DE2938523A1 - Verfahren zur herstellung eines hydrierungskatalysators - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines hydrierungskatalysatorsInfo
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-
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- Y02E60/50—Fuel cells
Description
Yardney Electric Corporation, 82 Mechanic Street, Pawcatuck,
Connecticut, V. St. A.
Die Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Katalysatoren
und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Hydrierungskatalysators unter Verwendung einer sehr geringen
Konzentration an dem gewählten Metall.
Verschiedene Arten von Wasserstoffelektroden für elektrochemische Metall/Wasserstoff-Zellen wurden ursprünglich für
alkalische Brennstoffzellen entwickelt und sind im Handel erhältlich. Diese Brennstoffzellenelektroden bestehen alle aus
einem katalytisch aktiven Material, das entweder Platin oder Palladium ist und zusammen mit einem Bindemittel auf einem
dünnen leitenden Gitter abgeschieden ist. Typischerweise 1st das katalytische Material in beträchtlicher Konzentration anwesend;
wenn beispielsweise der Katalysator Platinoxid ist,
2
kann er 9 mg Platin je cm enthalten und enthält in vielen Fällen noch beträchtlich mehr Platin. Beispielsweise enthält eine solche Elektrode für Brennstoffzellen Platinschwarz in einer Menge von etwa 100 g/m (9 grams per sq. ft.) in PoIytetrafluoräthylen als Bindemittel auf einem Nickelgitter mit einer lichten Maschenweite von 0,21 mm (70 mesh nickel screen) Solche Elektroden sind beispielsweise in den US-PSen 3 990 910, 3 ^4 004, 3 533 851, 3 553 022 und 3 ^32 355 beschrieben.
kann er 9 mg Platin je cm enthalten und enthält in vielen Fällen noch beträchtlich mehr Platin. Beispielsweise enthält eine solche Elektrode für Brennstoffzellen Platinschwarz in einer Menge von etwa 100 g/m (9 grams per sq. ft.) in PoIytetrafluoräthylen als Bindemittel auf einem Nickelgitter mit einer lichten Maschenweite von 0,21 mm (70 mesh nickel screen) Solche Elektroden sind beispielsweise in den US-PSen 3 990 910, 3 ^4 004, 3 533 851, 3 553 022 und 3 ^32 355 beschrieben.
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Wasserstoffelektroden, die in Brennstoffzellen hauptsächlich
im Anodenmodus, d.h. nur für die Entladung, verwendet werden sollen, haben gegenüber Nickel/Wasserstoff-Zellen,
deren Elektrode sowohl für die Ladung als auch für die Entladung dient, beträchtliche Nachteile, wenn sie über lange
Zeit abwechselnd entladen und wieder aufgeladen werden sollen. Es besteht daher ein Bedarf für eine effizientere, wiederaufladbare
elektrochemische Metall/Wasserstoff-Zelie.
Für die Hydrierung organischer Verbindungen, wie Aceton und Methyläthylketon, zu den entsprechenden Alkoholen sind
schon die verschiedensten Katalysatoren verwendet worden. Andere Katalysatoren wurden für die Hydrierung von Aldehyden,
aliphatischen und aromatischen Nitroverbindungen und Kohlenstoffdoppelbindungen
verwendet. Wieder andere Katalysatoren wurden für die Oxydation von Formaldehyd und Ameisensäure verwendet.
Es wäre sehr erwünscht, einen Katalysator herzustellen,
der wirksam in einer Anzahl solcher Reaktionen eingesetzt werden könnte und außerdem in einer elektrochemischen Metall/
Wasserstoff-Ze He eine sehr hohe Aktivität hat.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird ein Katalysator erhalten, der den obigen Anforderungen genügt. Beispielsweise
eignet sich dieser Katalysator für eine Anzahl Verwendungen, einschließlich Umsetzungen verschiedenster organischer
Verbindungen mit Wasserstoff, und als außerordentlich aktiver
Katalysator für eine wiederaufladbare elektrochemische Metall/
Wasserstoff-Zelle.
