DE1519978C3 - Verfahren zur Herstellung von feinverteiltes Palladium enthaltenden porösen keramischen Sinterteilchen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von feinverteiltes Palladium enthaltenden porösen keramischen SinterteilchenInfo
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Description
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch worin mit »Isotopenverhältnis« das Verhältnis zwischen
gekennzeichnet, daß als Teilchen solche aus gesin- der Anzahl Atome des leichten Isotops und der Anzahl
tertem Glas oder gesintertem Aluminiumoxid ver- Atome des schweren Isotops bezeichnet ist. Bei einer j|
wendet werden. Temperatur von 200C findet man ungefähr
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 25 ... _, .
dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion mittels « = I Q [m d A as SJst&m Pro .um-Deuterium,
Wasserstoff ohne vorherige thermische Zersetzung « = 2>* [m d/s System Proüum-Tntium,
des Palladiumsalzes durchgeführt wird. Ä = X'4 fur das System Deuterium-Tritium.
dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion mittels « = I Q [m d A as SJst&m Pro .um-Deuterium,
Wasserstoff ohne vorherige thermische Zersetzung « = 2>* [m d/s System Proüum-Tntium,
des Palladiumsalzes durchgeführt wird. Ä = X'4 fur das System Deuterium-Tritium.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Es ist auch für das den besten Wirkungsgrad bietende
dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung 30 Verfahren der Bandenverdrängung bekannt, das
und Reduktion zur Abscheidung der gewünschten Palladium in feinverteilter Form im Inneren der soge-Palladiummenge
auf den Teilchen mehrfach wieder- nannten Trennsäule anzuordnen, auf diese Säule von
holt werden. einem ihrer Enden her die zu behandelnde Gasmi-
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, schung in einer solchen Menge zu geben, daß nur ein
dadurch gekennzeichnet, daß als Palladiumsalz ein 35 Teil der Säule an dieser Mischung gesättigt ist, darauf
Palladiumchlorid, insbesondere Na2PdCl4 · H2O, stärker als das schwere Isotop adsorbiertes Protium
in wäßriger Lösung verwendet wird. einzuleiten und am Ausgang der Säule nacheinander
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, eine bestimmte Menge des schweren Isotops praktisch
dadurch gekennzeichnet, daß zur Beendigung der rein, darauf ein eine aus einem Gemisch wechselnder
Reduktion allmählich bis auf 200°C bis zur Beendi- 40 Zusammensetzung bestehende Mischfraktion dieses
gung der Säuredampfentwicklung erwärmt und Isotops mit Protium und schließlich reines Protium abdarauf
im Stickstoffstrom erkalten gelassen wird. zunehmen. F i g. 1 zeigt grafisch den Verlauf der Trennung,
wobei die Konzentrationen an schweren Isotopen in Abhängigkeit vom aufgefangenen Gasvolumen auf-
45 getragen sind.
Die Extraktionsausbeute an schwerem Isotop ist definiert durch:
Menge des am Kopf abgezogenen schweren Isotops
Menge des in der eingeführten Mischung enthaltenen schweren Isotops
Man bezeichnet mit Restfraktion das Verhältnis:
Man bezeichnet mit Restfraktion das Verhältnis:
Menge des in der Mischfraktion enthaltenen schweren Isotops
Menge des in der eingeführten Mischung enthaltenen schweren Isotops
Menge des in der eingeführten Mischung enthaltenen schweren Isotops
Offensichtlich gilt die Beziehung den Merkmale definiert werden, die voneinander ab-
. , . . r, .. . .. Λ , ,ΛΛη, 6o hängig und nicht allein maßgebend sind:
Ausbeute + Restfraktion = 1 bzw. 100%.
