eindringen kann.

Um den Katalysator bei verhältnismäßig hohen Temperaturen verwenden zu können, muß das

Material, aus dem der Träger hergestellt ist, natürlich thermisch widerstandsfähig sein. Weiterhin muß der Träger aus einem Material sein, das einen Ausdehnungskoeffizienten hat, welcher dem des katalytisch wirksamen Films ähnlich oder im wesentlichen gleich ist, da sonst der dünne katalytische Film durch -wiederholtes Zusammenziehen und Ausdehnen schnell abblättert.

Ein Beispiel für ein passendes Material, aus ίο welchem der geformte Träger hergestellt sein kann, ist ein dichtes, im wesentlichen undurchlässiges Porzellan von der Art, aus welchem z. B. Zündkerzen und Brennerspitzen guter Qualität hergestellt sind. Es ist bekannt, daß dieses. Material einen Erweichungspunkt hat, der gewöhnlich über 1380⁰ liegt, daß es eine dichte Struktur und einen hohen Widerstand gegen Splittern hat. Es hat einen Ausdehnungskoeffizienten, der dem des katalytisch aktiv wirksamen Films, der auf seiner

ao Oberfläche erfindtingsgemäß niedergeschlagen wird, ganz ähnlich oder fast gleich ist, und dementsprechend wird der katalytische Film durch wiederholtes Erhitzen und Abkühlen-nicht beeinflußt. Es ist natürlich klar, daß das Material, aus dem der Träger hergestellt ist, selbst von irgendeinem ■anderen Material getragen wenden kann, z. B. kann ein. Metallrohr oder eine andere Struktur mit einem Überzug von dichtem Porzellan versehen werden, und der erfindungsgemäße dünne katalytische Film kann auf diesem Porzellanüberzug -niedergeschlagen werden.

Brauchbare katalytisch wirksame .Metalloxyde, die den dünnen Oberflächenfilm bilden, der auf der äußeren Fläche des Trägers niedergeschlagen ist, sind katalytisch wirksames Thoriumoxyd, Magnesiumoxyd und Berylliumoxyd und im besonderen katalytisch wirksames Aluminiumoxyd. Diese Oxyde müssen, dämit'sie katalytisch wirksam sind, in einer 'besonderen Form vorhanden sein oder hergestellt werden. Bei Aluminiumoxyd z. B. ist es bekannt, daß es verschiedene Kristallformen hat, und zwar das sogenannte y-Ahiminiumoxyd und a-Aluminiumoxyd. Die y-Form ist katalytisch wirksam, während die α-Form im wesentlichen unwirksam ist. Es ist 'bekannt, daß das y-Aluminiumoxyd durch Erhitzen " von gefälltem Aluminiumhydroxyd oder durch Zersetzen eines Aluminiumsalzes, wie Aluminiumnitrat, bei einer Temperatur von ungefähr 430 bis 540⁰ C hergestellt werden kann. Ähnlich ist es bekannt, daß y-Aluminiumoxyd beim Erhitzen über ungefähr 1150° C das tnigonalkristalline Oxyd oder a-Aluminiumox'yd wird, das keine katalytische Wirksamkeit besitzt. So besitzt ein Porzellanträger wegen der hohen Temperatur, der er ausgesetzt wurde, keine katalytische Wirksamkeit, obwohl er Alüminiumoxyd oder Magnesiumoxyd entfalten kann.

Ein brauchbares Verfahren zur Herstellung eines anhaftenden Films des Metalloxyds auf dem geformten Träger ist das Eintauchen des Trägers in eine Lösung eines geeigneten Salzes, z. B. eine · Lösung eines Aluminiumsalzes, Magnesiumsalzes oder BerylSiumsälzes, und dann das Zersetzen dieses Salzes durch Hitze. Unter diesen Bedingungen schlägt sich auf der Oberfläche des Porzellans oder anderen passenden Trägers ein festhaftender Film von aktivem Aluminiumoxyd, Berylliumoxyd oder Magnesiumoxyd nieder. Bei der Verwendung dieses Verfahrens sind mehrere aufeinanderfolgende Tauchungen und nachfolgende· Zersetzungen nötig, um einen Film mit einer" genügenden Dicke herzustellen.