Gegenstand der Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung eines Hydrierungskatalysators gemäß Ansprüchen. Der nach diesem
Verfahren erhaltene Katalysator kann mit verhältnismäßig
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geringen Kosten erhalten werden. Der Katalysator ist dauerhaft,
effizient und leicht herstellbar.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß man ein poröses feinteiliges hitzefestes Trägermaterial, vorzugsweise
Aktivkohle bestimmter Teilchengröße, mit einem hydrophoben
polymeren Bindemittel, wie Polyte trafluoräthylen, zu
einem im wesentlichen homogenen porösen Gemisch vermischt und dieses Gemisch dann katalysiert. Das Katalysieren erfolgt
dadurch, daß man zunächst in die Poren des Gemisches ein Sulz eines Metalles der achten Gruppe des Periodensystems in einem
nicht-polaren Lösungsmittel, in dem das Salz ionisierbar ist, einbringt. Die Konzentration des so eingeführten Salzes wird
so eingestellt, daß, wenn aus dem Salz an Ort und Stelle das Metall des Salzes erzeugt ist, die Konzentration an dem Me-
2 tall, das den Katalysator bildet, wenigstens etwa 0,1 mg/cm
des Gemisches beträgt. Die Katalyse erfolgt dadurch, daß man das Salz in situ durch Umsetzen mit Hydrazin oder einem anderen
Reduktionsmittel für das Salz reduziert. Vor oder nach dieser Umsetzung wird das Gemisch vorzugsweise zu einem
selbsttragenden porösen Körper, der durch einen geeigneten Metallträger abgestützt werden und gesintert werden kann etc.,
verformt. Ein solcher Körper stellt eine sehr wirksame Anode in einer elektrochemischen Metall/Wasserstoff-Zelle dar.
Der Katalysator kann auch erfolgreich zum Katalysieren der Hydrierung von Aceton und Methyläthylketon zu den entsprechenden
Alkoholen verwendet werden. Außerdem kann er für die Hydrierung bestimmter Aldehyde, aromatischer und aliphatischer
Nitroverbindungen und verschiedener Kohlenstoffdoppelbindungen verwendet werden.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird ein poröses feinteiliges hitzefestes Trägermaterial mit einem hydrophoben
polymeren Bindemittel zu einem im wesentlichen homogenen porösen Gemisch vermischt.
Das hitzefeste Trägermaterial kann beispielsweise ein Zeolith, Aluminiumoxid, Berylliumoxid oder ein keramisches
Material aus einem Gemisch verschiedener hitzefester Oxide und dergleichen sein, ist Jedoch vorzugsweise Aktivkohle. Es
wurde gefunden, daß die gewünschten Wirkungen erzielt werden, wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Trägermaterials
rwisohen etwa 0,01 und etwa 0,3 μ beträgt und die Oberfläche
des Material· bei Verwendung von Aktivkohle in der Größenord-
nung von etwa 500 bis 600 m /g beträgt und im Falle der Verwendung eines anderen hitMfesten Trägermaterials einen ent
sprechenden Wert hat.
Wenn in dem Verfahren gemäß der Erfindung beispielsweise verschiedene Aktivkohlen mit Oberflächen zwischen 500 und
1000 m /g verwendet wurden, so waren nur diejenigen mit Ober-
2
flächen zwischen etwa 500 und 600 m /g zufriedenstellend, während mit den übrigen Katalysatoren mit mäßigen oder schlechten Aktivitäten erhalten wurden.
flächen zwischen etwa 500 und 600 m /g zufriedenstellend, während mit den übrigen Katalysatoren mit mäßigen oder schlechten Aktivitäten erhalten wurden.
Für eine Verwendung in dem Verfahren gemäß der Erfindung am geeignetsten hat sich eine Aktivkohle mit einer trimodalen
Porenvolumenverteilung mit Peaks in den Porenradiusbereichen
von 2 nm, 10 nm und 30 nm (20 S, 100 8 and 3,000 S) und mit
einem Porenvolumen von etwa 0,95 ml/g erwiesen. Bei jedem verwendeten hitzefesten Trägermaterial haben die Poren zweckmäßig
einen mittleren Durchmesser in einem Bereich von etwa 3 nm bis 30 nm (about 30 S to 300 S).