Offensichtlich ist außerdem die Menge des in der 1. Die einem theoretischen Boden äquivalente
Mischfraktion enthaltenen Deuteriums um so größer Säulenhöhe, die auch als H. T. B. bezeichnet
und damit die Ausbeute um so geringer, je geringer die wird; oder auch die einem theoretischen Boden
Veränderung der Isotopenkonzentration in Abhängig- 65 äquivalente Menge des Edelmetalls Palladium,
keit vom aufgefangenen Volumen ist. die im folgenden mit P. T. B. (Palladiumäqui-
Unter diesen Bedingungen kann der Wirkungsgrad valent zum theoretischen Boden) bezeichnet ist.
einer Trennsäule durch eines oder mehrere der folgen- Bekanntlich bezeichnet der theoretische Boden
3 4
gewöhnlich einen Säulenabschnitt, zwischen dessen Inneren der Trägerfasern ausfällt, jedoch ist Asbest
Grenzen der erhaltene Trenneffekt gleich, dem außerdem ein wenig geeigneter Träger, weil er nicht
Elementartrennfaktor<x ist (wie in Fig. 1 ge- nur das Durchströmen von Gas behindert, sondern
zeigt). auch erhebliche Wassermengen enthält.
2. Die in der Mischfraktion enthaltene Menge an 5 Silicagel, in dem Palladium ausgefällt wird, adsorschwerem
Isotop (s. Fig. 1) oder auch die Ge- biert ebenfalls erhebliche Wassermengen und läßt
samtgasmenge, die diese Mischfraktion darstellt. außerdem das Gas nur schwer zu den Palladiumteilchen
3. Die Extraktionsausbeute an schwerem Isotop, gelangen.
hiernach als »Ausbeute« bezeichnet. Eine ausgezeichnete Verteilung des Palladiums kann
ίο auf Körnern von aktiviertem Aluminiumoxid oder
Eine Beschreibung des Prinzips dieser Chromato- Aktivkohle durch chemische Ausfällung einer Pallagraphiermethode
mit weiteren Einzelheiten findet sich diumschicht auf der Oberfläche dieser Träger erhalten
unter anderem in den folgenden Veröffentlichungen: werden. Ein solcher Hydrierungskatalysator, Palla-
1. E. G1 u e c k a u f und G. P. K i 11, »Proceedings dium auf Poröfen ^Γο^0^?™^ S, Ψ"
of the International Symposium on Isotope 1^ spielswase « der USA-Patentschrift.3 116 342 beSeparation«,
1958, North Holland Publishing schrieben. Leider sind die so abgeschiedenen PaHa-Company,
Amsterdam, S. 210 bis 226; dmmmengen gering vorzugsweise unter 0,4 Gewichts-
2. C. O. T h ο m a s und H. A. S m i t h, »Journal V™z™\ u und außerdem haben die Trafr', d[e eine
of Physical Chemistry (USA)«, 1959, Bd. 63, S. 427 so*ch<; Abf h^ld^ ermöglichen, eine erhebliche spebis
432" 20 zinscne Oberfläche, im angegebenen Fall Aluminium-
3. F. B ο 11 e r, J. M e η e s, S. T i s t c h e η k ο, °*id ^ne solc}c von 5 bf 6^ ^ vorzugsweise 10 bis
G. Dirian, »Rapport CEA«, Nr. R. 2545. ^O m'/g, und entsprechend sehr Weine Poren mit
Radien von unter 0,14 μΐη (1400 A), vorzugsweise
Bei einer Abwandlung des Bandenverdrängungs- einen mittleren Porenradius im Bereich von 0,02 bis
Verfahrens sättigt man zunächst die Säule teilweise mit 25 0,07 μπι, und können daher große Mengen Wasser
der zu trennenden Gasmischung, wie oben erläutert, adsorbieren.
und erwärmt dann die Säule von ihrem stromaufwärts Sämtliche bekannten palladiumhaltigen Materialien
liegenden Ende her allmählich, um den Wasserstoff sind also zur Wasserstoffisotopentrennung praktisch
fortschreitend zu desorbieren. Die am Säulenende auf- unbrauchbar.
