DE3232844A1 - Katalysatorzusammensetzung - Google Patents

Katalysatorzusammensetzung

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DE3232844A1 DE19823232844 DE3232844A DE3232844A1 DE 3232844 A1 DE3232844 A1 DE 3232844A1 DE 19823232844 DE19823232844 DE 19823232844 DE 3232844 A DE3232844 A DE 3232844A DE 3232844 A1 DE3232844 A1 DE 3232844A1
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Description

  • Katalysatorzusammellsetzullg
  • Durch die Erfindung wird eine Katalysatorzusammensetzunq geschaffen, die ein gasdurchlässiges Silikonharz-Bindemittel enthält. Insbesondere ist durch die Erfindung eine Katalysatorzusammensetzung geschaffen, in welcher eine katalytische Komponente von einem cjasdurchlässigen Silikonharz-Bindemittel gebunden ist.
  • Es wurden bisher verschiedene-Typen von Katalysatorzusammensetzungen vorgeschlagen, die eine katalytische Komponente enthalten, die durch ein Polymermaterial gebunden ist. Beispielsweise beschreibt die JP-OS 54-1235913 (1979) eine Katalysatormembran oder einen Katalysatorfilm aus einem Polymermaterial, in welchem ein katalytisches Metall oder eine katalytische Metallverbindung verteilt ist, wobei die Herstellung durch Imprägnieren eines wasserlöslichen, in Wasser quellenden Polymers mit einer L(isung aus einer reaktiven Metallverbindung und durch Hindurchführen eines gasförmigen Ausfälimitteis, wie z.B.
  • Amoniakgas, Amingas oder Hydrogensulfidgas, durch das sich ergebende Polymermaterial erfolgt, so daß das entsprechende Metall und/oder die entsprechende Metallverbindung in dem Polymermaterial ausfällen kann. Dieser Typ einer Katalysatormembran oder eines Katalysatorfilms kann als Katalysator nur in begrenzten-Fällen, beispielsweise zur Zersetzung von Hydrogenperoxid, verwendet werden. Auch die JP-OS 55-99345 (1980) beschreibt eine Katalysatorzusammensetzung, die feine Fasern oder dünne Filme enthält, in welchen katalytische Teilchen vollständig oder teilweise eingebettet sind. In der Katalysatorzusammensetzung diesen Typs sind die aktiven Flachen der katalytischen Teilchen durch die feinen Lücken zwischen den Fasern oder Filmen hindurch zu der die Fasern oder Filme umgebenden Umgebung offen. Dieser Katalysatortyp wird hergestellt, indem ein Gemisch aus einem Polymermaterial zur Herstellung einer synthetischen Faser, beispielsweise ein Polyolefin oder ein Polyester, und einer katalytischen Verbindung in Form feiner Teilchen einem üblichen Faser- oder Filmbildungsverfahren ausgesetzt wird und, falls erforderlich, die erzeugten Fasern oder Filme einem weiteren Behandlungsverfahren unterworfen werden. Diese Polymermaterialien werden nur als Träger für die katalytische Komponente verwendet.
  • Einige Polymermaterialien können als festes Lösungsmittel dienen, durch welches ein Gas oder eine Flüssigkeit hindurchgeführt werden kann oder in welchem ein Gas oder eine Flüssigkeit gebunden werden kann. Die Erfinder haben vermutet, daß dann, wenn eine katalytische Komponente von dem oben erwähnten Polymermaterialtyp gebunden wird, eine katalytische Reaktion einer chemischen Substanz im Zustand eines Gases oder einer Flüssigkeit, die durch die Polyrnermaterialmatrix hindurchdringen kann, innerhalb des Polymermaterials wirksam durchgeführt werden kann und daß die Zeitdauer, während welcher die katalytische Aktivität der katalytischen Komponente wirksam ist, verlängert werden kann. Ausgehend von dieser Vermutung haben die Erfinder umfassende Untersuchungen über den Typ und die Natur von Polymermaterialien, die für den oben angegebenen Zweck- geeignet sind, eine Kombination solcher Polymerverbindu;ngen und katalytischer Komponenten, eine Herstellung einer Zusammensetzuny aus einem solchen Polymermaterial und einer katalytischen Verbindung und dergleichen angestellt. Als Ergebnis haben die Erfinder gefunden, dab dann, wenn ein Silikonharz, das hochdurchlässig für ein spezielles Gas ist, wie Wasserstoff, Stickstoff oder Kohlenoxidgas, und fähig ist, in sich ein organisches Lösungsmittel zu binden, als Bindemittel verwendet wird, die oben angegebenen Ziele erreicht werden können.
  • Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine Katalysatorzusammensetzung zu schaffen, die fähig ist, die Permeation oder die Diffusion einer gasförmigen Substanz durch die Zusammensetzur1g hindurch bzw. in sie hinein zuzulassen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Katalysatorzusammensetzung zu schaffen, in welcher eine katalytische Komponente von einem gaspermeablen Bindemittel gebunden ist.
  • Die oben angegebenen Ziele können durch die erfindungsgemäße Katalysatorzusammensetzung erreicht werden, welche eine katalytische Komponente und ein -gasdurchlässiges Bindemittel aufweist, das aus einem Silikonharz besteht.
  • Durch die Erfindung wird eine neuartige Katalysatorzusammensetzung geschaffen, die eine katalytische Komponente aufweist, welche mittels eines gaspenneablen Bindemittels gebunden ist, das ein Silikonharz enthält, welches bei Raumtemperatur im festen Zustand vorliegt. Die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung ist fähig, die Permeation einer gasförmigen Substanz durch sie hindurch oder die Diffusion einer gasförmigen Substanz in sie hinein zuzulassen und daher die gasförmige Substanz in Kontakt mit der katalytischen Komponente zu bringen, die in dem gasdurchlässigen Bindemittel befestigt ist.
  • Die katalytische Komponente enthält wenigstens eine katalytische Substanz. Die zum Zwecke der Erfindung verwendbaren katalytischen Substanzen sind nicht auf einen speziellen Substanztyp beschränkt und können daher aus üblichen katalytischen Stoffen ausgewählt werden, insbesondere wenn diese nicht asymmetrisch modifiziert sind, z.B. aus Einfachstoffen und Oxiden von Edelmetallen wie Palladium, Platin, Ruthenium und Rhodium, welche auf einem anorganischen Trägermaterial angeordnet sein können, beispielsweise Aktivkohle und Tonerde, und aus Einfachstof fen und aktivierten Raney-Metal 1 substanzen von Nickel, Kobalt, Eisen und Kupfer, welche auf einem Trägermaterial angeordnet sein können.
  • Die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung kann beispielsweise in folgenden Verfahren hergestellt werden: 1. Ein bei Raumtemperatur vulkanisierendes (R5'V) Silikonharz, welches bei Raumtemperatur flüssig ist, wird mit einer katalytischen Kompqnente, wie einem Raney-Nickel-Katalysator, einem Palladium-auf-Kohle-Katalysator und einem Platin-Oxid-Katalysator verknetet. Das verknetete Gemisch wird geformt, so daß eine Katalysatorzusammensetzung der gewünschten Gestalt entsteht. Die geformte Zusammensetzung wird verfestigt. Falls erforderlich wird die geformte Zusammensetzung weiter zu einem Produkt verarbeitet, das die gewünschte Gestalt und Abmessung aufweist.
  • 2. Ein Silikonharz in der Form einer Platte oder eines Rohres wird mit einer Lösung aus einem Vorprodukt einer katalytischen Komponente in Form eines Metallsalzes, beispielsweise Palladiumacetates, imprägniert, so daß die präkursiv katalytische Komponente in der Silikonharzplatte oder dem Silikonharzrohr adsorbiert werden kann, und die imprägnierte Platte oder das imprägnierte Rohr wird in Kontakt mit Wasserstoff oder einem Reduziermittel zur Reduzierung des Salzes gebracht, wodurch der erhaltene Metallkatalysator in der Platte oder dem Rohr gebunden oder befestigt ist.
  • Die in dieser Weise hergestellte Katalysatorzusaramensetzung kann weiter mit einem RTV-Silikonharz beschichtet werden, welches geeignet ist, bei normaler Temperatur sich zu verfestigen, so daß der an ihrer Oberfläche freiliegende Katalysator vollständig mit dem Harz bedeckt wird.