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Das hydrophobe polymere Bindemittel, das zusammen mit dem porösen felnteiligen hitzefesten Trägermaterial zur Herstellung
des gewünschten Gemisches verwendet wird, ist vorzugsweise Polytetrafluoräthylen, das zu Beginn in der Form eines
frei-fließenden Pulvers mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 30 bis 40 μτη vorliegt, nach dem Vermischen
und unter der Einwirkung von Scherkräften während des Vermischens aber eine fadenartige Faserstruktur bildet, die das
feinteilige hitzefeste Trägermaterial umschließt, derart, daß, wenn das Gemisch durch einen Mikropulverisator geführt wird,
gleichmäßig und schwammartig wird und freie Teilchen des hitzefesten Trägermaterials oder des Bindemittels nicht mehr
sichtbar sind. Anstelle von Polytetrafluoräthylen können auch verschiedene andere Fluoräthylenpolymere und dergleichen in
der Form von Dispersionen oder Emulsionen usw. verwendet werden.
Bindemittel und hitzefestes Trägermaterial können in jedem geeigneten Mengenverhältnis verwendet werden. Beispielsweise
kann das Bindemittel in einer Menge von etwa 10 bis 4o Gew.-^ des Gemisches von Trägermaterial und Bindemittel anwesend
sein, und das Mengenverhältnis ist abhängig von dem im Einzelfall verwendeten Bindemittel und Trägermaterial. Die
Menge an Bindemittel wird so gewählt, daß es ausreicht, um im wesentlichen alle Teilchen des Trägermaterials einzuschließen.
Wenn das Bindemittel Tetrafluoräthylen und das
Trägermaterial Aktivkohle ist, so beträgt die Menge an Bindemittel
etwa 25 bis 35 Gew.-^ des Gemisches.
Das Vermischen kann in irgendeiner geeigneten V/eise erfolgen.
Beispielsweise können das feinteilige Bindemittel und das hitzefeste Material mechanisch zu einem praktisch einheit-
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lichen Gemisch miteinander vermischt werden, wonach dieses Gemisch unter Druck weiter gemischt, d.h. Scherkräften unterworfen werden kann, indem man es beispielsweise durch einen
Bandmischer und Mikropulverisator führt, so daß ein im wesentlichen homogenes poröses Gemisch erhalten wird. Vorzugsweise
ist das Bindemittel, wie erwähnt, ein Polytetrafluoräthylen, das während des Mischens und des Weitermischens unter der Einwirkung von Scherkräften eine feine fadenartige fasrige
Schwammstruktur annimmt, so daß es die Kohleteilchen vollkommen einschließt und in dem fertigen Gemisch keine freien
Kohlenstoff- oder Polytetrafluoräthylenteilchen mehr sichtbar
sind. Dieses Gemisch kann dann durch ein geeignetes Sieb, beispielsweise ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von
0,3 mm (50 U.S. Standard mesh) oder dergleichen, passiert v/erden.
uas wie oben beschrieben hergestellte, im wesentlichen
homogene poröse Genisch wird dann katalysiert, indem man in
rl ie Poren des Trägermaterials ein Salz des Metalles, das als Katalysator dienen soll, einbringt. Jj.h. es wird ein Salz
eines Metalles der achten Gruppe des Periodensystems verwendet. Die Metalle der achten Gx'uppe des Periodensystems sind
Eisen, Kobalt, Nickel, Rhodium, Ruthenium, Palladium und Platin. Vorzugsweise werden die Edelmetalle dieser Gruppe,
rvimlich Rhodium, uuthenium, Palladium und Platin, als Katalysator
verwendet. Die Salze können beispielsweise Palladiumnitrat, Rhodiumnitrat, Kaliumhexachlorplatinat, Rhodiumsulfat
und Rutheniumchlorid sein.