gefangenen Produkte sind die gleichen wie im Haupt- 30 Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein
verfahren, und es können die gleichen Merkmale wie Verfahren zur Herstellung von mit Palladium über-
oben definiert werden. Obgleich also dieses abgewan- zogenen keramischen Sinterteilchen zu schaffen, die als
delte Verfahren hier nicht betrachtet wird, gilt das Adsorberstoffe zur Füllung von Gaschromatographier-
folgende ebenso auch dafür. säulen zur Wasserstoffisotopentrennung geeignet sind,
Abgesehen von der bekannten Tatsache, daß die ge- 35 damit also eine möglichst große Oberfläche bei gleichtrennten
Isotopenmengen zur eingesetzten Palladium- zeitig hohem Palladiumgehalt von bis zu 25 Gewichtsmenge proportional sind, ist auch bekannt, daß die prozent aufweisen müssen, jedoch frei von den oben-Trennung
um so besser erfolgt, je feiner das Palladium erwähnten Nachteilen sind.
zerteilt und je gleichmäßiger es verteilt ist. Es muß für Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eindas
Gas leicht zugänglich sein. Außerdem muß es fest 4° gangs angegebenen Art gelöst, das erfindungsgemäß
an Ort und Stelle gehalten sein, um zu vermeiden, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß als Teilchen solche,
es vom Gasstrom weggeblasen wird, oder auch ein- die nur sehr wenig Wasser adsorbieren und ein Porenfach,
daß die Teilchen verklumpen. Die Form des das volumen zwischen 50 und 500 mm3/g und Porendurch-Palladium
verteilt haltenden Trägers muß so sein, daß messer zwischen 1 und 200 μΐη aufweisen, eingesetzt
das Gas leicht und ohne zu großen Druckverlust durch 45 werden.
das Bett strömen kann. Im übrigen besitzt das Palla- Weitere bevorzugte Ausbildungen der Erfindung er-
dium außer seiner Eigenschaft, Wasserstoff und seine geben sich aus den Unteransprüchen.
Isotopen zu adsorbieren, die Eigenschaft, Isotopen- Die Erfindung wird erläutert durch die folgende
austauschreaktionen zwischen Wasserstoff und wasser- Beschreibung und die Zeichnungen. Es zeigt:
stoffhaltigen Verbindungen, besonders Wasser, zu 50 F i g. 1 eine grafische Darstellung des Verlaufs einer
katalysieren, weshalb die Gegenwart von Wasser be- Wasserstoffisotopentrennung,
sonders zu vermeiden ist. F i g. 2 einen senkrechten Schnitt einer Vorrichtung
Alle diese Erfordernisse widersprechen sich so stark, zur Herstellung des erfindungsgemäßen Palladium-
daß bisher keine der bekannten Trennsäulenfüllungen materials,
völlig befriedigt hat. 55 Fig. 3 einen senkrechten Schnitt der Vorrichtung
Geschmolzene oder gesinterte nicht poröse Träger der F i g. 2 während der letzten Verfahrensstufe, wobei
(Kugeln oder Ringe aus Glas, gebrochenes geschmol- sich die Vorrichtung in einem Ofen befindet,
