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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Hydrierungskatalysator und seine Herstellung.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
Hydrierung wird umfassend in Verfahren wie der Hydrierung von Olefin,
Alkyn, Aromaten, Nitroverbindungen, Carbonylgruppen, Nitrilgruppen
und anderen ungesättigten
Verbindungen sowie beim Hydroraffinieren von Rohprodukten wie Caprolactam
auf dem Gebiet der chemischen Technik, insbesondere der Feintechnik,
eingesetzt. Der in diesen Verfahren am häufigsten verwendete Katalysator
ist ein Katalysator aus Skelettnickel (Raney-Nickel), der in der
Industrie seit vielen Jahren eingesetzt wird und technisch gereift
ist. Bisher kann noch kein anderer Katalysator ihn ersetzen. In
den letzten Jahren hat ein Katalysator aus einer amorphen Legierung, über den
schon viel berichtet wurde, bezüglich
der Aktivität
und Selektivität
seine Überlegenheit
gegenüber
dem Raney-Nickelkatalysator gezeigt und scheint an die Stelle des
Raney-Nickelkatalysators zu treten.
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Amorphe
Legierungen sind eine neue Art Katalysatormaterialien, in denen
die Atome im Nahbereich geordnet, aber in Fernbereich ungeordnet
vorliegen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Katalysatoren mehr aktive
Stellen mit einer gleichmäßigen Verteilung
haben. Jedoch haben die üblichen
amorphen Legierungen den Nachteil einer geringen Aktivität und einer
kleinen spezifischen Oberfläche,
die selbst nach verschiedenen chemischen und physikalischen Behandlungen
10 m2/g nicht übersteigen kann. Daher ist
die Aussicht auf einen industriellen Einsatz gering. In diesem Zusammenhang
offenbart CN-1,073,726A ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators
aus einer amorphen Legierung Ni(Fe oder Co)-R-P mit großer Oberfläche, indem man mit einem Verfahren
des raschen Abschreckens und Formens eine Legierung aus Nickel oder
Fe oder Co-Re-P und Aluminium bildet und das Aluminium mit Alkali
auswäscht,
um einen Katalysator aus einer amorphen Legierung zu erhalten, der
eine spezifische Oberfläche
von bis zu 50 bis 130 m2/g aufweist. Das
ermöglicht
seinen Einsatz in der Industrie. Im Vergleich mit einem Raney-Nickelkatalysator
hat der Re-Ni-P-Katalysator eine deutlich höhere Aktivität bei der
Sättigungshydrierung
von Olefin und aromatischen Kohlenwasserstoffen (siehe CN-1,146,443A).
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CN-1,152,475A
offenbart einen Katalysator aus einer amorphen eisenhaltigen magnetischen
Legierung, der bezogen auf das Gewicht des Katalysators im Wesentlichen
aus 45 bis 91 Gew.-% Nickel, 2 bis 40 Gew.-% Eisen und ansonsten
aus P besteht. Der auf diese Weise erhaltene Katalysator hat eine
höhere
katalytische Aktivität
als der in CN-1,073,726A beschriebene.
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US-A-3,839,011
offenbart einen Raney-Nickelkatalysator und seine Herstellung. Der
Katalysator wird durch Schmelzen von Nickel und Aluminium und Gießen der
geschmolzenen Legierung in einen Strom aus fließendem Wasser zum Kühlen hergestellt.
Durch dieses Verfahren erhält
man einen Katalysator von geringer Schüttdichte, der leicht zerstoßen werden
kann. Jedoch kann dieses Verfahren keinen Katalysator aus einer amorphen
Legierung mit amorpher Struktur und angemessener Stabilität zur Verfügung stellen.
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US-A-5,090,997
offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Raney-Nickelkatalysators.
