DE3446982C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3446982C2
DE3446982C2 DE3446982A DE3446982A DE3446982C2 DE 3446982 C2 DE3446982 C2 DE 3446982C2 DE 3446982 A DE3446982 A DE 3446982A DE 3446982 A DE3446982 A DE 3446982A DE 3446982 C2 DE3446982 C2 DE 3446982C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
ceramic material
catalytic
alternating layers
catalytically active
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3446982A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3446982A1 (de
Inventor
Gil Fremont Calif. Us Khilnani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rexnord Inc
Original Assignee
Rexnord Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rexnord Inc filed Critical Rexnord Inc
Publication of DE3446982A1 publication Critical patent/DE3446982A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3446982C2 publication Critical patent/DE3446982C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/14Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature
    • G01N27/16Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature caused by burning or catalytic oxidation of surrounding material to be tested, e.g. of gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gegen Vergiftung beständiges aktives Element für einen Sensor für brenn­ bare Gase gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung des Elements. Das Element soll sich zur Verwendung in Atmosphären eignen, die Gifte, wie Silicone, Halogenkohlenwasserstoffe und Organometalle enthalten.
Die Erfindung ist allgemein anwendbar bei Sensoren für brenn­ bares Gas der Bauart mit gewickeltem Drahtfilament, vorzugs­ weise nach Art der US-PS 39 59 764 und 40 68 021. Diese Bau­ art betrifft ein schraubenförmig gewickeltes Filament, das mit einem hitzebeständigen Material beschichtet ist, das im allgemeinen in flüssiger Form aufgetragen und dann zum Bei­ spiel in einem Ofen erhitzt wird, so daß die Beschichtung während des Erhitzens altert und ein Sintern stattfindet, wodurch eine dichte Hülle erzeugt wird. Der Sintervorgang läßt die Beschichtung schrumpfen und drückt gleichzeitig die schraubenförmige Wicklung zusammen zur Bildung eines dichten beschichteten schraubenförmig gewickelten Filaments mit einem sich hindurch erstreckenden Kanal. Auf dieser dichten Beschichtung wird ein Platinkatalysator zur Oxidierung von brennbaren Gasen aufgebracht. Ein bei Sensoren der oben beschriebenen Art angetroffene Schwierigkeit besteht darin, daß sie sehr schnell ihre Ansprechempfindlichkeit verlieren, wenn sie einem Katalytgift ausgesetzt werden.
Bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, wie bei Abfühl­ elementen mit Kugel- oder Granulatfüllung gemäß der US-PS 32 00 011 und 41 23 225, besteht ferner ein Problem darin, daß sie nach der Berührung mit einem Katalytgift eine sofortige Nacheichung oder Auswechslung erfordern. Diese Sen­ soren arbeiten in reiner Atmosphäre sehr erfolgreich, d. h. ohne Empfindlichkeitsverlust, zeigen jedoch bei Anwendung in schädlicheren industriellen Umgebungen einen irre­ versiblen Empfindlichkeitsverlust oder eine Vergiftung.
Aus der GB-A-20 96 321 ist ein aktives Element der ein­ gangs vorausgesetzten Art bekannt, bei dem auf dem Draht­ filament abwechselnde Lagen aus porösem nichtkata­ lytischem keramischem Material und katalytisch aktivem Material aufgebracht sind und die äußerste Lage aus porösem nichtkatalytischem Material gleicher Porosität wie der der übrigen keramischen Materialschichten besteht.