zenes Siliciumdioxid usw.) adsorbieren zwar kein Das Ausgangsprodukt ist poröses gesintertes Alu-Wasser und lassen das Gas gut zum Palladium gelan- miniumoxid mit einer Körnung von beispielsweise gen, weisen jedoch zwei schwere Nachteile auf, indem 60 zwischen 0,63 und 0,80 mm. Diese Körnung ist nicht sie keine genügende Dispersion des Palladiums ge- obligatorisch und kann je nach Form der Säule, ihren währleisten und dieses nur sehr schlecht festhalten, so Abmessungen, den gewünschten Gasdurchsätzen oder daß man keine genügende Palladiummenge einführen allen anderen Parametern eingestellt werden. Das kann, ohne daß das Palladium vom Gasstrom mitge- Porenvolumen liegt zwischen 50 und 500 mm3/g oder rissen wird. 65 vorzugsweise zwischen 200 und 500 mm3/g. Der mitt-
zenes Siliciumdioxid usw.) adsorbieren zwar kein Das Ausgangsprodukt ist poröses gesintertes Alu-Wasser und lassen das Gas gut zum Palladium gelan- miniumoxid mit einer Körnung von beispielsweise gen, weisen jedoch zwei schwere Nachteile auf, indem 60 zwischen 0,63 und 0,80 mm. Diese Körnung ist nicht sie keine genügende Dispersion des Palladiums ge- obligatorisch und kann je nach Form der Säule, ihren währleisten und dieses nur sehr schlecht festhalten, so Abmessungen, den gewünschten Gasdurchsätzen oder daß man keine genügende Palladiummenge einführen allen anderen Parametern eingestellt werden. Das kann, ohne daß das Palladium vom Gasstrom mitge- Porenvolumen liegt zwischen 50 und 500 mm3/g oder rissen wird. 65 vorzugsweise zwischen 200 und 500 mm3/g. Der mitt-
Die aus einem Gemisch von Palladium mit Asbest lere Porendurchmesser beträgt etwa 10 μπι, jedoch sind
bestehenden Massen sind zu heterogen. Man kann Produkte mit Porendurchmessern zwischen 1 und
diesen Nachteil beheben, indem man das Palladium im 200 μπι verwendbar.
5 6
Das gesinterte und zerkleinerte Aluminiumoxid wird wäscht mit kochendem destilliertem Wasser bis zur
zur Entfernung von Feingut gewaschen, worauf man vollständigen Entfernung der Chloride,
dieses Produkt in ein am Boden mit einer gelochten Man trocknet im Trockenschrank und führt dann Glasplatte 22 versehenes Glasgefäß 21 füllt (F i g. 2). erneut einen vollständigen Verfahrenszyklus durch. Das Glas kann durch jedes beliebige, gegenüber den 5 Am Ende wird der Palladiumschwarzstaub abgesiebt, verwendeten Lösungen chemisch inerte Material er- Auf diese Weise kann man etwa folgende Palladiumsetzt werden. Das Rohr 21 ist an seinem oberen Ende mengen auf 100 g Aluminiumoxid abscheiden:
mit einem Stopfen 23 verschlossen, durch den ein
dieses Produkt in ein am Boden mit einer gelochten Man trocknet im Trockenschrank und führt dann Glasplatte 22 versehenes Glasgefäß 21 füllt (F i g. 2). erneut einen vollständigen Verfahrenszyklus durch. Das Glas kann durch jedes beliebige, gegenüber den 5 Am Ende wird der Palladiumschwarzstaub abgesiebt, verwendeten Lösungen chemisch inerte Material er- Auf diese Weise kann man etwa folgende Palladiumsetzt werden. Das Rohr 21 ist an seinem oberen Ende mengen auf 100 g Aluminiumoxid abscheiden:
mit einem Stopfen 23 verschlossen, durch den ein
Rohr 24 geführt ist. Es ist an seinem unteren Ende In einem Durchgang 7,3 g Pd,
durch ein Rohr 25 verlängert, das durch den Stopfen 26 io in zwei Durchgängen 15,0 g Pd,
eines unteren Glasgefäßes 27 reicht. In dieses Gefäß 27 in drei Durchgängen 19,9 g Pd,
gibt man eine wäßrige Lösung 28 eines Palladium- in vier Durchgängen 24,8 g Pd.