Die Herstellung des Katalysators erfolgt durch Erwärmen der
geschmolzenen Aluminiumlegierung auf eine Temperatur von 50 bis
500°C über ihrem
Schmelzpunkt, Atomisieren der flüssigen
Schmelze mit Wasser oder einem Gemisch aus Wasser und Gas und Abkühlen der
atomisierten Legierung in Wasser oder Luft, um einen Raney-Nickelkatalysator
mit feinen Teilchen zu erhalten. Aufgrund der geringeren Abkühlungsgeschwindigkeit
ist es schwierig, durch dieses Verfahren einen amorphen Katalysator
mit einem höheren
Amorphismusgrad zu erhalten.
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Außerdem offenbaren
Brooks et al., Res. Symp. Proc., 1982, "Raney® type
nickel catalysts from RSR atomization of Al-Ni powders" die Synthese und
die katalytischen Eigenschaften von Hydrierungskatalysatoren vom
Raney®-Typ,
die von geprüften
Aluminium-Nickel und Aluminium-Molybdän-Nickel-RSR-Legierungspulvern
abgeleitet wurden. Zwei binäre
Aluminium-Nickel-Legierungen, RSR 588 mit 50 w/o Ni, was den derzeit erhältlichen
handelsüblichen
Raney®-Legierungen
entspricht, und RSR 587 mit 28,5 w/o Ni, was der proeutektischen
Zusammensetzung entspricht, die ausschließlich Al3Ni
als Vorläuferphase
erzeugt, wurden synthetisiert. Eine ternäre (RSR 589) Aluminium-Molybdän-Nickel-Legierung mit einem
Nickel- und Molybdängehalt, der
dem der im Handel ver triebenen Raney®-Legierung
entspricht, wurde hergestellt. Die rasche Verfestigung gefolgt von
einer Wärmebehandlung
der Al-Ni-Legierungspulver mit 42 Gew.-% Nickel bei 850°C ist als
alternatives Verfahren zur Anreicherung von Al3Ni
und anschließend
zu einem verbesserten katalytisch aktiven Material beschrieben.
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Die
katalytische Hydrierungsaktivität
für sechs
organische Verbindungen, die diverse Funktionalitäten darstellen,
wurde in einer diskontinuierlichen katalytischen Reaktion einer
flüssigen
Aufschlämmung
im Labormaßstab
gemessen.
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Die
internationale Anmeldung WO 99/28028A, die vor dem Einreichungsdatum,
aber nach dem Prioritätstag
dieser Anmeldung veröffentlicht
wurde, offenbart amorphe Raney-Nickelkatalysatoren, die durch Behandeln
rasch gehärteter
Legierungen mit einer Base hergestellt werden.
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Das
Caprolactam ist das Hauptmaterial zur Herstellung von Nylon-6. Die
Reinigung von Caprolactam ist ein Schlüsselprozess bei seiner Herstellung.
Das Verfahren zur Herstellung von Caprolactam umfasst die folgenden
Schritte: Hydrierung von Benzol zu Cyclohexan, Oxidation von Cyclohexan
zu Cyclohexanon, die Oximierung von Cyclohexanon zu Cyclohexanonoxim
und die Backmann-Neuordnung
von Cyclohexanonoxim in Oleum. Die daraus erhaltenen Produkte umfassen
Caprolactam und ungesättigte
Verbindungen. Diese Nebenprodukte können wegen ihrer analogen Eigenschaften
nicht durch Extraktion und Destillation entfernt werden. Jedoch
ist die Gegenwart dieser gesättigten
Verbindungen nachteilig, weil sie die physikalisch-mechanischen
Eigenschaften des durch die Polymerisation von ε-Caprolactam hergestellten Nylons-6
beeinträchtigen können. Deshalb
müssen
sie entfernt werden. Während
der Reinigung von Caprolactam werden die ungesättigten Verunreinigungen durch
Hydrierung gesättigt,
während
ihre physikalisch-mechanischen Eigenschaften von denen von Caprolactam
unterscheidbar werden. Daher lassen sich diese Verbindungen in den
anschließenden
Extraktions- und Destillationsschritten leichter entfernen. In der
herkömmlichen
Technologie wird ein Raney-Nickelkatalysator verwendet, aber ein
Raney-Nickelkatalysator
mit seiner relativ geringen Aktivität, größeren Verbrauchsmengen und
begrenzten Fähigkeit
zur Entfernung aller störenden
Verunreinigungen kann die Anforderungen der technischen Weiterentwicklung
nicht erfüllen.