Schließlich ist aus der DE-B-26 40-868 ein Detektor­ element für brennbare Gase bekannt, bei dem ein Draht einen Überzug aus einem nicht katalytischen keramischen Trägermaterial und einem katalytisch aktiven Material, eine den Überzug umgebende Schicht aus einem Oxidations­ katalysatormaterial und eine diese Schicht und den Überzug völlig umgebende poröse Schutzschicht aus einer Mischung von Zeolith und Aluminiumoxid zur Fernhaltung von Kata­ lysatorgiften vom katalytisch aktiven Material aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegen Vergiftung beständiges aktives Element der eingangs voraus­ gesetzten Art zu entwickeln, das eine höhere Widerstands­ fähigkeit gegen Vergiftung, eine längere Betriebslebensdauer, verringerte Katalysatorverluste, eine minimale Nullpunkt-Ver­ schiebung und eine langfristige Temperaturstabilität auf­ weist, und ein zur Herstellung eines solchen aktiven Elements geeignetes Verfahren anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 4 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erhöhte Widerstandsfähigkeit des erfindungsgemäßen aktiven Elements gegen Vergiftung ist anscheinend vor allem auf die äußerste Lage aus porösem keramischem Material mit größerer Porosität als der der letzten Zwischenlage aus porösem nichtkatalytischem keramischem Material zurück­ zuführen, wobei die nachfolgenden katalytischen Lagen, nachdem die erste katalytische Lage inaktiv wird, noch brennbare Gase oxidieren, wodurch das aktive Element eine lange Betriebslebensdauer hat.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Schrägansicht eines Sensors für brennbare Gase mit einer Darstellung des gegen Vergiftung beständigen Sensorelements nach der Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines unbeschichteten ge­ wickelten Widerstandselements nach der Erfindung;
Fig. 3 eine teilweise weggebrochene und geschnittene Seiten­ ansicht des Widerstandselements von Fig. 2 nach der Alterung einer Schicht aus hitzebeständigem Material;
Fig. 4 eine teilweise weggebrochene und geschnittene Seiten­ ansicht der beschichteten Wicklung von Fig. 3 nach dem Auftragen von mehreren gesonderten und abwechselnden Lagen aus porösem keramischem Material und Platin und einer porösen keramischen obersten Beschichtung;
Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt längs der Querachse von Fig. 4 und
Fig. 6 einen schematischen Schnitt längs der Längsachse von Fig. 5.
Die Erfindung eignet sich besonders zur Anwendung in Umgebun­ gen mit Luftgiften, wie Silicone. Im allgemeinen bewirken Dämpfe von Produkten auf Siliconbasis eine schnelle Ver­ schlechterung der herkömmlichen Sensoren für brennbare Gase mit Kugel- oder Granulatfüllung. Normalerweise kann eine Siliconkonzentration von weniger als 1 ppm in Minuten einen Empfindlichkeitsverlust des herkömmlichen Sensors bewirken. Die Erfindung mit ihrer neuartigen Verteilung und Auftragung von Katalysator und keramischem Material behält jedoch ihre Zuverlässigkeit und Genauigkeit in Anwesenheit von Silicon und anderen Giften bei. Das eine geringe Masse aufweisende und schraubenförmig gewickelte Sensorelement bietet einen erhöhten Widerstand gegen mechanische Stöße und auch eine gleichmä­ ßige Erhitzung sowie ein schnelles Ansprechen in ruhiger Luft.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 besteht ein Sensor 10 für brennbare Gase aus zwei Elementen, einem aktiven oder katalytischen Element 12 und einem inaktiven oder Bezugselement 14, die beide der Atmo­ sphäre ausgesetzt sind. Das Elementenpaar 12, 14 ist in einem porösen metallischen Becher 16 eingeschlossen, der aus nicht­ rostendem Stahl bestehen kann, oder ist hinter einer Scheibe aus ähnlichem Material eingeschlossen. Der Becher 16 oder die Scheibe, Flammensperre genannt, ermöglicht eine Diffu­ sion von Gas zum oder vom Elementenpaar, verhindert jedoch eine Zündung der Atmosphäre außerhalb des Sensors, falls die Konzentration an brennbarem Gas dessen untere Entflammungs­ grenze überschreitet.
Für gewöhnlich befindet sich zwischen dem Elementenpaar 12, 14 eine Wärmesperre, die eine thermische Wechselwirkung und die Übertragung von katalytischem Material vom aktiven Ele­ ment zur Oberfläche des Bezugselements verhindert.
Der Sensor ist in die elektrische Schaltung eines Gasermitt­ lungssystems geschaltet. Im allgemeinen ist das aufeinander­ abgestimmte Elementenpaar 12, 14 Teil einer Wheatstone'schen Brücke.
Fig. 2 und 3 zeigen ein schraubenförmig gewickeltes leitendes Filament 20 aus einem Material, wie Platin-Iridium, dessen elektrischer Widerstand mit der Temperatur variiert. Es gibt andere geeignete Wicklungsfilamente, z. B. eine Platin- Rhodium-Legierung. Das schraubenförmig gewickelte Filament 20 ist dann in eine hitzebeständige Schicht 22 eingehüllt, ver­ gleiche die US-PS 40 68 021.