Ein anderes brauchbares Verfahren zum Herstellen des Metalloxydfilmst/pelieht darin, daß der geformte Träger in eine Salzlösung des geeigneten' Metalls getaucht wird, welche feinverteilte Teilchen des entsprechenden Metalloxyds dispergiert enthält, und daß dann das Saliz zersetzt wird, um einen Oxydfikn niederzuschlagen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß durch eine Tauchung ein Film mit genügender Dicke erzeugt wird'. Bei diesem Verfahren kann z. B. der Träger in eine Lösung von Aluminiumnitrat, welche feinverteilte Teilchen von katalytisch, wirksamem Aluminiumoxyd enthält, getaucht werden. Nach dem Trocknen und beim Erhitzen zersetzt sich das Aluminiumnitrat in wirksames Aluminiumoxyd, und zusammen mit dem feinverteilten Aluminiumoxyd, das während des Tauchens niedergeschlagen wurde, bildet sich ein festhaftender Film von katalytisch wirksamem Aluminiumoxyd. Bei Verwendung dieses Verfahrens können Filme der richtigen Dicke, z. B. von 0,0025 bis 0,015 cm, in einem einzigen Tauch- und Zersetzungsprozeß hergestellt werden.

Eine Dispersion von katalytisch wirksamem Aluminiiumoxydpulver in einer Lösung von Aluminiumnitrat wird z. B. hergestellt, indem500gAluminiumoxydpulver mit 1200 cm³ gesättigter wäßriger Lösung von Aluminiumnitrat, die 635 g Al (NO₃)₃ pro Liter enthält, gemischt und gut diispergiert werden. Ein geformter Porzellanträger in Form einer Scheibe, wie er in den Zeichnungen dargestellt ist, wird! in diese Dispersion eingetaucht und mit ihr ungefähr 5 Minuten bei Zimmertemperatur in Berührung gelassen. Der Porzellankörper wird dann entfernt, abtropfen gelassen und und dann ungefähr V2 Stunde bei niedriger Temperatur bis ungefähr i2o° C getrocknet. Dann wind die Temperatur nach und nach während ungefähr 1 Stunde auf 430 bis no 540⁰ C erhöht. Dann läßt man die Körper während einer weiteren. Stunde langsam auf Zimmertemperatur abkühlen. Es wird ein harter haftender Film von Aluminiumoxyd mit einer Dicke von ungefähr 0,0076 cm erzeugt.

Die Dicke des ,Oberflächenfilms von Metalloxyd ■ist sehr wichtig, besonders in bezug auf die lange Lebensdauer und Wirksamkeit des Katalysators. Der Film soll zumindest 0,00127 cm dick sein, dies entspricht ja auch dem" vorliegenden Metalloxyd, ungefähr 1 bis 3 mg Metalloxyd pro'qcm Oberfläche des geformten Trägers. Er soll eine maximale Dicke von ungefähr 0,038 cm haben. Filme mit einer größeren Dicke als diese haben während der Benutzung eine Neigung zum Zerspringen und zum "5 Abblättern vom Träger, was natürlich die kataly-

tische Wirksamkeit schnell verringert oder zerstört. Vorzugsweise ist die Dicke des Films 0,0025 bis 0,0152 ein. Filme in diesem bevorzugtenDickenberejch 'halben keine Neigung zum Abblättern und bilden, wenn sie mit einem katalytisch wirksamen Metall imprägniert sind, einen Katalysator von großer Wirksamkeit, welcher fortdauernd monatelang den schärfsten Verfahrensbedingungen ohne Verlust oder Verminderung der Wirksamkeit ausgesetzt sein kann. Wenn Filme mit einer Dicke unter 0,0025 cm verwendet werden, muß besonders auf die chemische Zusammensetzung des Trägers geachtet werden. Wenn ·ζ, B. ein Porzellanträger angewendet wird, welcher freies, d. h. ungebundenes Siliciumdioxyd enthält, ist es möglich; daß das Siliciumdioxyd in die ganze Dicke des Films eindringt und'sie vergiftet (z. B. durch die Umsetzung mit katalytisch wirksamem Aluminiumoxyd). Bei dickeren Filmen ist die chemische Zusammenao setzung des Trägers weniger entscheidend.