Chlorids, beispielsweise eine gesättigte und durch eine
Chlorids, beispielsweise eine gesättigte und durch eine
Fritte filtrierte Lösung von Na2PdCl4 · H2O. Diese Die Bestimmung der abgeschiedenen Palladium-Lösung
28 wird durch einen Luftüberdruck, der mittels 15 mengen kann entweder durch Wägung des Aluminiumeines
auf einen Seitenstutzen 30 des unteren Gefäßes 27 oxids für sich und des palladiumhaltigen Aluminiumaufgeschobenen
Gummiballs 29 erzeugt wird, in das oxids unter Berücksichtigung der Aluminiumoxidverobere
Gefäß 21 gedrückt. Nach mehrfachem Durch- luste in Form von Staub oder durch eine gravimetrigang
der Lösung 28 zieht man die in den Zwischen- sehe Analyse eines aliquoten Teils der palladiumräumen
der Füllung hängende Lösung durch ein 20 haltigen Massen nach Auflösung des Palladiums mitleichtes
Saugen mit dem Gummiball 29 ab. Der Vor- tels Königswasser erfolgen.
teil dieser Maßnahme im Vergleich mit anderen, bei- Beispielsweise hat ein erfindungsgemäßes Palladiumspielsweise
dem unmittelbaren Sättigen in der Lösung material mit einer Körnung von 0,63 bis 0,8 mm aus
oder mittels eines die Körner enthaltenden Korbes, ist Aluminiumoxid als Träger mit einem Gesamtpallazweifach:
Zum einen kann man so die Körner mit 25 diumgehalt von 23,15 g/100 g Aluminiumoxid eine
einem sehr geringen Überschuß an Lösung imprägnie- Wasserstoffaufnahmekapazität von 25 cm3 pro cm3
ren, und zum anderen können auf diese Weise die Im- des Materials.
prägnierung, die Trocknung und Reduktion mit Die durch Verwendung des erfindungsgemäßen
Wasserstoff im gleichen Gefäß 21 vorgenommen wer- Palladiummaterials bei der Wasserstoffisotopentren-
den. 30 nung durch Gaschromatographie erzielbaren Vorteile
Man nimmt dann das untere Gefäß 27 vom oberen zeigen die folgenden Vergleichsversuche:
Gefäß 21 ab und bringt letzteres in einen Ofen 31 Als Chromatographiersäule wurde dabei ein Rohr (F i g. 3). Das Rohr 25 wird dann über einen Durch- von 1 m Länge, 10 mm Innen- und 14 mm Außenflußmesser (Rotameter) 32 mit einem Dreiwegehahn 33 durchmesser verwendet, in dem unmittelbar über dem verbunden, dessen Anschlüsse 34 und 35 mit der Stick- 35 unten befindlichen Auslaßende und zwischen Drahtstoff- bzw. Wasserstoffzuleitung verbunden sind. netzen eingeschlossen das fast die ganze Länge des
Gefäß 21 ab und bringt letzteres in einen Ofen 31 Als Chromatographiersäule wurde dabei ein Rohr (F i g. 3). Das Rohr 25 wird dann über einen Durch- von 1 m Länge, 10 mm Innen- und 14 mm Außenflußmesser (Rotameter) 32 mit einem Dreiwegehahn 33 durchmesser verwendet, in dem unmittelbar über dem verbunden, dessen Anschlüsse 34 und 35 mit der Stick- 35 unten befindlichen Auslaßende und zwischen Drahtstoff- bzw. Wasserstoffzuleitung verbunden sind. netzen eingeschlossen das fast die ganze Länge des
Die im Gefäß 21 enthaltene Masse wird dann unter Rohrs füllende Palladiummaterial und darüber eine
Durchleiten von Stickstoff unter allmählichem Er- kleine Menge von Molekularsiebmaterial der Körnung
wärmen im Ofen 31 bis auf ungefähr 180° C getrocknet. 0,4 bis 0,5 mm angeordnet war.