Das Salz muß in das Trägermaterial in dem Gemisch in einem nicht-polaren Lösungsmittel, wie Dimethylformamid oder
dergleichen, in dem das Salz ionisierbar ist, eingebracht
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werden. Beispielsweise kann Aceton mit Palladiumnitrat und 1,3-Dioxan und Chloroform können mit Platin(IV)tetrachlorid
verwendet werden. Außerdem muß das Salz in ausreichender Konzentration in die Poren des Trägermaterials eingebracht
werden, daß das als Katalysator dienende Metall nach seiner Bildung aus dem Salz in dem Trägermaterial des Gemisches in
einer Konzentration von wenigstens etwa 0,1 mg/cm des Gemisches
anwesend ist. Diese außerordentlich niedrige Konzentration des Metallkatalysators ist um viele Male aktiver als
herkömmliche Katalysatoren in viel höherer Konzentration.
Die Katalyse wird beendet, indem man das in dieser Weise eingeführte Salz mit einem bestimmten Reduktionsmittel dafür
reduziert. Ein bevorzugtes Reduktionsmittel ist Hydrazin. Auch Natrium-bis-(2-methoxyäthoxy)-aluminiumhydrid ist ein
bevorzugtes Reduktionsmittel. Die Einführung des Reduktionsmittels erfordert normalerweise die Verwendung eines Trägers
dafür. Beispielsweise kann eine wäßrig-alkalische Lösung (pH 9 bis 10), die etwa 1ü Gew.-^ Hydrazin enthält, in die
Poren des Kohlenstoffs oder sonstigen Trägermaterials in dem Gemisch eingebracht werden, wodurch das Salz innerhalb der
Poren zu dem gewünschten Metallkatalysator reduziert wird. Die verwendete Menge an Reduktionsmittel muß ausreichend sein,
um das Salz in den Poren des Trägermaterials vollständig zu reduzieren.
Nach Beendigung der Reduktion des Salzes werden andere Reaktionsprodukte als das katalytische Metall aus den Poren
des Gemisches entfernt, beispielsweise indem man das Gemisch mit Wasser wäscht oder durch Extraktion, vorzugsweise mit
einem mit Wasser nischbaren Lösungsmittel, wie Aceton. Nach Beendigung des Waschens zur Entfernung von Alkali, Wasser,
nicht-umgesetztem Hydrazin oder sonstigem Reduktionsmittel
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und dergleichen wird das Gemisch vorzugsweise getrocknet,
beispielsweise 30 Minuten lang bei etwa 1000C, und kann dann
gesintert werden, beispielsweise bei etwa 3600C (6800F) im
Falle von Polytetrafluoräthylen oder bei einer anderen ge
eigneten Sintertemperatur des Bindemittels für eine Zeit von beispielsweise etwa 30 Minuten.
Entweder vor oder nach der Katalyse kann das poröse Ge misch in eine geeignete Form, die von seiner Letztverwendung
abhängt, gebracht werden. Beispielsweise kann das Gemisch kalt zu einer Folie mit einer mittleren Dicke von etwa
0,4 mm und einem Gewicht von etwa I80 mg/cm verpreßt werden.
Dann kann es auf ein flaches leitendes Metallgitter, wie ein expandiertes Nickelsieb, das zuvor mit einem überzug aus
einem Fluoräthylenpolymer oder dergleichen versehen ist, aufgeschichtet werden. Eine solche Aufschichtung kann bei er
höhter Temperatur und unter erhöhtem Druck, beispielsweise
2 bei etwa 3500C und unter einem Druck von 313 bar/cm (two
tons per sq. in.), für eine Zeit von 2 Minuten erfolgen, wenn eine Anode (Wasserstoffelektrode) für eine Metall/Wasserstoff-Zelle,
wie sie im einzelnen in der US-Patentanmeldung Serial
No. 920 586, eingereicht am 29. Juni 1978, beschrieben ist, hergestellt werden soll. Eine solche Anode kann beispielsweise
gemäß der Erfindung aus einem Gemisch von 25 bis 35 Gew.-% des Gemisches an Polytetrafluoräthylen und Aktivkohle
hergestellt werden. Die Anode kann einen Katalysatorgehalt von etwa 0,1 mg/cm Palladium (hergestellt aus Palladiumnitrat),
eine mittlere Porengröße für die Kohlenstoffschicht
davon von etwa 5 bis 10 um und eine Oberfläche für diese Kohlenstoffschicht
von etwa 50O bis 600 m /g haben. Der Kohlenstoff ist der oben beschriebene trimodale Kohlenstoff mit
Peaks der Porenradiusbereiche bei 2 nm, 10 nm und 300 nm
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(20 a, 100 A and 3,000 A) und einem Porenvolumen von etwa 0,95 ml/g. Die Aktivität der Elektrode als Absorptionsvermögen
für Wasserstoff ist etwa viermal größer als diejenige einer Elektrode mit Platinoxid als Katalysator, die 9 mg
Pt/cm2 enthält.