Um den Oxydati'onskatalysator fertigzustellen, wird der Film.des katalytisch wirksamen Metall¹ oxyds mit einem katalytisch wirksamen Metall imprägniert, welches in Verbindung mit dem Metalloxyd Oxydationsreaktionen Tsatalysieren kann. Brauchbare Metalle für diesen Zweck.sind vorzugsweise Platin, Ruthenium, Palladium, Silber und Kupfer oder Kombinationen wie Silber-Chrom, Kupfer-Chrom und Kupfer-Mangan.. Kobalt' und Nickel sind weniger brauchbar, da ihre Wirksamkeit leicht durch die Anwesenheit von schwefelenthaL-tenden Substanzen im Strom der Reaktionsteilnehmer, der durch- den Katalysator 'hindurchgeht,, beeinflußt wind. Andere Metalle wie Eisen, Chrom, Blei und Mangan sind im allgemeinen viel weniger wirksam als die oben aufgeführten Metalle. Die Metalle können in, dem Katalysator am Anfang oder während des Gebrauchs entweder im metallischen Zustand oder einem oxydierten Zustand vorbanden sein. Es ist oft schwer' oder unmöglich, besonders während des Gebrauchs, genau festzustellen, in welchem Zustand das Metall tatsächlich vorliegt. Es ist anzunehmen, daß es zumindest in einigfen Fällen während der Verwendung dauernd einer Oxydation und Reduktion unterworfen ist. Im Gegensatz dazu ist das Metalloxyd (Aluminiumoxyd, Thoriumoxyd, Berylliumoxyd, Magnesiumoxyd), das den dünnen Film bildet, ein stabiesi.Oxyd und bleibt sehr wahrscheinlich während der ganzen Zeit der Verwendung im oxydierten Zustand.

Die Imprägnierung des Films aus aktivem Metalloxyd mit dem katalytisch wirksamen Metall kann z. B. durch Tauchen des Trägers mit seinem anhaftenden Film von Metalloxyd in eine Lösung eines Salzes des geeigneten Metalls, z. B. in eine Lösung eines Platinsalzes, erreicht, werden. Nach Zersetzung dieses Salzes durch Hitze ist der Film mit dem Metall oder seinem Oxyd- in einem sehr ■fein verteilten Zustand imprägniert. Eine einzige .Tauchung genügt iirf allgemeinen, um die gewünschte Menge des katalytisch wirksamen Metalls in dem Grundfilm niederzuschlagen.

Das Mengenverhältnis des katalytisch wirksamen Metalls zu dem Metalloxydfilm ist wichtig in bezug' auf die Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit des Katalysators. Auf jeden Fall soll der Metalloxydfilm mit einer geringeren Gewichtsmenge des katalytisch wirksamen Metalls, bezogen auf das Gewicht des· Metalloxydfilms, imprägniert werden. In den meisten Fällen soll das Gewicht des kata- go Iytisch wirksamen Metalls, bezogen auf den Metalloxydfilm,' 30% nicht überschreiten. Die geringste Menge des katalytisch wirksamen Metalls, das erforderlich ist, um einen leidlich annehmbar aktiven Katalysator herzustellen, variiert natürlieh mit dem besonderen verwendeten Metall. Im Vergleich mit einem weniger aktiven Metall wie Silber oder Kupfer ist z. B. eine viel kleinere Menge Platin erforderlich, um eine gleiche Wirksamkeit zu geben.

In der folgenden Tabelle wird eine beispielsweise Anzahl von verschiedenen Kombinationen von Aluminiumoxyd, Thoriumoxyd, Berylliumoxyd und Magnesiumoxyd gegeben, welche mit verschiedenen Mengen von katalytisch wirksamen Metallen imprägniert waren.

Aktive Metalloxyde Katalytisch wirksames Metall, Gewichtsteile, bezogen auf aktives Metalloxyd

Aktives Aluminiumoxyd

Aktives Aluminiumoxyd ."

Aktives Aluminkmioxyd

Aktives Thoriumoxyd

Aktives Berylliumoxyd

- ■ Aktives · Berylliumoxyd :

Aktives Berylliumoxyd

Aktives Magnesiumoxyd .