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Beschreibung
der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine neue Art Hydrierungskatalysator
aus einer amorphen Legierung mit hoher Aktivität und hoher Reinigungskapazität, der über einen
höheren
Grad an Amorphismus und bessere Stabilität im amorphen Zustand verfügt und sich
besonders gut zum Hydroraffinieren von Caprolactam eignet, und ein
Verfahren zu seiner Herstellung zur Verfügung zu stellen.
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Der
erfindungsgemäße Hydrierungskatalysator
besteht im Wesentlichen aus Ni im Bereich zwischen 60 und 98 Gew.-%,
Fe im Bereich zwischen 0 und 20 Gew.-%, einem Promotormetallelement,
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Chrom, Cobalt, Molybdän, Mangan
und Wolfram, im Bereich zwischen 0 und 20 Gew.-% und Aluminium im
Bereich zwischen 0,5 und 30 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des
Katalysators, wobei die prozentualen Gehalte der Eisen- und der
Promotorelementkomponente nicht gleichzeitig 0 sein sollten und
nur ein breiter Streuungspeak bei etwa 2θ = 45 ± 1 ° auf den XRD-Mustern (Röntgenbeugungsmustern)
des Katalysators im 2θ Bereich
von 20 bis 80° erscheint
und wobei der Katalysator erhalten wird durch rasches Aushärten der
flüssigen
Schmelze einer Legierung, bestehend aus 40 bis 70 Gew.-% Nickel,
30 bis < 50 Gew.-%
Aluminium, 0 bis 15 Gew.-% Eisen und 0 bis 15 Gew.-% Chrom, Cobalt,
Molybdän,
Mangan oder Wolfram mit einer Abkühlrate von > 1.000°C/sec,
Wärmebehandeln
der rasch ausgehärteten
Legierung in einer Inertgas- oder Wasserstoffatmosphäre, gefolgt
von Auswaschen eines angemessenen Anteils an Aluminium aus der wärmebehandelten
Legierung in einer alkalischen Lösung,
wobei die Wärmebehandlung
bei einer Temperatur von 450 bis 750°C für 0,5 bis 5 Stunden durchgeführt wird,
gefolgt von Waschen der erhaltenen alkalisch behandelten Legierung
mit Wasser, das eine Temperatur zwischen 20 und 100°C aufweist,
so dass die resultierende Waschlösung
einen pH-Wert zwischen 7 und 13 aufweist.
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Der
erfindungsgemäße Katalysator
besteht vorzugsweise aus Nickel im Bereich von 70 bis 95 Gew.-%,
Eisen im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%, einem aus der aus Chrom,
Cobalt, Molybdän,
Mangan und Wolfram bestehenden Gruppe ausgewählten Metall im Bereich von
0 bis 15 Gew.-% und Aluminium im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht des Katalysators.
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In
diesem erfindungsgemäßen Katalysator
liegt der Nickelgehalt der amorphen Legierung stärker bevorzugt im Bereich von
75 bis 90 Gew.-%, der Eisengehalt stärker bevorzugt im Bereich von
0,3 bis 10 Gew.-%, der Gehalt eines aus der aus Chrom, Cobalt, Molybdän, Mangan
und Wolfram bestehenden Gruppe ausgewählten Metalls stärker bevorzugt
im Bereich von 0,5 bis 8 Gew.-% und der Aluminiumgehalt stärker bevorzugt im
Bereich von 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators.