Die Erfindung wird durch die folgenden weiteren Beispiele näher veranschaulicht.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wurden unter Verwendung der in Tabelle I angegebenen Materialien eine Anzahl
Wasserstoffelektroden hergestellt:
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O CO OO
Elektrode Bindemittel | Trägermaterial | Salz | Reduktionsmittel | Katalysator- | 2 | 0,2 mg/cm | 2 | 0,3 mg/cm | 1 | 2 | 0,5 mg/cm | N? CO |
(Katalysator) | konz. | I | CO | |||||||||
1 Poly te trafluor- | Aktivkohle A | Rhodium- | Hydrazin in | OO | ||||||||
äthylen (PTr1E) | 500 m /g Ober fläche |
sulfat in | wäßrig-alkali | I . p |
cn | |||||||
30 Geν;, -fj d. Gemisches |
Aktivkohle B | Aceton | scher Lösung (pH 9) |
0,3 mg/cm | ro | |||||||
2 fluoriertes | 2 , | Kalium- | Natrium-bis- | co | ||||||||
Ä'thyien/Propy- | OvL Γ Π /ο ^ *^*^ ^ •f* ~\ W λ'πο |
hexachlor- | (2-methoxy- | |||||||||
len (FIiP) | platinat | äthoxy)-alu | ||||||||||
25 Gew.-% d. | in 1,3- | minium | ||||||||||
Gemisches | pulverisier | Dioxan | hydrid | |||||||||
3 Poly te trafluor- | tes Alumi | Ruthenium | Hydrazin in | |||||||||
äthylen | niumoxid | tetra | alkalischem | |||||||||
10 Gew.-Ji d. | 2 200 m /g Ober fläche |
chlorid | Wasser | |||||||||
Gemisches | Zeolith | in Methyl* äthylketon |
(PH 10) | |||||||||
4 Polyvinyliden | (kristalli | Nickel- | Natrium-bis- | |||||||||
fluorid | nes Alumi | nitrat in | (2-methoxy- | |||||||||
17 Gew. -$> α. | niumsilikat) | Dimethyl | äthoxy)-alu | |||||||||
Gemisches | 2 300 m /g Ober |
formamid | minium | |||||||||
fläche | hydrid | |||||||||||
Jede der Elektroden 1, 2, 3 und 4 wurde hergestellt,
indem Bindemittel und Trägermaterial miteinander vermischt wurden und das Gemisch dann durch einen Bandmischer und
Mikropulverisator geführt wurde, bis ein praktisch homo genes poröses Produkt erhalten war. Dieses Gemisch wird
im Falle der Elektrode 1 katalysiert, bevor es zu einem selbsttragenden Körper verformt wird, während im Falle der
Elektroden 2, 3 und 4 vor der Katalyse ein selbsttragender Körper aus dem Gemisch hergestellt wird. Die Katalyse erfolgt durch Einfuhren des Salzes in dem nicht-polaren Lösungsmittel in das Gemisch, insbesondere in die Poren des
selbsttragenden Materials, wonach das Salz in den Poren durch Kontakt mit dem Reduktionsmittel zu dem gewünschten
Katalysator umgewandelt wird. In jedem Fall wird das Gemisch anschließend an die Katalyse mit Wasser gewaschen
und bei 1000C getrocknet.
