DE2408910A1

DE2408910A1 - Verwendung einer vanadinpentoxid-gallerte

Info

Publication number: DE2408910A1
Application number: DE19742408910
Authority: DE
Inventors: Axel Dr Stuhr
Original assignee: ELEKTROMETALLURGIE GmbH
Current assignee: ELEKTROMETALLURGIE GmbH
Priority date: 1974-02-25
Filing date: 1974-02-25
Publication date: 1975-09-18

Description

Verwendung einer Vanadinpentoxid-Gallerte Die Erfindung betrifft die Verwendung von Vanadinpentoxid-Gallerten er Zusammensetzung 5 S Vanadinpentoxid / 95 ,aw Wasser bis 10% Vanadinpentoxid / 90 ß Wasser, als Werkstoff zur herstellung von Vanadinpentoid-Ueberzügen auf Formkörpern durch dünnschichtiges Auf tragen der Gallerte auf die Körperoberfläche und nachfolgendem Wass erentzug sowie darauffolgender thermischer Behandlung.
Eine grosse Anzahl technischer Prozesse verläuft in Gegenwart von Ilatalysatoren wesentlich schneller und mit besserer Ausbeute. Die hierbei benützten Katalysatoren bestehen im allgemeinen aus einem porösen Formkörper, der mit Salzlösungen der Elemente Nickel, Kobalt, Kupfer, Molybdän und Vanadium getränkt wird, worauf durch eine chemische oder termische Behandlung die Oxide der jeweiligen Elemente in den Fosmkörpern gebildet werden. Je durch Art des chemischen Prozesses, für den der Katalysator verwendet wird, benutzt man grossoberflächige Träger, die aus Aluminiumoxid, Magnesium oxid, Aktivkohle, Kieselgel oder Kieselgur bestehen können und die mehr als 50 mF Oberfläche je Gramm aufweisen. Das Aufbringen des aktiven Metallions erfolgt durch Tränken des Formkörpers mit einem Ueberschuss an Salzlösung, worauf die überschüssige Lösung entweder abfiltriert, zentrifugiert oder dekantiert wird.
Die Tränkung kann aber auch ohne Ueberschuss an Salzlösung erfolgen. Nach Ermittlung der Wassermenge, die vom Formkörper aufgenommen-werden kann, wird der Formkörper in eine Metallsalzlösung gegeben, deren Volumen und Konzentration so berechnet ist, dass der Formkörper diese Lösungsmenge gerade noch aufnimmt. Das sogenannte Tränkverfahren bietet die Sicherheit einer gleichmässigen Verteilung. Man kann auf diese Weise einen besseren Eonzentrationsausgleich der zunächst ungleichfärmigen Absorption erreichen.
Beide bekannte Verfahren führen zu Trägerkörpern, bei welchen das Vanadinpentoxid praktisch über den gesamten Körperquerschnitt verteilt ist.
Ein allzutiefes Eindringen der konzentrierten Salzlösung in den Trägerkörper kann verhindert werden, wenn die Salzlösung aufgesprüht wird, wobei es zweckmässig ist, die Trägerkörper vor dem Aufsprühen zu erhitzen, damit das Wasser der Salzlösung möglichst rasch verdampft. Das Verfahren ist umständlich.
Die katalytische Wirkung eines Katalysators ist abhängig von der Oberflächenentwicklung. Aus diesem Grund ist eine grosse Oberfläche des Form- oder Trägerkörpers für den Ablauf der katalytischen Reaktion günstig. Die im Inneren eines Formkörpers befindlichen Atome des Katalysators sind jedoch von der Wirkung auf den Prozess ausgeschlossen. Hieraus ergibt sich, dass es wünschenswert wäre, die Katalysatoren auf die Oberfläche der Form- oder Trägerkörper zu beschränken. Dies lässt sich aber mit den bekannten Verfahren des Tränkens mit Salzlösungen nicht erreichen, und mit dem umständlichen Aufsprühen ergibt sich nur ein Teilerfolg. Die Metallionen auf die Oberfläche des Trägerkörpers zu beschränken, ist insbesondere für vanadinhaltige Oxidationskatalysatoren von Bedeutung, die im allgemeinen nach dem Tränkverfahren hergestellt werden. So wird z.B. Kieselgur mit Ammoniumvanadat getränkt und nachfolgend thermisch behandelt. In diesem Falle sind die Formkörper mit Vanadinpentoxid völlig durchsetzt. Ein grosser Teil des Vanadinpentoxides, welches im Inneren des Formköpers vorhanden ist, nimmt aber nicht an der katalytischen Reaktion tcil.
Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile der bekannten Methoden der Katalysatorherstellung zu beseitigen.