Bei einem seltenen Metall wie Platin oder Palladium ist es natürlich erwünscht, so wenig Metall als möglich zu verwenden, um eine annehm-ο,οΐ, 0,ο5, Ο,Ο25, ο,οΐ, ο,ΐ ι, 5 und ro% Platin 0,15% Platin und 6,6% Mangan 10% Silber

6,6^/0 Silber und 3,3% Chrom
6,6% Silberchromat
. 20 «/» Platin .
ι bis 8% Platin
r bis 5°/o Palladium

2,5 bis 7,5% Platin und 2,5 bis 7,5% Palladium ι bis 5 % Ruthenium .
% Iridium
Platin

bar hohe Wirksamkeit zu erzielen. Ein Aluminiumoxydfilm, der mit ungefähr 1 bis 2 Gewichtsprozent Platin, bezogen auf das Aluminiumoxyd,

imprägniert ist, gibt wegen der hohen Wirksamkeit des Platins sehr befriedigende Ergebnisse. Bei weniger aktiven Metallen, z. B. Silber und Kupfer, kann eine größere Menge des Metalls notwendig sein, z. B. 5 oder io°/o, bezogen auf das Gewicht des aktiven Metalloxydfilms. In vielen Fällen· beginnt die Wirksamkeit des Katalysators abzufallen, wenn das Mengenverhältnis des katalytisch wirksamen Metalls zu dem Metalloxydfilm einen bestimmten Punkt übersteigt, und meistens tritt, wenn die Menge des Metalls ungefähr 30% überschreitet, die Gefahr ein, daß der Grundfilm während der Verwendung- sehr schnell zerstört wird, weil der Film sich von der Oberfläche des Trägers ablöst.

In den Zeichnungen sind verschiedene Arten von geformten · Porzellanträgern, welche erfindungsgemäiß angewendet werden können, dargestellt.
Fig. t ist ein Grundriß eines solchen Porzellan-

ao trägers, der aas einer Scheibe α besteht, welche mit Löchern h perforiert ist;

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 ist ein Grundriß, einer anderen Art von

Porzellanträger, der aus der Scheibe c besteht, die mit tiefen Schlitzen ä und e auf entgegengesetzten Flächen versehen ist; die Schlitze auf den entgegengesetzten Flächen simd im rechten Winkel zueinander und so tief, daß sie sich treffen und dabei öffnungen für den Gasstrom durch die Scheibe bilden;

Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der

Fig. 3;

Fig. 5 ist ein Grundriß eines Porzellanträgers, der aus der Scheibe f besteht, welche Reihen von Schlitzen h aufweist, die auf entgegengesetzten Flächen -gebildet sired, und außerdem Löcher g, die durch die Scheibe gebohrt sind;

Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5-

Auf den äußeren Flächen der dargestellten geformten Träger ist der katalytisch wirksame Film angebracht.

Auch Träger anderer Form können verwendet werden, z. B. kann der Träger die Form eines Zylinders oder einer Stange haben. Zum Beispiel kann bei einer Anordnung, welche besonders zur Reinigung von Auspuffgasen von Verbrennungsmotoren geeignet ist, eine Anzahl von Porzellan-■ trägern in Form perforierter Scheiben, die mit einem dünnen Film des katalytisch wirksamen Materials versehen sind, mit geringen Abständen rund um den Umfang einer Rohrleitung befestigt sein, wobei die Rohrleitung selbst im Abstand von ihrem Gehäuse gehalten wird. Auf diese Art wird der dünne Film des aktiven Materials auf der Fläche des Porzellanträgers außer Berührung mit den benachbarten Katalysatorflächen gehalten und kann so durch Abrieb nicht entfernt werden.

Der dünne Film des Katalysators ist außerordentlich dauerhaft, wenn er auf diese Art vor Abrieb geschützt wird. Er wird durch wiederholte und verhältnismäßig heftige mechanische Stöße nicht beeinflußt und widersteht in der Tat jeder Art von Erschütterung oder Stoß. Wiederholte und verhältnismäßig schnelle Temperaturwechsel zerstören oder verändern den Film nicht, solange das Material des unter ihm liegenden Trägers selbst nicht geschädigt ist. Im· Gegensatz: dazu waren frühere Oxydationskatalysatoren gewöhnlich sehr empfindlich sowohl· gegen mechanische wie ■thermische Stöße und' zerfielen, wenn sie diesen Bedingungen ausgesetzt wurden, schnell zu Pulver.

Sollte sich die Wirksamkeit des dünnen Katalysatorfilms nach längerer Verwendungszeit vermindern, kann er durch' chemische oder mechanische Mittel leicht von der Oberfläche des Trägers entfernt werden, und der Träger· kann dann wieder verwendet werden..

