DE947789C

DE947789C - Verfahren zur Herstellung von Metallhydriden

Info

Publication number: DE947789C
Application number: DEF15173A
Authority: DE
Inventors: Dr Dieter Goerrig; Dr Friedrich Schubert
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1954-07-13
Filing date: 1954-07-13
Publication date: 1956-08-23

Description

Verfahren zur Herstellung von Metallhydriden Metallhydride, insbesondere der Metalle der zweiten Hauptgruppe des Periodischen Systems, können durch Umsetzen der Metalle mit Wasserstoff hergestellt werden. Alle Herstellungsverfahren sind auf die Anwendung hoher Temper.turen und teilweise auf die Anwendung erhöhten Druckes angewiesen. Die so erhaltenen Hydride fallen dementsprechend als geschmolzene oder hochgesinterte Körper an und sind durch eine gewisse Reaktionsträgheit bei Umsetzungen in nichtwäBrigen Lösungsmitteln gekennzeichnet.
Es sind Verfahren beschrieben worden, nach deren Hydride durch Umsetzen von Legierungen mit Wasserstoff erhalten werden; so kann man beispielsweise Alkali- oder Erdalkaliamalgame mit Wasserstoff zu Hydriden und Quecksilber umsetzen oder auch schmalzflüssige Legierungen, die durch Elektrolyse erhalten sind, wie z. B. eine Calcium-Blei-Legierung, r :it Wasserstoff zu Calciumhydrid und Blei umsetzen. Bei diesen Verfahren liegen demnach die Legierungen in flüssiger Phase vor.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallhydriden durch Umsetzen von Legierungen aus hydridbildenden Metallen und nicht hydridbildenden Metallen mit Wasserstoff, das darin besteht, daß möglichst reine, feinverteilte Legierungen in festem Zustand hydriert werden.
Legierungen beispielsweise von Magnesium mit Aluminium oder von Calcium mit Kupfer lassen sich so sehr glatt mit Wasserstoff umsetzen, wobei jeweils das hydrierbare Metall, hier der zweiten Hauptgruppe, hydriert wird, während das andere Metall praktisch unverändert bleibt, sofern man die Ausgangslegierungen in geeigneter Form und Reinheit einsetzt, vorzugsweise als fein gemahlenes Pulver. Es überrascht insbesondere, daß die erforderliche Herstellungstemperatur in allen beobachteten Fällen erheblich tiefer liegt als die für die Umsetzung der reinen Metalle erforderliche Reaktionstemperatur. Daraus ergibt sich eine Reihe von technischen. Fortschritten. Die Reaktionsfähigkeit eines so erhaltenen Metallhydrides steigt bei Umsetzungen. in nichtwäßrigen Lösungsmitteln außerordentlich stark an, wenn die Reaktionstemperatur der Herstellung erniedrigt werden kann. Sie steigt ferner an, wenn das gebildete Metallhydrid durch inerte Verdünnungsmittel bemagert'ist. Gepulverte Legierungen besitzen ein ganz erheblich. höheres Schüttgewicht. als geraspelte reine Metalle, z. B. der zweiten. Hauptgruppe, so daß der Einsatz von beispielsweise Calcium oder Magnesium pro Raumeinheit Reaktionsgefäß bei Verwendung einer Magnesium-, Aluminium- bzw. einer Calcium-Kupfer-Legierung höher liegt als bei Verwendung reinen Magnesiums bzw. Calciums. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß Legierungen, insbesondere spröde Legierungen, mit wesentlich geringerem Wirtschaft= lichem Aufwand oxydfrei gewonnen werden können als die zerkleinerten reinen Metalle der zweiten Hauptgruppe. Die an sich schon hohe Reaktionsgeschwindigkeit wird noch gesteigert, z. B. bei der . Hydrierung von Magnesium-'Aluminium-Legierung, durch Zusatz von geringen Mengen Quecksilber, vorzugsweise in Form seiner Verbindungen, wie der Halogenide. Beispiel i Ein äußerlich polierter Block von i kg einer Mg-Al-Legierung mit 35 Gewichtsprozent Mg, Rest Al, wird in mehrere Stücke zerkleinert und unter Argonatmosphäre in einer Kugelmühle unter Zusatz von 3 g Quecksilberchlorid 8 Stunden gemalfen.. Das unter Schutzgasatmosphäre in einen i,2-1-Autoklav gefüllte Gemisch wird auf :zoo° erwärmt und unter langsam gesteigertem Druck mit Wasserstbff umgesetzt, wobei der Druck des Wasserstoffs nach i Stunde Zoo Atm. beträgt und die Temperatur dann auf 300°' gestiegen ist. Nach einer weiteren. Stunde Reaktionszeit wird der Versuch abgebrochen. Das erhaltene Reaktionsprodukt besteht praktisch - aus der theoretischen Menge MgH2 -I- Al. Es gibt mit außerordentlicher Reaktionsfähigkeit alle für das Magnesiumhydrid bekannte Reaktionen.
Beispiel 2 i kg einer äußerlich gesäuberten Calcium-Kupfer-Schmelze mit 25 Gewichtsprozent Ca wird nach vorheriger grober Zerkleinerung in einer Kugelmühle unter Argonatmosphäre gemahlen und in einen o,4-1-Autoklav eingegeben. Das Gemisch wird unter Wasserstoffatmosphäre von weniger. Atm. auf ioo° erwärmt, wobei der Wasserstoffdruck völlig verschwindet. Im Laufe von wenigen Minuten wird unter starker äußerer Kühlung des Autoklavs Wasserstoff nachgedrückt, bis ein ständiger Wasserstoffdruck von ioo Atm. erhalten bleibt. Die Reaktion ist in längstens 2o Minuten beendet. Das Reaktionsprodukt zeigt eine stöchiometrische Wasserstoffaufnahme, bezogen auf das Calcium, während das Kupfer unverändert ist. Es gibt alle für das Caleiumhydrid bekannte Reaktionen, jedoch mit größerer Heftigkeit als die bisher herstellbaren Calciumhydridqualitäten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Metallhydriden durch Umsetzen von Legierungen aus hydridbildenden Metallen und nicht hydridbildenden Metallen mit Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß möglichst reine, feinverteilte Legierungen in festem Zustand hydriert werden..
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß spröde, leicht .zerkleiner-und mahlbare Legierungen eingesetzt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daü die Legierungen möglichst oxydarm eingesetzt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen i. bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen im Vakuum oder in Inertgasatmosphäre zerkleinert bzw. gemahlen werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Hydrierung Quecksilber oder seine Verbindungen, insbesondere Quecksilberhalogenid, als Katalysator eingesetzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 567275; deutsche Patentschrift Nr. 191 595.