Die langsam zunehmende Erwärmung verhindert, 40 Zweck des letzteren ist die Zurückhaltung von im
daß das mitgeführte Wasser sich am Ausgang des Gas enthaltenen Wasserspuren und die Verhinderung
Rohrs 24 kondensiert, auf die Füllung zurückfällt und einer möglichen Verunreinigung des Gases durch an
das Salz der oberen Schichten wieder auflöst. Eine den Rohrwänden absorbiertes Wasser, da die Anandere
Möglichkeit zur Verhinderung dieses Nachteils Wesenheit von Wasserdampf aus den oben angegebenen
besteht darin, einen abwärts gerichteten Gasstrom zu 45 Gründen nachteilig ist. Der Vorteil dieser Anordnung
verwenden. und der Wahl dieses besonderen Trockenmittels liegt
Wenn am Ausgang des Rohrs 24 kein Wasserdampf darin, daß man durch Erhitzen der gesamten Säule auf
mehr austritt, läßt man das Gefäß 21 im Stickstoff- ungefähr 200° C gleichzeitig das Trockenmittel und das
strom erkalten. Anschließend leitet man einen Wasser- Palladiummaterial regenerieren kann,
stoffstrom hindurch. Es entwickelt sich sofort Chlor- 50 Die Menge des Trockenmittels ist zwischen zwei
wasserstoff säure. Wenn deren Entwicklung nachläßt, Grenzen gewählt, die von seiner spezifischen Kapazität
erwärmt man allmählich bis auf 200°C. abhängen: einerseits muß seine Menge zur Bindung
Man verfolgt die Entwicklung der Chlorwasserstoff- des gesamten Wassergehalts des zu behandelnden
säure, beispielsweise, indem man ein pH-Indikator- Gases ausreichen, andererseits muß sie so gering wie
papier an den Auslaß hält. Wenn die Entwicklung auf- 55 möglich sein, damit die zurückgehaltenen gasförmigen
hört, verdrängt man den Wasserstoff durch Stickstoff, Verunreinigungen (z. B. Stickstoff) vom Wasserstoff
während der Ofen noch heiß ist, und läßt im Stickstoff- eluiert worden sind und die Trennsäule bereits verström
erkalten. lassen haben, bevor die Front des Deuteriums oder
Selbstverständlich muß man in jedem Fall acht- Tritiums am Säulenausgang erscheint. Das »Zurückgeben,
daß niemals Wasserstoff in Gegenwart von 60 haltevolumen« der Verunreinigungen im Trocken-Luftsauerstoff
auf die Masse einwirkt, die dabei als mittel muß also deutlich kleiner als das Volumen des
Katalysator der Wiedervereinigung des Gemisches bis zu diesem Augenblick eingeleiteten verdrängenden
O2 + H2 wirken würde, was zu einer schädlichen Er- Protiums sein. Im vorliegenden Fall beträgt das Vowärmung
führen würde. lumen des Molekularsiebs 2 cm3. Diese Menge ist
Auf dieser Stufe sind die Körner der Füllmasse 65 reichlich, da sie den Wassergehalt von 5 1 bei Raum-
durch das gebildete Natriumchlorid stark agglomeriert. temperatur gesättigten Gases zurückhalten kann,
Man extrahiert die Masse mit Wasser und gibt sie in jedoch auch klein genug, um Störungen wegen der
einen Becher. Die Körner lösen sich voneinander. Man Zurückhaltung inerter Verunreinigungen und deren
verzögerter Elution zu vermeiden, da beispielsweise für Stickstoff das Zurückhaltevolumen nur 38 cm3 bei
Raumtemperatur beträgt, während das Volumen des eingeführten verdrängenden Protiums 700 bis 1000 cm3
erreicht, bis das schwere Isotop am Säulenausgang erscheint.
Die Chromatographiersäule ist mittels einer Heizwicklung oder eines Heizmittels von außen heizbar.