Das katalysierte oder nicht-katalysierte Gemisch wird
dann kalt zu einer flachen Folie von etwa 0,5 mm Dicke verpreßt
und auf ein flaches expandiertes Nickelsieb, das zuvor mit einem Überzug aus Fluoräthylencopolymer versehen ist,
aufgeschichtet. In jedem Fall erfolgt die Aufschichtung bei etwa 35O0C und unter einem Druck von etwa 313 bar/cm (about
two tons per sq. in.) für 2 Minuten. Die Temperatur wird erforderlichenfalls auf die Sinterternperatur des Bindemittels
eingestellt, um das erforderliche Sintern zu bewirken. Nach dem Kühlen wird die Katalyse durchgeführt, sofern sie
nicht bereits an dem Gemisch durchgeführt wurde. Die fertige Wasserstoffelektrode wird in einer elektrochemischen
Zelle getestet, wobei in jedem Fall eine Kathode aus einer gesinterten Silberplatte verwendet wird. Der Elektrolyt ist
eine Lösung von 35 Gew.-^ Kaliumhydroxid. Das Verhalten der
vier Elektroden ist in Tabelle II zusammengestellt:
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II
Elektrode | Wasserstoff | (psi) | Ende der | Auf- Zellspannung nach | _ . , 2 5 mA/cm |
Nr. | druck | (100) | ladung | Entladung | |
bar | (100) | V | V | ||
1 | 6, | (100) | 1,76 | 1,10 | |
2 | 6, | (100) | 1,74 | 1,15 | |
3 | 6, | 1,8o | 1,05 | ||
4 | 6, | 1,82 | 0,95 | ||
Anmerkung: | ( | Ladestromdichte 1 | |||
,9 | |||||
,9 | |||||
S | |||||
.9 | |||||
:a) | |||||
(b) Entladestromdichte 100 mA/cm'
Jede der Elektroden 1 bis 4 arbeitet also zufriedenstellend
bei ihrer Verwendung als Wasserstoffelektrode in
einer elektrochemischen Metall/Wasserstoff-Zelie. Die Konzentration
an Katalysator liegt in jeder Wasserstoffelektrode beträchtlich unter derjenigen herkömmlicher Wasserstoffelektroden.
Außerdem haben die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Wasserstoffelektroden gegenüber
herkömmlichen Wasserstoffelektroden mit Edelmetallen als Katalysatoren eine höhere elektrische Aktivität und Haltbarkeit.
Jede der Elektroden 1 bis 4 von Beispiel I eignete sich auch als Katalysator für die Hydrierung bestimmter organischer
Verbindungen. So wurden unter Verwendung der Katalysatoren von Beispiel I Aceton und Methylethylketon in die entsprechenden
Alkohole übergeführt, während die Hydrierung von Acetaldehyd und Benzaldehyd Äthylalkohol und Benzylalkohol ergab.
Reduktionstests mit Allylalkohol und Maleinsäure zeigten,
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daß gewisse Katalysatoren ziemlich aktiv hinsichtlich der Hydrierung der C=C Doppelbindungen waren. Der Katalysator
war für diesen Zweck besonders aktiv. Der Katalysator 2 war außerordentlich aktiv bei der Hydrierung von Nitrogruppen
an aromatischen Ringen, d.h. bei der Reduktion aliphatischer Nitroverbindungen. Jede Hydrierung (oder Reduktion) wurde
nach dem folgenden allgemeinen Verfahren durchgeführt:
Die katalytische Wirkung der verschiedenen Katalysatoren
wurde bestimmt, indem man ihr Reduktionsvermögeη durch Kontakt
der organischen Verbindungen mit dem Katalysator in Gegenwart stöchiometrischer Mengen an Wasserstoff testete.
Die Reaktionen wurden in einem Druckreaktor durchgeführt.
Die Ergebnisse der Hydrierung sind für jeden Katalysator 1 bis h in Tabelle III zusammengestellt. Auch die Bedingungen
der Hydrierung, die Reaktionsprodukte und die geschätzten Ausbeuten sind in Tabelle III angegeben.