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Der
erfindungsgemäße Katalysator
wird dadurch hergestellt, dass man eine flüssige Schmelze aus einer Legierung,
die aus 40 bis 70 Gew.-% Nickel, 30 bis < 50 Gew.-% Aluminium, 0 bis 15 Gew.-%
Eisen und 0 bis 15 Gew.-% Chrom, Cobalt, Molybdän, Mangan oder Wolfram besteht,
bei einer Abkühlungsgeschwindigkeit
von > 1000°C/sec, vorzugsweise > 10.000°C/sec rasch
aushärten
lässt,
die rasch ausgehärtete
Legierung in einer Inertgasatmosphäre wie Wasserstoff, Stickstoff
und/oder Argon bei einer Temperatur von 450 bis 750°C 0,5 bis
5 Stunden wärmebehandelt
und dann einen angemessenen Anteil Aluminium mit einer alkalischen
Lösung
aus der wärmebehandelten
Legierung auswäscht
und die erhaltene, mit Alkali behandelte Lösung bei einer Temperatur zwischen
20 und 100°C
mit Wasser wäscht,
so dass die resultierende gewaschene Lösung einen pH zwischen 7 und
13 hat.
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Im
erfindungsgemäßen Katalysator
liegt Nickel als aktiver Bestandteil im Wesentlichen in einem amorphen
Zustand vor.
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Erfindungsgemäß umfasst
das Verfahren zur Herstellung dieses Katalysators im Wesentlichen
die folgenden Schritte:
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(1) Herstellung einer
Stammlegierung
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Die
Stammlegierung wird dadurch hergestellt, dass man die flüssige Schmelze
einer Legierung, die aus 40 bis 70 Gew.-% Nickel, 30 bis < 50 Gew.-% Aluminium,
0 bis 15 Gew.-% Eisen und 0 bis 15 Gew.-% Chrom, Cobalt, Molybdän, Mangan
oder Wolfram besteht, bei einer Abkühlgeschwindigkeit von > 1000°C/s, vorzugsweise > 10.000°C rasch aushärtet.
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(2) Wärmebehandlung der Stammlegierung
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Die
aus Schritt (1) erhaltene Stammlegierung wird in einer Inertatmosphäre wie Argon,
Wasserstoff oder Stickstoff bei 450°C bis 750°C 0,5 bis 5,0, vorzugsweise
1 bis 3 Stunden behandelt.
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(3) Aktivierung (Behandlung
mit einer Base)
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Die
aus Schritt (2) erhaltene wärmebehandelte
Legierung wird einer Behandlung mit einer alkalischen Lösung unterzogen,
um Aluminium auszuwaschen. Dadurch wird ein angemessener Teil des
Aluminiums durch die Reaktion der wärmebehandelten Legierung mit
der alkalischen Lösung
aus der Legierung entfernt, so dass die gewünschte Zusammensetzung des
Katalysators nach Anspruch 1 erhalten wird. Diese alkalische Lösung kann
eine anorganische oder organische Grundlösung, vorzugsweise eine wässerige
Alkalimetallhydroxidlösung
und stärker
bevorzugt eine wässerige
Natriumhydroxidlösung
sein, die Wärmebehandlungstemperatur
reicht von Umgebungstemperatur bis 120°c, stärker bevorzugt 50 bis 100°C, die Behandlungszeit
liegt zwischen 0,5 und 5 Stunden, stärker bevorzugt 1 bis 3 Stunden.
Die Konzentration und Menge der alkalischen Lösung sind nicht beschränkt und
können
auf der Grundlage der gewünschten
Zusammensetzung des Katalysators und den Bedingungen zur Herstellung
von Raney-Nickelkatalysatoren des Standes der Technik festgelegt
werden. Wenn man wässeriges
Natriumhydroxid verwendet, kann dessen Konzentration zwischen 10 und
40 Gew.-% liegen, und das Gewichtsverhältnis der Stammlegierung zu
NaOH kann 1 : 0,5 bis 1 : 4 betragen.