Dic Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass Formkörper oberflächlich mit Vanadinpentoxid überzogen werden können, ohne dass das Vanadinpentoxid in das Isörperinnere eindringt, wenn als Werkstoff an sich bekannte Gallerten der Zusammensetzung 5 cá Vanadinpentouid mit 95 % Wasser bis zu 10 ß Vanadinpentoxid mit 90 ge Wasser, als Ueberzüge auf die Körperoberfläche aufgetragen werden. Nachfolgend wird das Wasser entzogen und der Körper thermisch behandelt.
Das Ueberziehen der Formkörper mit der Vanadinpentoxid-Gallerte kann auch durch Eintauchen in die Gallerte erfolgen.
Der von der überschüssigen Gallerte befreite Formkörper wird zum Zwecke des Wasserentzuges auf höchstens 1050C erhitzt. Der Wasserentzug kann aber auch unter Anwendung eines Vacuums erfolgen, wobei gegebenenfalls zusätzlich erwärmt wird. Die getrockteten Formörper werden dann bei Temperaturen zwischen 300 und 700ob einer thermischen Behandlung unterworfen. So hergestellte Formkörper weisen eine dünne, auf die äusserste Oberfläche beschränkte Vanadinpentoxidschicht auf. In das Innere der Formkörper dringt das Vanadinoxid nicht ein.
Die Herstellung der an sich bekannten Vanadinpentoxid- Gallerte ist einfach. Chemisch reines Vanadinpentoxid hergestellt aus Ammoniurìlvanadat oder aus technischem Ammoniumpolyvanadat wird bei 6500C geschmolzen und die Schmelze in dünnem Strnhl in Wasser gegossen. Dic Wassermenge kann so bemessen werden, duss der Vanadinpentoxidgehalt im Endprodukt zwischen 2 und 20 ß betritt. Es hat sich jedoch als zweckmässig erwiesen, Gallerten mit einem Gehalt von 5 - 10 * Vanadinpentozid für den erfindungsgemässen Verwendungszweck hersustellen. Nachdem das schmeizflüssige Vanadinpentoxid in das Wasser gegeben worden ist, rührt man gut um und lässt die zunächst noch dünnflüssige Lösung 48 Stunden stehen. Das Vanadinpentoxid liegt zunächst noch als feines Granulat vor, nimmt aber in dieser Zeit Wasser auf und bildet ein stabiles Gel. In dieses Gel gibt man nun die Formkörper und verrührt sie langsam in die Gallerte.
Die überschüssige Gallerte wirtd mit einer Zentrifuge, deren Sieblöcher kleiner als der kleinste Durchmesser des Forikörpers ist, von den Formkörpern abgetrennt. Die oberflächlich beschichteten Formkörper werden nun vorsichtig bei ansteigender Teipera tur bis etwa 9O0C, höchstens 1050C, getrocknet. Es hat sich als günstig erwiesen, den Wasserentzug aus dem Formkörper in einem Vakuusgefäss bei etwa 40 - 50°C durchzuführen. Diese Massnahme bietet den Vorteil, dass der Wasserentzug schonender erfolgt, als beim Erhitzen in einem Trockenofen. Sobald das gesamte Wasser aus den Formkbrpern verdampft ist, werden die gelb-braun aussehenden Formkörper in dünner Schicht in einem Ofen bei Telperaturen zwischen 300°C und 700°C , vorzugsweise in etwa 6500C, bis nahe an den Schmelzpunkt des Vanadinpentoxides erhitzt. Mit dieser Massnahme wird erreicht, dass der dünne Vanadinpentoxidüberzug auf dem Formkörper sich mit der Oberfläche des Forikörpers eng verbindet und somit eine festhaftende Schicht bildet. Die äussere dünne Schicht dringt praktisch nicht in den porösen Formkörper ein.
Die erfindungsgemässe Verwendung der Vanadinpentoxid-Gallerten führt mithin zu hochwirksamen Katalysatorkörpern bei denkbar geringer Menge an Vanadium und einfacher Herstellung.

Claims

Patentansprüche

9 Verwendung von V2O5-Gallerten der Zusammensetzung 5 % V205 mit 95 ffi Wasser bis zu 10 * V2O5 mit 90 % Wasser als Werkstoff zur Herstellung von V2O5-Ueberzügen auf Formkörpern durch dünnschichtiges Auftragen der Gallerte auf die Körper- oberfläche und nachfolgendem Wasserentzug sowie darauffolgender thermischer Behandlung.
2. Verwendung der Gallerten nach Anspruch 1 mit der Massgabe, dass die Formkörper in die Gallerte eingetaucht werden.
3. Verwendung der Gallerten nach Anspruch 1 oder 2 mit der Massgabe, dass der Wasserentzug durch Erhitzen auf höchstens 105°C erfolgt.
4. Verwendung der Gallerten nach Anspruch 1 oder 2 mit der Massgabe, dass der Wasserentzug unter Anwendung eines Vakuums , gegebenenfalls mit zusätzlicher Erwärmung, erfolgt.
5. Verwendung einer Gallerte nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 mit der Massgabe, dass die mit dem Ueberzug versehenen Körper bei Temperaturen zwischen 300 und 700°C thermisch behandelt werden.