Zur Isotopentrennung wird der Gasstrom abwärts gerichtet durch die Säule geleitet, da die Übereinander-Schichtung
verschiedener Gase in der Reihenfolge abnehmender Dichten vom Boden der Säule her (Tritium,
Deuterium, Protium) deren erneute Vermischung durch Konvektion vermindert und daher deren Trennung
begünstigt. Ein zweiter sehr wichtiger Vorteil der abwärts gerichteten Strömung ist, daß ein mögliches
Setzen der Säulenfüllung keine schädlichen Volumina am Auslaßende der Säule erzeugt, die zu einer unerwünschten
teilweisen Rückvermischung der getrennten Gasfraktionen führen können.
Vergleichsversuche
1. Wasserstoff und Deuterium werden mittels einer Trennsäule getrennt, die mit einer erfindungsgemäßen
Aluminiumoxidmasse mit einem Gehalt von 24,8 g Palladium auf 100 g Aluminiumoxid gefüllt ist. Man
erhält für das Palladiumäquivalent eines theoretischen Bodens (P. T. B. — wie oben definiert) einen Wert von
9,65 mg Palladium.
Bei einem identischen Trennversuch unter Verwendung von nach dem gleichen Verfahren auf Sinterglaskörnern
abgeschiedenem Palladium als Füllung beträgt dieser Wert 13 mg Palladium.
Bei identischen Vergleichsversuchen wurden Kontaktmassen bekannter Art, nämlich ein Aktivkohleträger,
der durch Kochen mit wäßriger Palladiumchloridlösung, und ein Asbestträger, der durch Fällung
des Palladiums mittels Formaldehyd in alkalischem Milieu, jeweils in bekannter Weise mit Palladium beladen
wurden, verwendet. Dabei erhielt man die folgenden P. T. B.-Werte:
80 mg für Aktivkohle-Trägermaterial;
mehr als 100 mg für Asbest-Trägermaterial.
mehr als 100 mg für Asbest-Trägermaterial.
2. Um im Vergleich die Leistungen verschiedener Adsorptionsmaterialien bei der Wasserstoffisotopentrennung
zu bestimmen, wurde eine Chromatographiersäule verwendet, die eine Behandlung von 80 1
eines Gemisches mit ungefähr 10% Deuterium oder Tritium ermöglicht. Die Trägermaterialien gesintertes
Aluminiumoxid (Säule 1), gesintertes Glas (Säule 2) und Bimsstein (Säule 3) wurden nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren, der Aktivkohleträger (Säule 4) und der Asbestträger (Säule 5) in der oben angegebenen
Weise mit Palladium beladen. Der Träger aus Körnern von glasartigem Siliciumdioxid wurde durch
Verdampfen einer Lösung eines Palladiumsalzes und Reduktion mittels Wasserstoff nach dem in der eingangs
an zweiter Stelle genannten Veröffentlichung angegebenen Verfahren mit Palladium überzogen.
In der folgenden Tabelle sind die erhaltenen Ergebnisse für die beiden Systeme Protium-Deuterium und
Protium-Tritium aufgeführt.
Trägermaterial
Aluminiumoxid, gesintert Glas,
gesintert
Bimsstein
Aktivkohle
5
Asbest
Asbest
System Protium + Deuterium
Volumen der Mischfraktion (ml)
Deuteriumgehalt in der Mischfraktion (ml) ...
Ausbeute (%)
Isotopenreinheit des erhaltenen Deuteriums (°/0)
System Protium + Tritium
Volumen der Mischfraktion (ml)
Tritiumgehalt in der Mischfraktion (ml)
Ausbeute (%)
Isotopenreinheit des erhaltenen Tritiums (%)..