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(4) Waschen des Katalysators
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Die
aus Schritt (3) erhaltene Probe wird mit Wasser mit einer Temperatur
zwischen 20 und 100°C,
vorzugsweise 60 bis 100°C
frei von Alkali und Aluminat gewaschen. Die resultierende Lösung hat
vorzugsweise einen pH zwischen 7 und 13. Die gewaschene Probe kann
in Wasser oder Ethanol, am meisten bevorzugt unter einer Inertatmosphäre gelagert
werden.
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Der
erfindungsgemäße Katalysator
ist zur Verwendung bei der Hydrierung von Olefin, Alkyn, Aromaten,
Nitro, Carbonylgruppen, Nitrilgruppen und anderen ungesättigten
Verbindungen eingesetzt. Besonders geeignet ist er zum Hydroraffinieren
von Caprolactam.
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Die 1, 2, 3 und 4 sind
Röntgenbeugungsmuster
(XRD) der erfindungsgemäßen Katalysatoren
und der Vergleichskatalysatoren (in Beispiel 11 zu sehen).
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Der
erfindungsgemäße Katalysator
hat eine deutlich höhere
Hydroraffinieraktivität
als herkömmliche Raney-Nickelkatalysatoren
(in Beispiel 9 zu sehen) und verfügt über höhere Aktivität und bessere
Stabilität
als ein nicht wärmebehandelter
amorpher Katalysator (in Beispiel 10 und 11 zu sehen).
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Die
folgenden Beispiele sollen diese Erfindung näher veranschaulichen, ihren
Umfang aber in keiner Weise einschränken.
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Beispiel 1
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Dieses
Beispiel zeigt die Herstellung eines Katalysators aus einer amorphen
Ni-Fe-Mo-Al-Legierung. 49
g Nickel, 49 g Aluminium, 1 g Eisen und 1 g Molybdän wurden
in ein Quarzröhrchen
gegeben, das in einem Hochfrequenzofen zur Verflüssigung und Legierungsbildung
auf über
1300°C erwärmt wurde.
Dann wurde die verflüssigte
Legierung durch die Kraft eines Inertgases aus einer Düse am unteren
Ende des Röhrchens
auf eine sich mit einer Geschwindigkeit von 800 U/min rasch drehende,
mit Kühlwasser
gefüllte
Kupferwalze extrudiert, dann rasch abgekühlt und tangential ausgeworfen,
um einen schuppigen Streifen zu bilden. Dieser Streifen wurde zu
Teilchen von etwa 70 μm
gemahlen, die als Vorläufer
für die
Verwendung dienten. Nach dem Sieben wurde die Stammlegierung bei
einer Temperatur von 600°C
in einem Wasserstoffmilieu 3 Stunden wärmebehandelt. Dann wurde die
wärmebehandelte
Legierung in einer 3-Hals-Flasche, die mit 1000 g NaOH-Lösung mit
einer Konzentration von 20 Gew.-% gefüllt war, eine Stunde bei einer
konstanten Temperatur von 90°C
unter Rühren
aktiviert. Die Lauge wurde dann durch Dekantieren abgetrennt und
der Katalysator mit destilliertem Wasser von 80°C bis zu einem pH von 7 gewaschen.
Der Katalysator, der als Katalysator 1 nummeriert wurde, wurde für die künftige Verwendung
unter Wasser gelagert.
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Beispiele 2 bis 8
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Die
Katalysatoren wurden gemäß Beispiel
1 hergestellt mit dem Unterschied, dass das Gewichtsverhältnis der
Metalle, die Herstellungsbedingungen wie die Temperatur der Wärmebehandlung,
die Dauer der Wärmebehandlung,
die Temperatur bei der Alkalibehandlung (Entaluminisierung), die
Dauer der Alkalibehandlung und die Waschtemperatur verändert wurden.