Gemäß Fig. 4 und 5 wird erfindungsgemäß die hitzebeständige Schicht 22 beschichtet: mit einer ersten Lage 28 aus einem katalytischen Überzug, dann mit abwechselnden Lagen aus porösem nichtkatalytischem keramischem Material 24 und Lagen aus Katalytplatin 26 oder anderen Edelmetallen oder kataly­ tischen Metallen, wie Palladium, Rhodium, Ruthenium, Rhenium oder Gemischen hiervon. Das Element wird dann mit einer letzten Lage 34 aus porösem keramischem Material beschichtet, das als verbrauchbare Lage verwendet wird, um als erste mit Luftgiften zu reagieren oder diese einzufangen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Keramikmaterial (5 bis 10 Gew.-% Al2O3) mit einem Platin­ material (5 bis 15 Gew.-% Hexachlorplatinsäure) zur Bildung einer katalytischen Aufschlämmung gemischt, die in Form einer Flüssigkeit oder Paste vorliegt (die Hexachlorplatin­ säure enthält 40% metallisches Platin, weshalb der Platin­ bereich bei 2 bis 6 Gew.-% liegt). Die katalytische Auf­ schlämmung wird auf die umhüllte Wicklung aufgetragen und durch Erhitzen eingebrannt, d. h. in einem Ofen bei 871 bis 926°C während 5 bis 25 min, vorzugsweise etwa 10 min. Die erste Lage 28 der katalytischen Aufschlämmung kann eine oder mehrere Schichten umfassen, von denen jede in der oben be­ schriebenen Weise aufgetragen wird.
Nach dem Einbrennen der Lage 28 der katalytischen Aufschläm­ mung werden auf die umhüllte Wicklung abwechselnd Lagen von porösem keramischen Material 24 (5 bis 10 Gew.-% Al2O3) und Katalytplatin 26 (5 bis 26 Gew.-% Hexachlorplatinsäure) auf­ getragen. Das poröse keramische Material, eine wäßrige Lö­ sung von Aluminiumoxid, (Al2O₃), kann durch Anle­ gen einer Gleichspannung an das gewickelte Filament 20 ein­ gebrannt werden. Eine Spannung von 2,0 bis 3,0 V, vorzugsweise etwa 2,5 V, wird 1 bis 3 min lang angelegt. Jedoch wird im allgemeinen bei der äußersten oder letzten Lage des porösen keramischen Materials eine Spannung von 2,5 bis 3,5 V, vorzugsweise etwa 3,0 V, angelegt. Das Katalytplatin, eine wäßrige Lösung von 20 Gew.-% Hexachlorplatinsäurehexahydrat (H2PtCl6 · 6 H2O), kann durch Anlegen einer Gleichspannung an das gewickelte Filament 20 auch zerlegt werden und disper­ gierte Platinteilchen bilden. Die bevorzugte Spannung beträgt 2,0 V, kann aber von 1,5 V bis 2,5 V variieren, und wird 1 bis 3 min lang angelegt. Im allgemeinen besteht die Lage 28 aus einer katalytischen Aufschlämmung von zwei Schichten.
Die poröse nichtkatalytische keramische Lage 24 und die Katalytplatin-Lage 26 können eine oder mehrere Schichten um­ fassen. Im allgemeinen hat die poröse nichtkatalytische Lage 24 zwei Schichten, die letzte Lage vier Schichten und die Katalytplatin-Lage 26 sechs Schichten.
Schließlich wird eine oberste Lage 34 durch Mi­ schen von Aluminiumoxid (15 bis 25 Gew.-% Al2O3) mit einer wäßrigen Lösung von Aluminiumchlorid (5 bis 25 Gew.-% AlCl3 und Ethylenglykol und durch Auftragen des Gemischs auf die mit Lagen versehene Wicklung gebildet. Das Gemisch der obersten Lage wird "in situ", d. h. an Ort und Stelle, getrocknet und durch Anlegen einer Gleichspannung von 2,5 bis 3,5 V, vorzugsweise 3,0 V, an das gewickelte Filament während 1 bis 3 min eingebrannt. Zur Bildung der obersten Lage 34 werden im allgemeinen zwei Schichten des Gemischs aufgetragen.