260 120 98,5 99,5 ± 0,2
120 56 99,3 99,5 ± 0,3 430
190
97,6
99,5 ± 0,2
190
97,6
99,5 ± 0,2
175
80
99
99,4 ± 0,3
810
320
99,3 ± 0,2
410
160
99 ± 0,3
3500
1100
1100
86,3
99,0 ± 0,2
99,0 ± 0,2
5200
2000
75
98,5 ± 0,2
2000
75
98,5 ± 0,2
Man ersieht den erheblichen Vorteil, der durch die 55 Bimsstein zu etwas ungünstigeren Ergebnissen führt,
Erfindung erzielt wird, und zwar sowohl hinsichtlich was darauf beruht, daß dieser Träger, wie bekannt,
der Ausbeute als auch der Isotopenreinheit des Pro- Poren sehr heterogener Abmessungen besitzt, was eine
dukts. Ferner ist ersichtlich, daß die Verwendung von ungleichmäßigere Verteilung des Palladiums bewirkt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von feinverteiltes einer Palladiumsalzlösung imprägniert und getrocknet
Palladium enthaltenden porösen keramischen Sin- 5 werden und das Palladiumsalz dann auf den Teilchen
terteilchen zur Verwendung als Füllung von Gas- reduziert wird. Ein solches Palladiummaterial ist gechromatographiersäulen
zur Wasserstoffisotopen- eignet als Füllung von Chromatographiersäulen, die
trennung, wobei die Teilchen mit einer Palladium- zur Wasserstoffisotopentrennung benutzt werden.
Salzlösung imprägniert, getrocknet und das PaIIa- Bekanntlich tritt bei der Lösung von Wasserstoff in diumsalz dann auf den Teilchen reduziert wird, io Palladium eine Isotopentrennung auf, da das Protium dadurch gekennzeichnet, daß als löslicher als das Deuterium und dieses wiederum lös-Teilchen solche, die nur sehr wenig Wasser ab- licher als das Tritium ist. Dieser Effekt kann zur Trensorbieren und ein Porenvolumen zwischen 50 und nung von Protium-Deuterium- oder Protium-Tritium-500 mm'/g und Porendurchmesser zwischen 1 und sowie auch zur Trennung von Deuterium-Tritium-Ge-200 μιη aufweisen, eingesetzt werden. 15 mischen benutzt werden.
Salzlösung imprägniert, getrocknet und das PaIIa- Bekanntlich tritt bei der Lösung von Wasserstoff in diumsalz dann auf den Teilchen reduziert wird, io Palladium eine Isotopentrennung auf, da das Protium dadurch gekennzeichnet, daß als löslicher als das Deuterium und dieses wiederum lös-Teilchen solche, die nur sehr wenig Wasser ab- licher als das Tritium ist. Dieser Effekt kann zur Trensorbieren und ein Porenvolumen zwischen 50 und nung von Protium-Deuterium- oder Protium-Tritium-500 mm'/g und Porendurchmesser zwischen 1 und sowie auch zur Trennung von Deuterium-Tritium-Ge-200 μιη aufweisen, eingesetzt werden. 15 mischen benutzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Im Gleichgewicht ist der Elementartrennfaktor α
zeichnet, daß Teilchen mit einem Porenvolumen wie folgt definiert:
zwischen 200 und 500 mm3/g und einem mittleren Isotopenverhältnis in der Gasphase
Porendurchmesser von etwa 10 am verwendet a = ~ r~~ : : ~ ~ ~ T ™ '
j Isotopenverhaltnis in der adsorbierten Phase
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR986580A FR1414859A (fr) | 1964-08-28 | 1964-08-28 | Perfectionnements au remplissage des colonnes de séparation isotopique par chromatographie, et procédé de préparation |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1519978A1 DE1519978A1 (de) | 1969-03-13 |
DE1519978B2 DE1519978B2 (de) | 1973-10-04 |
DE1519978C3 true DE1519978C3 (de) | 1974-05-09 |
Family
ID=8837455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1519978A Expired DE1519978C3 (de) | 1964-08-28 | 1965-08-26 | Verfahren zur Herstellung von feinverteiltes Palladium enthaltenden porösen keramischen Sinterteilchen |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
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