Die Herstellungsbedingungen für
verschiedene Katalysatoren sind in Tabelle 1 zu sehen, wo die Katalysatoren
der unterschiedlichen aufgeführten
Beispiele als Katalysator 2 bis Katalysator 8 bezeichnet werden.
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Tabelle 1
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Herstellungsbedingungen
der Katalysatoren
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Vergleichsbeispiele 1
bis 4
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Das
Vergleichsbeispiel 1 stellt eine Art Raney-Nickelkatalysator zur
Verfügung
(Vergleichskatalysator 1), der von der Jiangsu Yangzhou Catalyst
Plant China hergestellt und in basischem Wasser mit einem pH von 13
aufbewahrt wurde.
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Das
Vergleichsbeispiel 2 stellt eine Art Raney-Nickelkatalysator zur
Verfügung
(Vergleichskatalysator 2), der von der Activated Metals & Chemicals Corporation,
U.S.A., hergestellt und in basischem Wasser mit einem pH von 12
aufbewahrt wurde.
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Das
Vergleichsbeispiel 3 stellt eine Art Katalysator zur Verfügung, der
nicht wärmebehandelt
wurde (Vergleichskatalysator 3). Dieser wurde durch das gleiche
Verfahren wie der in Beispiel 2 verwendete Katalysator 2 hergestellt
mit dem Unterschied, dass die Stammlegierung direkt einer Alkalibehandlung
unterzogen wurde, ohne erst die Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre zu durchlaufen.
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Das
Vergleichsbeispiel 4 stellt eine Art Katalysator zur Verfügung, der
nicht wärmebehandelt
wurde (Vergleichskatalysator 4). Dieser wurde durch das gleiche
Verfahren wie der Katalysator 4 in Beispiel 2 hergestellt mit dem
Unterschied, dass die Stammlegierung direkt einer Alkalibehandlung
unterzogen wurde, ohne erst die Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre zu durchlaufen.
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Beispiel 9
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Dieses
Beispiel zeigt die Hydroraffinieraktivitäten der erfindungsgemäßen Katalysatoren
und der Vergleichskatalysatoren bei der Reinigung von Caprolactam.
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Die
Reinigung von Caprolactam erfolgte durch Zugabe von 1.500 g wässeriger
Caprolactamlösung
mit einem Caprolactamgehalt von 30 Gew.-% (mit einem PM Wert von
120s) und 1 g des erfindungsgemäßen Katalysators
in einen 2000 ml Kolben mit 3 Öffnungen,
in den bei Umgebungsdruck Wasserstoff mit einer Geschwindigkeit
von 50 l/h eingeführt
wurde. Er wurde unter 30 Minuten Rühren mit einer Geschwindigkeit
von 540 U/min in einem Heizmantel erwärmt und auf 90°C gehalten.
Die Permanganatnummer (PM-Nummer) des durchsichtigen flüssigen Produkts
wurde bestimmt.
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Die
PM-Nummer ist das übliche
Maß der
ungesättigten
Verbindungen, vor allem solcher mit unterschiedlichen, aber einer
geringeren Anzahl an Komponenten. Die PM-Zahl wird als die Anzahl
von Sekunden definiert, die nach der Zugabe von 1,00 ml 0,002 Mol/l
Kaliumpermanganat zu 100 ml Caprolactamlösung von 20°C bis zu dem Moment vergehen,
in dem die Farbe dieser Lösung
der Farbe einer Standardlösung
gleicht. Hergestellt wurde diese Caprolactamlösung durch Zugabe von 10 g
Caprolactamlösung,
die vorher durch Zugabe von 6,0 g Caprolactam und einer kleinen
Menge Wasser zu einem 200 ml volumetrischen Kolben gebildet worden
war, und Verdünnen
bis zur Markierung eines trockenen 100 ml Ver gleichsröhrchens
und dann Zugabe von destilliertem Wasser, um das Röhrchen bis
zur Markierung zu füllen.