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Tabelle III
Verbindung (g) | Katalysa tor Nr. |
Probe Nr. |
Temp. 0C |
Reduktionszeit Min. |
Produkt | Ausbeute | V | 1 | 2938523 | |
1 Aceton (29) | 2 | 100 | 85 | 376 | Isopropy!alkohol | 79 | ||||
2 Me thyläthy1- keton (36) |
1 | 100 | 85 | 207 | se c-Butylalkohol | 89 | ||||
O co |
3 Acetalde hyd (22) |
3 | 100 | 50 | 450 | Äthylalkohol | 90 | |||
0038/OE | 4 Allylal kohol (29) 5 Malein säure (12) |
3 4 |
100 20 |
100 165 |
255 106 |
n-Propylalkohol Bernsteinsäure |
70 81 |
|||
-j | 6 Nitro- me than (12) |
2 | 60 | 45 | 196 | Me thylace tamid | 90 | |||
7 Benzalde hyd (27) |
1 | 100 | 50 | 310 | Benzylalkohol, Toluol | 96 | ||||
Die Ergebnisse der Tests zeigen klar, daß nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Katalysatoren nicht
nur als Wasserstoffelektroden fUr elektrochemische Zellen,
sondern auch für viele verschiedene Hydrierungen, einschließlich der Hydrierung von Ketonen, Aldehyden und bestimmten
aromatischen und aliphatischen Nitroverbindungen verwendbar sind.
030038/0576 COPY
Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für Hydrierungsreaktionen
und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß man
a. ein poröses feinteiliges hitzefestes Trägermaterial und ein hydrophobes polymeres Bindemittel zu einem
im wesentlichen homogenen porösen Gemisch miteinander vermischt und
b. dieses Gemisch katalysiert, indem man
1) in die Poren des Trägermaterials ein Salz eines Metalls der achten Gruppe des Periodensystems in
einem nicht-polaren Lösungsmittel, in dem dieses GaIz ionisierbar ist, einbringt, wobei die Konzentration
dieses Salzes derart ist, daß eine Konzentration an Metallkatalysator von wenigstens etwa
0,1 mg/cm erzielt wird, und
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ORIGINAL INSPECTED
2338523
2) dieses Salz in uen Poren des Trägermaterials zu einem katalytischen Metall reduziert, indem man
das Salz in den Poren mit einem hierzu ausgewählten Reduktionsmittel für das Salz in Kontakt bringt,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man das Gemisch zu einem selbsttragenden Körper verformt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
man den Körper sintert, nachdem das Gemisch katalysiert ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trägermaterial /Aktivkohle verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
man ein Trägermaterial mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 0,01 bis etwa 0,3 ρ verwendet, wobei die Poren des
Gemisches einen mittleren Durchmesser von etwa 3 nm bis 30 mn
haben.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aktivkohle verwendet, die eine trimodale Porenvolumenverteilung
mit Peaks in den Porenradiusbereichen von 2 nm, 10 nm und 300 nm und eine Oberfläche von 500 bis
600 m2/g beträgt.
600 m /g hat, wobei die mittlere Porengröße etwa 5 bis 10 μπι
7- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das hydrophobe polymere Bindemittel Polyte trafluoräthylen
ist.
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8. Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß
man als Salz Palladiumnitrat und als nicht-polares Lösungsmittel Aceton verwendet und die Reduktion des Palladiumnitrats
zu Palladium mit Hydrazin in Lösung durchführt.
9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, daß man das Palladium enthaltende Material wäscht und trocknet
und dann sintert.
10. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß
man als Salz Rhodiumnitrat und als nicht-polares Lösungsmittel Aceton verwendet und daß man die Reduktion des Salzes
mit Natrium-bis-(2-methoxyäthoxy^aluminiumhydrid in Lösung
durchführt.
11. Verfahren nach Anspruch 5# dadurch gekennzeichnet, daß
man als Salz Kaliumhexachlorplatinat verwendet.
12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polytetrafluoräthylen und die Kohleteilchen zu ihrer
Vermischung Scher- und Mischkräften unterwirft, bis das PoIytetrafluoräthylen
eine fadenartige Faserstruktur bildet und das Gemisch gleichmäßig und schwammartig und frei von Kohlenstoff-
oder Tetrafluoräthylenteilchen in beträchtlicher Konzentration ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
man das Gemisch, nachdem man es den Scher- und Mischkräften unterworfen hat, kalt zu einer Folie verpreßt und diese Folie
auf einen leitenden Metallträger aufschichtet und dann sintert.
03Q038/0576
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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