Ein gegen Vergiftung beständiges Element nach der Erfindung und ein Verfahren zu dessen Herstellung werden durch die fol­ genden Beispiele weiter erläutert, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Beispiel 1
Ein schraubenförmig gewickeltes Filament aus einer aus 90% Platin und 10% Iridium bestehenden Legierung wird gemäß der Lehre der US-PS 40 68 021 mit hitzebeständigem Material beschichtet. Diese umhüllte Wicklung wird mit zwei Schichten einer katalytischen Aufschlämmung beschichtet, die zur Flüssigkeitsbeseitigung im Ofen getrocknet und bei 899°C 10 min lang eingebrannt werden. Diese aus der katalytischen Aufschlämmung bestehende Lage aus zwei Schichten bildet die Basis für nachfolgende abwechselnde Lagen aus nichtkataly­ tischem keramischem Material 24 und Katalytplatin 26. Die katalytische Aufschlämmung ist ein Gemisch aus keramischem Material und Platinmaterial wie folgt:
Keramikmaterial (11,76 Gew.-% Al2O3)
Aluminiumoxid, 0,05 µm (Al2Ot)5,0 g Wäßrige Lösung von Methylcellulose, 2 Gew.-%10,0 ml Entionisiertes Wasser15,0 ml 50% 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyn-4,7-diol in Glykol 0,05 Gew.-%7,5 ml Nonylphenoxypoly (ethylenoxy)ethanol 0,05 Gew.-%7,5 ml Antischaummittel Mischung von Dichteröl, Castoröl und Fettsäure2 Tropfen
Platinmaterial Wäßrige Lösung von Hexachlorplatinsäurehexahydrat (H2PtCl6 · 6 H2O) 20 Gew.-%.
Das keramische Material wurde in einer Lortone-Mühle 24 Stunden lang gemahlen. Das gemahlene keramische Material wurde dann mit dem Platinmaterial in einem Volumenver­ hältnis von 1 : 1 gemischt.
Die umhüllte Wicklung mit der Lage 28 aus katalytischer Aufschlämmung wird dann mit Schichten aus keramischem Ma­ terial zur Bildung einer nichtkatalytischen keramischen Lage 24 beschichtet. Die Schichten aus keramischen Materialien werden durch 2 min langes Anlegen einer Gleichspannung von 2,5 V an der schraubenförmigen Wicklung erhitzt. Zur Bereitung der wäßrigen Lösung aus nichtkatalytischem keramischem Material wurden die folgenden Materialien verwendet:
Aluminiumoxid 0,05 µm 2,5 g Wäßrige Lösung von Methylcellulose, 2 Gew.-%15,0 ml Entionisiertes Wasser10,0 ml 50% 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyn-4,7-diol in Glycol, 0,05 Gew.-%7,5 ml Nonylphenoxypoly (ethylenoxy)ethanol, 0,05 Gew.-%7,5 ml Antischaummittel, Mischung von Dichterdöl, Castoröl und Fettsäure2 Tropfen
Die wäßrige keramische Lösung wurde 24 Stunden lang in einem Norton-Porzellangefäß gemahlen, das zur Hälfte mit 9,5 mm- Zircon-Mahlkörpern gefüllt war. Die Nettomenge an Aluminium­ oxid (Al2O3) im keramischen Material betrug 5,88 Gew.-%.
Dann wird zur Bildung einer Lage 26 aus Katalytplatin eine wäßrige Lösung von 20 Gew.-% Hexachlorplatinsäurehexahydrat (H2PtCl6 · 6 H2O) auf die umhüllte Wicklung mit der Lage aus der katalytischen Beschichtung und der Lage aus dem nichtkerami­ schen Material (wie oben beschrieben) aufgetragen. Zur Bildung der katalytischen Lage 26 werden sechs Lagen der wäßrigen Lösung von Hexachlorplatinsäure aufgetragen und durch Anlegen einer Gleichspannung von 2,0 V an die schrau­ benförmige Wicklung während 2 min zerlegt.