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Die
Standardlösung
wird durch Zugabe von 3000 mg hochreinem Cobaltnitrat (CO(NO3)2·6H2O) und 12 mg hochreinem Kaliumdichromat
in 1 l Wasser zur Verdünnung
und Homogenisierung hergestellt.
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Die
PM wird gemäß "Produce and Application
of ε-cprolactam" (redigiert vom Redakteur
von Produce and Application of ε-caprolactam,
Peking, hydrocarbon process press 1988) bestimmt.
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Die
Hydroraffinieraktivitäten
und die Zusammensetzung der Katalysatoren der Beispiele 1 bis 8
und Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind in Tabelle 2 aufgeführt. Diese
Ergebnisse zeigen an, dass die erfindungsgemäßen Katalysatoren eine höhere Aktivität zeigten
als Raney-Nickelkatalysatoren.
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Tabelle 2
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Katalytische
Aktivitäten
von Katalysatoren bei der Reinigung von Caprolactam
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Beispiel 10
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Dieses
Beispiel zeigt die Auswirkung einer Wärmebehandlung auf die katalytische
Aktivität
von Katalysatoren aus einer amorphen Legierung bei der Hydrierung.
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Die
Reinigung von Caprolactam wurde auf die gleiche Weise durchgeführt wie
in Beispiel 9, wobei man die Vergleichskatalysatoren 3 und 4 verwendete.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zu sehen, was anzeigt, dass eine
Wärmebehandlung
die katalytischen Aktivitäten
von Katalysatoren verbessern kann.
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Tabelle 3
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Auswirkungen
der Wärmebehandlung
auf die Hydrierungsaktivitäten
der Katalysatoren
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Beispiel 11
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Dieses
Beispiel zeigt die Röntgenbeugungseigenschaften
des erfindungsgemäßen Katalysators
und einer Vergleichsprobe, die die Wirkung der Wärmebehandlung auf die Stabilität bei der
Hydrierung erklären.
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Die
Röntgenbeugungsmuster
von Katalysator 2, Vergleichskatalysator 1 und Vergleichskatalysator
2 sind in 1 zu sehen, wo 1 für den Katalysator
2 steht, 2 für
den Vergleichskatalysator 1 steht und 3 für den Vergleichskatalysator
2 steht.
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Die Änderung
des Röntgenbeugungsmusters
von Katalysator 2 als Funktion der Zeit zur Entfernung des Aluminiums
ist in 2 zu sehen.
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Die Änderung
des Röntgenbeugungsmusters
von Vergleichskatalysator 3 als Funktion der Zeit zur Entfernung
des Aluminiums ist in 3 zu sehen.
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Die
Röntgenbeugungsmuster
von Katalysator 2 und Vergleichskatalysator 3, die man nach einer
Ruhezeit von zwei Monaten ab der Herstellung erhielt, sind in 4 zu
sehen, wo 1 den Katalysator 2 und 2 den Vergleichskatalysator 3
bezeichnet.
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Es
wird gezeigt, dass nur ein breiter Diffusionspeak um 2θ = 45°, der amorphem
Nickel entspricht, im Röntgenbeugungsmuster
des erfindungsgemäßen Katalysators
in 1 beobachtet wird. Jedoch gibt es in den Röntgenbeugungsmustern
von Raney-Nickel drei spitze Beugungspeaks bei 2θ = ca. 45°, 2θ = ca. 52° und 2θ = ca. 56°, was auf kristallinen Nickel
zurückzuführen ist.
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Aus 2 und 3 geht
hervor, dass der erfindungsgemäße Katalysator
nach der Wärmebehandlung
einen höheren
Amorphismusgrad erreicht hat.
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Aus 4 geht
hervor, dass die Katalysatoren nach der Wärmebehandlung auch nach zwei
Monaten Lagerung in einem amorphen Zustand verbleiben (siehe den
breiten Beugungspeak). Der nicht wärmebehandelte Katalysator dagegen
zeigt einen spitzen Peak durch die Kristallisierung.