  • Das zum Zwecke der Erfindung verwendbare Silikonharz wird aus denn der folgenden Typen ausgewählt: 1. Silikonharze, welche zur Herstellung der Katalysa- torzusammensetzung durch ihr Verkneten mit der katalytischen Komponente und durch Verfestigung des erhaltenen Gemischs geeignet sind, einschließlich a) Einkomponenten-RTV-Silkongummistoffe, die durch den Kontakt mit der Luftfeuchtigkeit bei Raumtemperatur verfestigbar sind, und b) Zweikomponenten-RTV-Silkonkautschukstoffe, die unter katalytischer Wirkung verfestigbar sind. Spezieller können die Einkomponenten-RTV-Silikon-KautschuRstoffe vom Desessigsäuretyp, Desalkoholtyp, Desoximtyp, Desamintyp oder Desacetontyp sein, welche entsprechend Essigsäure, einen Alkohol, ein Oxim, ein Amin bzw. Aceton bei der Verfestigung freisetzen, Die Zweikomponenten-RTV-Silikonkautschukstoffe umfassen auch solche, die für elektrische Zwecke und für Formungszwecke verwendbar sind.
  • 2. Die geformten Produkte aus einem Silikonharz, die verwendet werden, um eine Xatalysatorkomponente in ihnen zu absorbieren, umfassen Platten oder Folien (Silikonkautschukfolien), welche gewöhnlich als Packmaterialien benutzt werden, und Rohre oder Schläuche (Silikonkreisrohre), welche gewöhnlich für medizinische Zwecke verwendet werden.
  • Die zum Zwecke der Erfindung geeigneten Katalysatorkomponenten sind folgende: 1. Katalytische Stoffe, die mit dem Bindemittel durch Verkneten mit dem Bindemittel vermischt werden sollen und das Bindemittel verfestigen, umfassen katalytische Metalle, wie Nickel, Kobalt, Eisen und Kupfer; ein Gemisch von wenigstens einem katalytischen Metall mit einem Zusatzstoff; Einfachstoffe aus Edelmetall und Oxide und Komplexe von Edelmetallen, wie Palladium, Platin, Rhodium und Ruthenium, wobei wenigstens ein Glied von ihnen auf einem Trägermaterial angeordr1et sein kann, das beispielsweise aus aktivierter Kohle oder Tonerde besteht.
  • 2. Katalytische Stoffe, welche in einem geformten durchlässigen Produkt absorbiert werden, in dem das Silikonharz-Bindemittel enthalten ist, umfassen lösungsmittellösliche Salze von katalytischen Metallen, wie z.B.
  • Palladium, Platin oder Ruthenium, und Palladiumacetat oder Platinacetylacetonat. Katalytische Substanzen dieser Typen werden von dem geformten Produkt absorbiert und die absorbierten Salze werden mit Wasserstoff oder einem chemischen Reduziermittel reduziert.
  • Wie oben angegeben, kann die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung in unterschiedlichen Typen und in unterschiedlichen Formen vorliegen. Beispielsweise wird ein aktivierter Raney-Nickelkatalysator dehydriert, indem er mit einem wasserlöslichen Lösungsmittel, beispielsweise Methylalkohol, Kthylalkohol oder Isopropylalkohol, gewaschen wird, um die Feuchtigkeit auszutreiben, und die sich ergebende katalytische Komponente mit einem Silikonharz-Bindemittel im Gewichtsverhältnis der katalytischen Komponente zu dem Silikonharz-Bindemittel von 1:3 verknetet und das sich ergebende Gemisch verfestigt.
  • werden. In einem anderen Beispiel wird ein Gewichtsteil einer 5% Palladium-Kohle-katalytische Komponente mit fünf Gewichtsteilen eines Silikonharz-Bindemittels verknetet und das sich ergebende Gemisch wird verfestigt. Diese Katalysatorzusammensetzungen zeigen eine hohe katalytische Aktivität für die E-Iydrierung von Methylacetoacetat oder Krotonaldehyd und haben eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit.