Dann werden in der oben beschriebenen Weise zwei weitere nichtkatalytische keramische Lagen 24 und eine weitere katalytische Lage 26 abwechselnd aufgetragen. Jedoch besteht die letzte Lage aus dem nichtkatalytischem Keramikmaterial aus vier Schichten, von denen jede durch Anlegen einer Gleich­ spannung von 3,0 V an die schraubenförmige Wicklung während 2 min erhitzt wird.
Schließlich werden zur Bildung einer obersten Lage 34 zwei Schichten einer wäßrigen Lösung aus porösem Keramikmaterial aufgetragen. Die oberste Lage 34 hat eine größere Porosität als die anderen keramischen Lagen 24 und besteht aus den folgenden Materialien:
Aluminiumoxid, 0,05 µm4,0 g Wäßrige Lösung von Aluminiumchlorid, 10 Gew.-% (AlCl3)8,0 ml Ethylenglykol8,0 ml
Danach beträgt der Nettogehalt an Aluminiumoxid 20 Gew.-% Die wäßrige Lösung von AlCl3 (10 Gew.-%) und Ethylenglykol wurde dem Aluminiumoxid (Al2O3) zugesetzt, um eine größere Oberfläche und eine hochporöse oberste Lage zu erzielen, die den Durchtritt von entflammbaren Gasen durch die darunter befindliche katalytische Lage 26 ermöglichen, während die Giftmoleküle im Aluminiumoxid eingefangen oder zerlegt werden.
Beispiel 2
Dieses Beispiel verwendet auch ein schraubenförmig gewickeltes Filament, das gemäß der Lehre der US-PS 40 68 021 mit hitze­ beständigem Material beschichtet ist. Diese umhüllte Wicklung wird dann mit einer aus zwei Schichten aus nichtkatalytischem keramischem Material bestehenden Lage, einer aus zwei Schichten bestehenden Lage aus einer katalyti­ schen Aufschlämmung und abwechselnden Lagen aus nichtkataly­ tischem keramischem Material und Platinpulver (Platinschwarz) beschichtet.
Das nichtkatalytische keramische Material ist dasselbe wie das keramische Material, das in der katalytischen Aufschläm­ mung von Beispiel 1 verwendet wurde. Die katalytische Auf­ schlämmung ist ein Gemisch aus dem keramischem Material und Platinpulvermaterial, wie folgt:
Platinpulver (Platinschwarz)4,0 g Keramisches Material (wie oben beschrieben)16,0 g 50% 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyn-4,7-diol in Glykol4,0 g
Das Platinpulver wurde aus einer wäßrigen Lösung von 10 Gew.-% Hexachlorplatinsäurehexahydrat (H2PtCl6 · 6 H2O) bereitet, das durch Behandlung mit einer wäßrigen Lösung von 5 Gew.-% Natrium­ borhydrid (NaBH4) umgeformt wurde, was den Niederschlag von feinverteiltem Platin ergab. Der Niederschlag wurde vor dem Trocknen in einem Ofen bei 100°C mit entionisiertem Wasser, heißem entionisiertem Wasser und Isopropylalkohol dekantiert.
Das Platinpulver, das keramische Material und der genannte dritte Bestandteil wurden gewogen und in eine 62,2 g (2 oz)-Polyethylen­ flasche gegossen, die zur Hälfte mit 9,5 mm-Zirkonoxidkör­ pern gefüllt war. Die Flasche wurde dann in ein gummiertes Gefäß gegeben und 4 Stunden lang ge­ mahlen.
Zur Bildung einer nichtkatalytischen Schicht wird die umhüllte Wicklung mit zwei Schichten aus keramischem Material be­ schichtet. Die Schichten aus keramischem Material sind eine wäßrige Lösung, wie sie bei der katalytischen Aufschlämmung verwendet wird, und werden durch Anlegen einer Gleich­ spannung von 2,5 V an der schraubenförmigen Wicklung während 2 min erhitzt. Dann wird die erste Lage des nichtkatalytischen kera­ mischen Materials mit einer aus zwei Schichten von katalyti­ scher Aufschlämmung bestehenden Lage beschichtet, wie in Beispiel 1 beschrieben.
Die umhüllte Wicklung mit der Lage aus keramischem Material und der Lage aus katalytischer Aufschlämmung wird dann mit einer Lage aus einem wäßrigen nichtkatalytischen keramischen Material beschichtet. Es werden zwei Schichten des nicht­ katalytischen keramischen Materials aufgetragen und durch Anlegen einer Gleichspannung von 2,5 V an der schraubenförmigen Wicklung während jeweils 2 min eingebrannt.