Der erfindungsgemäße Katalysator kann, vorteilhaft bei der katalytisehen Oxydation von Auspuffgasen von. Verbrennungsmotoren angewendet werden; dabei werden das Kohienmonoxyd und; übelriechende Dämpfe, die in diesen Gasen enthalten sind, fast vollkommen entfernt.

Eine andere vorteilhafte Verwendung· der erfindungsgemäßen Katalysatoren ist die katalytische Oxydation von gasförmigem oder verdampfbarem Treibstoff. Die Verwendung der katalytisehen Oxydation für diesen Zweck erlaubt die Gewinnung von fast roo°/o des Wärmegehaltes des Treibstoffes, voti der ein wesentlicher Teil in gewöhnlichen Verbrennungsprozessen oft verlorengeht. Ein erfindungsgetnäß hergestellter Katalysator mit einem Film von aktivem Aluminiumoxyd, das mit einer kleinen Menge Platin imprägniert ist, kann dabei fortlaufend Monate bei Temperaturen von 260 bis 1100⁰ C benutzt werden.

In vielen Industrien werden z. B. Abgase in großen Mengen erzeugt, welche brennbare Substanzen enthalten, die aber in so geringen Konzen-•trationen vorhanden sind, daß die Abgase außerhalb der Grenze der Entflammbarkeit sind. Gewöhnlich entläßt man diese Abgase in die Atmosphäre mit dem Ergebnis, daß ihr Wärmegehalt vollkommen verlorengeht und -daß weiterhin sehr ernste Luftverunreinigungsprobleme entstehen. Hierzu .gehören z. B. die Abgase aus Ölraffinerien wie Regenerationsgase, die während der katalytischen Krackverfahren entstehen, oder die Abgase von Emaillieröfen, die geringe K.onzentrationen von Kohleniwasserstofflösungsmitteln enthalten und deshalb nicht durch gewöhnliche Verfahren verbrannt werden können. Die Verwendung der katalytisehen Oxydation mit einem wirksamen und unempfindlichen Oxydationskatalysator gibt ein praktisches Mittel für die Gewinnung fast des gesamten Wärmegehaltes dieser Abgase.

Claims

PATENTANSPKOCHE:

i. Verfahren zur Herstellung eines aus einem geformten, katalytisch inerten, undurchlässigen, mit einer Metalloxydschicht überzogenen Träger bestehenden, ein katalytisch _ «5. aktives Metall enthaltenden Katalysators, da-

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•durch gekennzeichnet, daß durch Behandlung des Trägers mit einer Metallsalzlösung, z. B. einer Alumindumnitratlösung, die ein feinverteiltes aktives Metalloxyd enthalten kann, sowie anschließendes Trocknen und Zersetzen, des Metallsalzes ein katalytisch aktiver Metalloxydfilm von 0,0013 bis. 0,0381cm, vorzugsweise 0,0025 bis 0,0152 cm Dicke auf dem Träger aufgebracht wird, worauf z. B. durch Tränken der Metalloxydschicht mit einer Metallsalzlösung und anschließendes Erhitzen das katalytisch aktive Metall in die Metalloxydschicht eingelagert wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger Porzellan verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da-· durch gekennzeichnet, daß als Metalloxydfilm ein Film aufgebracht wird, der aus Aluminiumoxyd, Thoriumoxyd, Magnesiumoxyd oder Berylliumoxyd besteht oder dieses enthält.
4. Verfahren nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als katalytisch aktives Metall Platin, Ruthenium, Palladium, Silber, Kupfer, Silber-Ohrom, Kupfer-Chrom, Kupfer-Mangan, Nickel oder Kobalt in den Metalloxydfilm eingelagert sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Metalloxydfilm weniger als 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als 2 Gewichtsprozent, des katalytisch aktiven Metalls eingelagert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Metalloxydfilm ein Film aus Aluminiumoxyd aufgebracht wird, in den als katalytisch aktives Metall Platin eingelagert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 723475, 732234,

857 811; deutsche Patentanmeldung B ii627lVb/i2k;

französische Patentschrift Nr. 977 108;

USA.-Patentschriften Nr. 2615899, 2615900;

Petroleum Refiner, 28. Jahrg., 1949, S. 129 bis 134;

Industrial and Engineering Chemistry, 37. Jahrg., 1945, S. 432.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

& 509 698/467 3.56 (709 884/8 2.58)