  • Die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung enthält ein Silikonharz-Bindemittel, das die Verwendung unterschiedlicher Gase in unterschiedlichen Typen chemischer Reaktionen zuläßt, beispielsweise Wasserstoffgas, Sauerstoffgas oder Kohlenoxidgas, das durch die Katalysatorzusammensetzung pcrmeiert oder in die Katalysatorzusammensetzung hineindiffundiert, wobei in dem Bindemittel eine katalytische Komponente gebunden ist. Daher kann die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung in unterschiedlichen Typen von chemischen Reaktionen verwendet werden, beispielsweise bei der Hydrieruny, der Oxidati und Oxogruppierungen bildenden Reaktionen und zwclr in der gleichen Weise wie ein üblicher Katalysator in der Form feiner Teilchen oder Körner verwendet wird; Außerdem fördert das Silikonharz die Wirkung der Katalysatorzusammensetzung selbst, weil es als festes Lösungsmittel für die katalytische Komponente wirkt.-Die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung weist manchmal anfänglich eine geringere katalytische Aktivität als die der in Pulverform vorliegenden katalytischen Komponente selbst auf, weil die wirksame Kontaktfläche der katalytischen Komponente in der Katalysatorzusammensetzung kleiner ist als die der katalytischen Komponente an sich. Jedoch wird die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung nicht leicht durch ein Katalysatorgift beeinflußt (einen Spurenanteil von Verunreinigungsmateria-l) Daher kann die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung ihre stabile Aktivität für eine lange Zeitperiode aufrecht erhalten und verursacht nicht viel an Nebenreaktionen. Daher kann die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung einen Katalysator mit verlänyerter Lebensdauer darstellen. Da außerdem das Silikonharz in der Katalysatorzusammensetzung als festes Lösungsmittel für die katalytische Komponente dient und in unterschiedlichen Lösungsmitteltypen gelöst werden kann, können der Typ und die Aktivität der sich ergebenden Katalysatorzusammensetzung in-breitem Maße geändert werden.
  • Beispielsweise kann die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung für Selektivreaktionen verwendet werden.
  • Außerdem kann die-Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung wegen ihrer hohen Gaspermeabilität in Dampfphasenreaktionen verwendet werden.
  • Die Reaktionen, in welchen die Katalysatorzusammensetzung yemäß der Erfindung verwendet wird, können wie bei konventionellen Katalysatoren in Flüssigphasen unter atmossphärischem Druck oder überatmosphärischem Druck durchgeführt werden. Da das Silikonharz als festes Lösungsmittel wirkt, ist die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung auch für Dampf- oder Gasphasenreaktionen wirksam. Daher kann die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung in jeder Art von üblichen katalytischen Reaktionen angewendet werden.
  • Gewöhnlich führt die Verwendung eines in üblicher Weise aktivierten Raney-Nickelkatalysators in Dampfphasenreaktionen zu Problemen. Die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung jedoch ermöglicht es, den aktivierten Raney-Nickelkatalysator ohne irgeneine Schwierigkeit in Dampfphasenreaktionen zu verwenden, weil das Silikonharz selbst als festes Lösungsmittel für den aktivierten Raney-Nickelkatalysator wirkt. Darüberhinaus weist die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung eine ausgezeichnete Wärmewiderstandsfähigkeit im Verjleich mit konventionellen Katalysatorzusammensetzungen auf, die Harz anderer Typen enthalten. Zusätzlich ist die Katalysatorzusammesetzung gemäß der Erfindung nicht empfindlich gegen den Einfluß eines Katalysatorgiftes, beispielsweise eines Fremdstoffmaterials. Häufig spielt ein Katalysatorgift eine ernsthafte Rolle in verschiedenen Dampfphasenreaktionen, so daß die katalytische Aktivität der ICatalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung stabil auf einem hohen Niveau für eine lange Zeitperiode aufrechterhalten werden kann.
  • Die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung kann geformt und zu Gegenständen verfestigt werden, die eine gewünschte Gestalt in Abhängigkeit von dem Typ des verwendeten Reaktors aufweisen. Auch hat die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit und kann leicht für eine lange Zeitperiode bevorratet werden.
  • Die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.
  • Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiel 1 Drei Typen von komerziell verfügbaren Einkomponenten-RTV-Silikonkautschukstoffen, d.i. KE 41 RTV Rubbers vom Desessigsäuretyp, KE 47 RTV Rubbers vom Desalkoholtyp und KE 441 RTV Rubbers vom Desoximtyp alles Handelsmarken von RTV Kautschukstoffen, hergestellt bei Shinetsu Chemical Co., Japan, und hier im weiteren zur Abkürzung als Silikonkautschukstoffe vom Desessigsäuretyp, Desalkoholtyp und Desoximtyp bezeichnet) wurden verwendet.
  • Ein Gewichtsteil eines 5% Palladium-Kohlenstoff-Katalysators wurde zusammen mit fünf-Gewichtsteilen eines der oben genannten RTV-Silikonkautschukstoffe verknetet, die bei Raumtemperatur verfestigbar sind, und das sich ergebende Gemisch wurde zu einer Platte mit einer Dicke von 1 mm geformt. Drei Tage, zehn Tage und einen Monat nach der Herstellung der Katalysatorplatten wurden sie nach ihrer katalytischen Aktivität für die Hydrierung von Krotonaldehyd und für die Entzündbarkeit von Methylalkohol in der folgenden Weise beurteilt (zum Vergleich wurden die gleichen Versuche mit dem 5% Palladium-Kohle-Katalysator durchgeführt, bevor er in den RTV-Silikonkautschuk eingebaut war): 1. Ein Reaktor aus Glas wurde mit 0,05 g den 5% Palladium-Kohle-Katalysator enthaltenden Schnipseln einer der Katalysatorplatten, 0,035 Mol Krotonaldehyd und 30 nil Methylalkohol beschickt. Die Reaktionsteilnehmer wurden bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck miteinander zur Reaktion gebracht. Die Ausbeute an Butylaldehyd in dem Reaktionsprodukt wurde durch die Gaschromatografie-Mengenanalyse bestimmt. Gesondert wurden die gleichen Verfahrensgänge wie oben beschrieben durchgeführt, ausge- nommen daß 0,05 g des 5% Palladium-Kohlekatalysators allein als Katalysator verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 (Seite 13) gezeigt.
  • 2. Jede der Katalysatorplatten wurde in Kontakt mit gasförmigem Methylalkohol gebracht, der in Luft bei einer Vorwärmtemperatur von 6u° C verdampft war. Keine Entzündung wurde beobachtet. Jedoch kam es im Falle des 5% Palladium-Kohle-Katalysators allein zur Entzündung.
  • Beispiele 4 bis 6 und Vergleichsbeispiel 2 Ein aktivierter Raney-Nickelkatalysator (verfügbar unter dem flandelsnamen NOT-90, hergestellt bei Kawaken Fine Chemicals Co., Japan) wurde dreimal mit Methylalkohol gewaschen, um die Feuchtigkeit aus ihm zu beseitigen. Ein Gewichtsteil des sich ergebenden Raney-Nickelkatalysators wurde zusanunen mit drei Gewichtsteilen jedes der flüssigen Einkomponenten-RTV-Silikonkautschukstoffe verknetet, die nach Beispiel 1 benutzt wurden, und das sich ergebende Gemisch wurde zu einer Platte von einer Dicke von 1 mm geformt und verfestigt.
  • Zwei Wochen nach der Herstellung der Katalysatorplatte wurde ein 0,8 g Nickel enthaltendes Stück der Katalysatorpiatte auf einem Rührer eines Autoklaven befestigt.
  • Der Autoklav wurde mit 0,1 Mol Methylacetoacetat und Wasserstoffgas bei einem Anfangsdruck von 90 kg/cm beschickt. Dann wurde der Inhalt auf eine Temperatur von 1000 C erwärmt, um eine Hydrierreaktion herbeizuführen.
  • Die Reaktion wurde fortgesetzt, bis der Wasserstoffverbrauch beendet war. Die Zeitspanne von dem Beginn der IIydrierreaktion bis zur Vervollständigung der Wasserstoffabsorbtion wird als Reaktionszeit bezeichnet. Nachdem die llydrierreaktion beendet war, wurde der Autoklav gekühlt und das Reaktionsprodukt wurde aus ihm entnommen. TABELLE 1 Katalytische Aktivität des Katalysators Zeitspanne zwischen Herstellung und Benutzung des Katalysators Beispiel Vergleichs- Typ der Silikon- 3 Tage 10 Tage 1 Monat beispiel harzes Reaktions- Aus- Reaktions- Bildungsge- Reaktions- Bildungszeit beute zeit schwindig- zeit geschwinkeit digkeit (min) (%) (min) (%) (min) (%) 1 Desessigsäuretyp 39 98 40 98 40 98 2 Desalkoholtyp 42 99 42 99 43 98 3 Desoximtyp 40 99 42 99 42 99 1 ohne 40 98 40 98 42 98 Danach wurde der Autoklav mit einer frischen Ladung aus 0,1Methylacetoacetat und Wasserstoffgas beschickt und die Hydrierreaktion wurde unter den gleichen Bedingungen wie oben angegeben durchgeführt. Diese Verfahrensgänge wurden wiederholt, um die Dauerhaftigkeit der Katalysatorzusammensetzung zu prüfen.
  • Das flüssige Reaktionsprodukt wurde destilliert und dann wurde die Ausbeute an Methylhydroxybutyrat bestimmt.
  • Die gleichen Hydrierreaktionsvorgänge wie oben angegeben wurden unter Verwendung des Raney-Nickelkatalysators allein durchgeführt.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Es ist von den in der Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ersichtlich, daß die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit der katalytischen Aktivität aufweist.
  • Die Katalysatorzusammensetzungen wurden dem gleichen Zündversuch wie im Beispiel 1 beschrieben unterworfen. Keine Zündung des Methylalkohols wurde beobachtet.
  • TABELLE 2 Nummer der wiederholten Reaktionsdurchgänge Beispiel Vergleichs- Silikon- Reaktionszeit(*) beispiel harztyp und Ausbeute 1 2 3 4 6 10 15 20 30 40 Reaktionszeit (h) 4 4 5 16 23 - - - - -4 Desessigsäuretyp Ausbeute (%) 90 88 87 88 71 - - - - -Reaktionszeit (h) 5 8 5 6 8 11 22 - - -5 Desalalkoholtyp Ausbeute (%) 90 89 91 91 92 86 82 - - -Reaktionszeit (h) 10 6 9 6 5 55 65 65 65 21 6 Desoximtyp Ausbeute (%) 92 89 87 89 87 87 89 89 86 86 Reaktionszeit (h) 2 25 3 4 - - - - - -2 ohne Ausbeute (%) 85 80 66 20%(**) - - - - - -*: Die Reaktionszeit ist in Stunden angegeben, die Ausbeute ist die theoretische Ausbeute nach der Destillation.
  • **: Konversion Beispiele 7 bis 9 In den Beispielen 7 bis 9 wurden die gleichen Katalysatorzusammensetzungen wie in den Beispielen 4 bis 6 beschrieben durch Verkneten der Silikonharze und des Raney-Nickelkatalysators und Verfestigung hergestellt und in Luft während der in Tabelle 3 angegebenen Zeitspannen aufbewahrt, um die Konservierungsfähigkeit (Änderung der Aktivität mit der Zeit) des Katalysators zu prüfen.
  • Die Hydrierung von Methylacetoacetat in Anwesenheit eines dieser Katalysatorzusammensetzungen wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 beschrieben durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Es ist von den in Tabelle 3 gezeigten Ergebnissen ersichtlich, daß die Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung keine Minderung der katalytischen Aktivität selbst nach einer Zeitspanne der Aufbewahrung in Luft von 6 Monaten aufwiesen.
  • Tabelle 3 Reaktionszeit (h) Beispiel - Silikontyp nach nach nach nach 10 ~~~~~~~~~~ 10 Tagen 1 Monat 3 Monaten 6 Monaten 7 Desessigsäuretyp 4 4 4 5 8 Desalkoholtyp 5 5 5 5 9 Desoximtyp 5 5 5 5 Beispiel 10 und Vergleichsbeispiel 3 Ein Platinoxydkatalysator vom Adams-Typ in einer Menge von 0,3 g wurde mit einem Einkomponenten-Silikonkautschuk KE 41 RTV vom Desessigsäuretyp in derartiger Menge verknetet, daß die sich ergebende KatalysatorzusanmeensetzulleJ 10 Gewichtsprozent des Platinkatalysators enthielt. Das sich ergebende Gemisch wurde in eine Platte mit einer Dicke von 1 mm geformt und verfestigt. Die sich ergebende Katalysatorzusammensetzungsplatte, 5 Millimol 1-Oktt?n und 30 ml Methylalkohol wurden in einen Glasreaktor Ciiigebracht. Dann wurde in den Reaktor Wasserstoffyas eingeführt, um eine Hydrierreaktion bei Raumtemperatur unter Atmosphärendruck herbeizuführen. Es dauerte 95 Minuten, die Reaktion zu beenden. Danach wurde das Reaktionsprodukt aus dem Reaktor ausgebracht. Dann wurde eine frische Charge aus 1-Okten und Methylalkohol in den Reaktor eingebracht, um eine Hxdrierreaktion herbeizuführen.
  • Einhundertdreißig Minuten später war die Reaktion beendet.
  • Bei Verwendung des Platinoxidkatalysators vom Adams-Typ allein, ohne daß er in dem Silikonkautschuk gebunden war, wurde die gleiche Hydrierreaktion wie oben beschrieben durchgeführt. Die erste Reaktion erforderte 70-Minuten fur ihre Beendigung. Jedoch war die zweite Reaktion in 100 Minuten beendet, als 50% des verwendeten Wasserstoffes verbraucht war.
  • Beispiel 11 Ein Glasreaktor wurde mit 4 g der den gebundenen Raney-Nickel enthaltenden Katalysatorzusammensetzung beschickt, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 beschrieben hergestellt war und in der Form langer Streifen vorlag, von denen jeder eine Dicke von 1 mm und eine Breite von 5 mm hatte. Die Charge in dem Reaktor wurde auf 85°C erwärmt. Wasserstoffgas wurde in das Methylacetoacetat g()-blasen, während dessen Temperatur auf einer Höhe von 850c gehalten wurde, so dalj ein Gasgemisch aus WassersLoff un<I Methylacetoacetat erhalten wurde. Das Gasgemisch wurde durch die SciiciL aus Katalysatorstreifen hindurchgeführt und das Reaktionsgemisch wurde mit Trockeneis gekühlt. Das sich ergebende Flüssigprodukt wurde rückgeführt und das verbleibende Wasserstoffgas wurde in ein Methylacetoacetatmaterial umgepumpt. Dieser Vorgang wurde während 3 Tagen fortgesetzt, um 58 g (0,5 Mol) Methylacetoacetat zu behandeln. Das Reaktionsprodukt wurde mittels Gaschromatographie quantitativ analysiert. Es wurde nachgewiesen, daß das Produkt aus 93 Gewichtsprozent 3-Hydroxybuttersäure und 7 Gewichtsprozent der nicht umgesetzten Reaktionsteilnehmer bestand.
  • Beispiel 12 Die gleichen Verfahrensschritte wie in Beispiel 11 beschieben wurden durchgeführt, ausgenommen daß 1-Dezen anstatt Methylacetoacetat verwendet wurde, und in das 1-Dezen wurde Wasserstoffgas bei Raumtemperatur geblasen, so daß 70 g (0,5 Mol) an 1-Dezen über eine Zeitspanne von 3 Tagen hin umgesetzt wurde. Das flüssige Reaktionsprodukt wurde mittels Gaschromatographie analysiert und es wurde gefunden, daß die Umsetzung zu Dekan 100% betrum.
  • Beispiel 13 Ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 2 mm und aus eilli.?m handelsüblichen Silikonharz für medizinische Zwecke wurde in eine Länge von 50 cm zerschnitten. Das eine Schnittende des Rohrs wurde mit einem Glasstab verschlossen und eine Lösung aus Palladiumacetat in Äthylacetat wurde in das Rohr durch dessen anderes Ende eingebracht.
  • Das Athylacetat trat und verdampfte durch feine Poren in der Rohrwand aus Silikonharz hindurch und das Palladiumacetat wurde in dem Silikonharz adsorbiert. Dieser Vorgang wurde zweimal wiederholt. Das das Vorprodukt der Katalysatorzusammensetzung bildende Rohr wurde bei einer Temperatur von 600C getrocknet und Wasserstoffgas wurde durch das Rohr hindurchgeführt, um das darin enthaltende Palladiumacetat zu metallischem Palladium zu reduzieren.
  • Das sich ergebende, die Katalysatorzusammensetzung bildende Rohr wurde in eine Lösung aus einem (,ewichtsteil einer Silikonharzflüssigkeit (KE 42 S-RTV) in zwei Gewichtsteilen Toluol getaucht. Nach dem Herausnehmen aus der Lösung wurde die aus der Silikonharzflüssigkeit gebildete Schicht auf dem'die Katalysatorzusammensetzung bildenden Rohr getrocknet, um eine feste Beschichtungsschicht auf der Rohroberfläche auszubilden. Dieser Vorgang wurde zweimal durchgeführt. In diesem Fall hatte das die Katalysatorzusammensetzugn bildende Rohr einen Palladiumanteil von 0,3%.
  • Das in dieser Weise hergestellte, die Silikonharz-Palladium-Katalysatorzusammensetzung bildende Rohr wurde mit seinem einen Ende an eine Wasserstoffgasquelle unter einem Druck von 0,3 kg/cm2 angeschlossen, während das andere Rohrende verschlossen blieb.
  • Das sich ergebende Rohr wurde in eine Lösung von 4 Millimol 1-Okten in 30 ml Methylalkohol eingetaucht, wonach Wasserstoffgas durch das die Katalysatorzusammensetzung bildende Rohr in die Reaktionslösung permeierte. Vier Stunden später wurde der Hydriergrad des 1-Qkten zu 30% bestimmt.
  • Beispiel 14 Eine im Handel erhältliche 0,5 mm dicke Gummifolie, die hauptsächlich aus einem Silikonharz bestand, wurde mit einer Lösung aus Palladiumacetat in Äthylacetat derart imprägniert, daM das Palladiumacetat von der Silikongummifolie absorbiert werden konnte. Nach dem Trocknen wurde die sich ergebende Silikongummifolie in einen Strom aus Wasserstoffgas gebracht, um das Palladiumacetat zu metallischem Palladium zu reduzieren und dadurch es in der Folie zu binden. Die in dieser Weise erhaltene folienförmige Katalysatorzusammensetzung wurde in eine Mehrzahl Streifen zerschnitten, von denen jeder eine Dicke von 1-2 mm hatte. Die Streifen wurden in eine Lösung eines RTV-SilikonharZes vom Desessigsäuretyp (erhältlich unter der Handelsmarke KE 42 S von Shinetsu Chemical Co.) in Toluol getaucht, um die Oberfläche der Streifen derart zu beschichten, daß die feinen an der Streifenoberfläche freiliegenden Palladiumteilchen mit dem Harz vollständig abgedeckt waren. Nach dem Trocknen wurden die Streifen erneut in die gleiche Harzlösung eingetaucht. Nachdem sie wieder trocken waren, wurden die erhaltenen Streifen in Luft während -zweier Wochen aufbewahrt, um so die Verfestigung des die Beschichtung der Streifenoberfläche bildenden Silikonharzes zu vervollständigen und daher eine vollstädige Beschichtung der exponierten Katalysatorteilchen zu erhalten. In Ubereinstimmung mit dem in Beispiel 10 beschrieLenen Verfahren mit der Ausnahme, daß die hier hergestellte Katalysatorzusammensetzung verwendet wurde, wurde eine Lösung aus 1-Okten in Methylalkohol einem Hydrierverfahren unter atmosphärischem Druck unterworfen. Trotz der Abwesenheit der exponierten Katalysatorteilchen lief die llydrìerreaktion sehr gleichmäßig ab, weil das Silikonharz als festes Lösungsmittel wirkte. Die Reaktionsrate war im wesentlichen die gleiche wie diejenige, die erhalten wird, wenn ein üblicher kolloidaler Palladiumkatalysator, hergestellt: durch die Reduktion von Palladiumacetat, benutzt wurde, und das sich ergebende Produkt war in wesentlichen das gleiche wie dasjenige, daß unter Verwendung des kolloidalen Palladiumkatalysators erhalten wird.
  • Die geiche' liydrierreaktion wie oben beschrieben wurde in der Dampfphase- durchgeführt. Die sich ergebende Katalysatorzusanunensetzung wies eine sehr hohe Aktivität auf, so daß die Hydrierung von 1-Okten schnell ablief. Die Quantitätsanalyse des zurückgeführten Reaktionsproduktes mittels Gaschromatographie zeigte, daß die Umsetzung von 1-Okten zu Oktan 100% betrug.

Claims (5)

  1. Katalysatorzusammensetzung Patentansprüche 1. Katalysatorzusammensetzung, gekennzeichnet durch eine katalytische Komponente und ein gasdurchlässiges Bindemittel, in dem ein Silikonharz enthalten ist.
  2. 2. Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch cjckennzeichnet, daß das Silikonharz ein bei Raumtemperatur vulkanisierender Einkomponenten-Silikonkautschuk ist.
  3. 3. Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonharz ein bei I?aumLernpelatur vulkanisierender Zweikomponenten-Silikonkautschuk ist.
  4. 4. Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeicllnet durch die Form einer Platte.
  5. 5. Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeich- net durch die Form eines Rohres.
    G) Katalysatorzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Komponente ein Edelmetall auf einem Trägermaterial ist.
DE19823232844 1981-09-10 1982-09-03 Katalysatorzusammensetzung Granted DE3232844A1 (de)

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