Zur Bildung einer Lage von Katalytplatin wurde dann die wäßrige Lösung von 20 Gew.-% Hexachlorplatinsäure auf die umhüllte Wicklung mit der Lage aus dem keramischen Material, der Lage aus der katalytischen Aufschlämmung und der Lage aus dem nichtkatalytischen, keramischen Material (wie oben beschrieben) aufgetragen. Zur Bildung einer katalytischen Lage wurden vier Schichten der wäßrigen Lösung von Platin aufge­ tragen und durch Anlegen einer Gleichspannung von 2,0 V, an der schraubenförmigen Wicklung während 2 min eingebrannt.
Schließlich wurden dann in der oben beschriebenen Weise zwei weitere Lagen aus nichtkatalytischem keramischem Material und eine weitere katalytische Lage abwechselnd aufgetragen.
Die durch die Erfindung erzielte höhere Widerstandsfähigkeit gegen Vergiftung ist vermutlich durch folgende Gründe be­ dingt:
  • 1. Es werden die größeren Anteile der Gifte durch die Lage aus hochporösem keramischem Material in der obersten verbrauch­ baren Lage eingefangen und zerlegt.
  • 2. Die nachfolgenden katalytischen Lagen, die nachdem die erste katalytische Lage inaktiv wird, oxidieren noch brennbare Gase, wodurch der Sensor eine lange Lebensdauer hat.
  • 3. Die Oberflächen unterdrücken jede Bildung von flüchtigen Halogenidverbindungen von Platin.
Das Verfahren nach der Erfindung ergibt eine Ausführungsform, die aus einem völlig dispergierten Platinkatalysator in einem hochporösem Träger aus Aluminiumoxid, der eine gleichförmige Teilchengröße beibehält, um jegliche Zusammenballung oder Klumpenbildung auf ein Mindestmaß zu bringen, und auch aus einer obersten verbrauchbaren Lage für das Einfangen oder Zerlegen von Luftgiften besteht, wodurch der Katalysatorverlust verzögert wird. Durch das Verfahren nach der Erfindung wurden Elemente hergestellt, die hervorragende Eigenschaften aufwiesen, wenn sie den am meisten bekannten Katalytgiften ausgesetzt wurden.

Claims (9)

1. Gegen Vergiftung beständiges aktives Element für einen Sensor für brennbare Gase, mit einem schrauben­ förmig gewickelten Filament aus elektrisch leitendem Material, das eine Mehrfachbeschichtung mit mehreren abwechselnden Lagen aus porösem nichtkatalytischem keramischem Material und katalytisch aktivem Material aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß das elektrisch leitende Filament (20) mit einer Schicht (22) aus hitzebeständigem Material,
einer Lage (28) aus einem kombiniertem keramischen Material und katalytisch aktiven Material,
den mehreren abwechselnden Lagen aus porösem nicht­ katalytischem keramischem Material und katalytisch aktivem Material als Zwischenlagen (24; 26) und
einer letzten Lage (34) aus porösem keramischem Material auf der letzten Zwischenlage (24) und mit größerer Porosität als die letzte Zwischenlage (24) aus porösem nichtkatalytischem keramischem Material beschichtet ist.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das katalytisch aktive Material der abwechseln­ den Lagen (24; 26) ein katalytisches Metall der folgenden Gruppe ist:
    Edelmetalle, Palladium, Rhodium, Ruthenium und Rhenium und Gemische hiervon.
3. Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Edelmetall Platin ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines gegen Vergiftung be­ ständigen aktiven Elements für einen Sensor für brenn­ bare Gase nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch
  • - Formen eines Filaments aus elektrisch leitendem Material mit temperaturabhängigem Widerstand zu einer schraubenförmigen Wicklung,
    - durch Beschichten der Wicklung mit einem hitze­ beständigen Material und Erhitzen dieses Materials bis zum Einsetzen des Sinterns zur Erzeugung einer dichten gasundurchlässigen Hülle,
    - durch Auftragen einer ersten Lage aus einem kombinierten keramischen Material und katalytisch aktivem Material auf die Beschichtung der Wicklung,
    - durch Härten der ersten Lage bei einer Temperatur von 800 bis 1100°C während 2 bis 3 min,
    - durch Auftragen von mehreren abwechselnden Lagen von porösem nichtkatalytischem keramischem Material und katalytisch aktivem Material auf die erste Lage der Beschichtung der Wicklung,
    - durch Härten des porösen nichtkatalytischen kerami­ schen Materials der abwechselnden Lagen bei 800 bis 1100°C während 2 bis 3 min und Härten des katalytisch aktiven Materials der abwechselnden Lagen bei 800 bis 900°C während 2 bis 3 min,
    - durch Auftragen einer letzten Lage aus porösem keramischem Material auf das giftbeständige aktive Element und
    - durch Härten der letzten Lage bei 800 bis 1100°C während 2 bis 3 min.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der ersten Lage als wäßrige Lösung aufgebracht wird, die aus 5 bis 10 Gew.-% Aluminium­ oxid, 2 bis 15 Gew.-% Hexachlorplatinsäure und Rest Wasser besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse nichtkatalytische keramische Material der abwechselnden Lagen als Lösung aufgebracht wird, die aus 5 bis 10 Gew.-% Aluminiumoxid und Rest Wasser besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Material der abwechselnden Lagen als wäßrige Lösung aufgebracht wird, die aus 5 bis 26 Gew.-% Hexachlorplatinsäure und Rest Wasser besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Lage aus porösem keramischen Material als eine Lösung aufgebracht wird, die aus einer Mischung von 15 bis 25 Gew.-% Aluminiumoxid, 5 bis 25 Gew.-% Aluminiumchlorid und Rest Wasser besteht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung ein oberflächenaktives Mittel, einen Stabilisator und einen Entschäumer enthält.
DE19843446982 1983-12-23 1984-12-21 Gegen vergiftung bestaendiges aktives element fuer einen sensor fuer brennbare gase und verfahren zur herstellung des elements Granted DE3446982A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/564,982 US4560585A (en) 1983-12-23 1983-12-23 Poison resistant combustible gas sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3446982A1 DE3446982A1 (de) 1985-07-11
DE3446982C2 true DE3446982C2 (de) 1988-02-25

Family

ID=24256712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843446982 Granted DE3446982A1 (de) 1983-12-23 1984-12-21 Gegen vergiftung bestaendiges aktives element fuer einen sensor fuer brennbare gase und verfahren zur herstellung des elements

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4560585A (de)
DE (1) DE3446982A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10008402B4 (de) * 2000-02-23 2007-01-25 Framatome Anp Gmbh Verfahren und Einrichtung zur Messung der Wasserstoffkonzentration
DE102005038772A1 (de) * 2005-08-15 2007-02-22 W.C. Heraeus Gmbh Draht aus oxiddispersionsgehärtetem Pt-lr- und anderen Legierungen mit verbesserter Oberfläche für Zündkerzenelektroden

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5055266A (en) * 1984-03-02 1991-10-08 Arch Development Corporation Method for detecting toxic gases
DE3704862A1 (de) * 1987-02-16 1988-08-25 Siemens Ag Rohrfoermige sonde fuer die gasentnahme aus offenen leitungen
GB9301104D0 (en) * 1993-01-21 1993-03-10 Servomex Plc Sensor for combustible gases
US5494826A (en) * 1994-04-18 1996-02-27 Gas Research Institute, Inc. Microcalorimeter sensor for the measurement of heat content of natural gas
US5707148A (en) * 1994-09-23 1998-01-13 Ford Global Technologies, Inc. Catalytic calorimetric gas sensor
US5871820A (en) * 1995-04-06 1999-02-16 General Electric Company Protection of thermal barrier coating with an impermeable barrier coating
GB2335043B (en) * 1998-03-04 2002-05-22 Eev Ltd Gas sensors
US20030180445A1 (en) * 2002-03-21 2003-09-25 Industrial Scientific Corporation Method for forming a catalytic bead sensor
JP4627037B2 (ja) * 2003-06-12 2011-02-09 理研計器株式会社 接触燃焼式ガスセンサ
DE102009007279A1 (de) * 2009-02-03 2010-08-19 Dräger Safety AG & Co. KGaA Explosionsgeschützter Gassensor ohne druckfeste Kapselung
JP5959101B2 (ja) * 2012-08-02 2016-08-02 理研計器株式会社 水素選択性ガスセンサ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3092799A (en) * 1958-02-18 1963-06-04 Nat Res Dev Apparatus for detecting combustible gases having an electrically conductive member enveloped in a refractory material
US3200011A (en) * 1959-02-03 1965-08-10 Nat Res Dev Electrically heatable filaments
US3564474A (en) * 1968-06-04 1971-02-16 Nat Res Dev Electrically heatable elements
US3959764A (en) * 1974-10-09 1976-05-25 Dictaphone Corporation Gas analyzing element
GB1516039A (en) * 1976-06-18 1978-06-28 English Electric Valve Co Ltd Combustible gas detectors
GB1549640A (en) * 1976-07-06 1979-08-08 English Electric Valve Co Ltd Combustible-gas detectors
GB1556339A (en) * 1977-08-25 1979-11-21 English Electric Valve Co Ltd Combustible gas detectors
GB2096321B (en) * 1981-04-04 1984-05-31 English Electric Valve Co Ltd Combustible-gas detectors

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10008402B4 (de) * 2000-02-23 2007-01-25 Framatome Anp Gmbh Verfahren und Einrichtung zur Messung der Wasserstoffkonzentration
DE102005038772A1 (de) * 2005-08-15 2007-02-22 W.C. Heraeus Gmbh Draht aus oxiddispersionsgehärtetem Pt-lr- und anderen Legierungen mit verbesserter Oberfläche für Zündkerzenelektroden
DE102005038772B4 (de) * 2005-08-15 2013-04-18 Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg Draht aus oxiddispersionsgehärteten Pt-lr- und anderen Legierungen mit verbesserter Oberfläche für Zündkerzenelektroden

Also Published As

Publication number Publication date
US4560585A (en) 1985-12-24
DE3446982A1 (de) 1985-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4021570C2 (de)
DE3446982C2 (de)
DE112015005564B4 (de) Abgasreinigungskatalysator
DE2543024C2 (de) Widerstandselement für ein Gasanalysegerät
EP0008430B1 (de) Mischoxyde für die Elektroden elektrochemischer Hochtemperaturzellen mit Festelektrolyten und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE69629040T2 (de) Gassensor und verfahren zu dessen herstellung
DE3941837C2 (de) Widerstandsmeßfühler zur Erfassung des Sauerstoffgehaltes in Gasgemischen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69826030T2 (de) Katalysator zum reinigen von abgas, verfahren zu seiner herstellung und verfahren zum reinigen von abgas
DE2428488B2 (de) Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid und Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
DE2640868C3 (de) Detektorelement für brennbare Gase
DE3135101C2 (de)
DE10124373A1 (de) Temperaturfühler und Verfahren zur Steuerung von dessen Herstellung
DE3809226A1 (de) Hochtemperatur-verbrennungskatalysator und verfahren zur herstellung desselben
DE102018108460A1 (de) Abgasreinigungskatalysator
DE2520787C3 (de) Zündkerze mit Widerstand aus glasgebundenem Widerstandsmaterial
DE2908916C2 (de) Widerstandsmeßfühler zur Erfassung des Sauerstoffgehaltes in Gasen, insbesondere in Abgasen von Verbrennungsmotoren und Verfahren zur Herstellung derselben
EP0007621B1 (de) Sauerstoffsensor
DE112013002163T5 (de) Katalytisches Material für Abgasreinigung und das katalytische Material umfassender Abgasreinigungskatalysator
DE2918932A1 (de) Messfuehler fuer gase
DE4226948C2 (de) Kohlendioxidgas-Detektorelement
CH663680A5 (de) Gesintertes, brennbares absorber-pellet.
DE2359771A1 (de) Verfahren zur herstellung eines katalysators
DE3490037C2 (de) Elektrode für einen Festelektrolyt-Sauerstoff(meß)fühler, Verfahren zu seiner Herstellung und mindestens eine derartige Elektrode enthaltender Sauerstoff(meß)fühler
DE2750161A1 (de) Detektor fuer brennbare gase
DE3049243A1 (de) Gasfuehler und verfahren zur herstellung eines gasfuehlers

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee