HU180791B - Kompozíció hidrogén és oxigén előállítására víz bontása útján - Google Patents

Description

A találmány tárgya kompozíció hidrogén és oxigén előállítására, víz bontása útján.

A viz nátrium — alumínium — higany amalgám hatására elbomlik hidrogén és valószínűleg Na₃Al(OH)_ő képződés közben.

A víz tehát nátrium-alummium-higany-amalgámmal reagál és eközben hidrogén és az említett Na₃Al(OH)₆ képződik. Képződésének hőmérsékletén a Na₃Al(OH)₆ nem stabil és platinát, valamint germánium, antimon, gallium, tallium, indium, kadmium, bizmut, ólom, cink és ón elemek közül legalább egyet tartalmazó katalizátor jelenlétében fém nátriumra és alumíniumra bomlik, hidrogén és oxigén képződés közben.

Jól ismert tény, hogy az alkálifémek vízzel reagálva hidrogént fejlesztenek és stabil alkálihidroxiddá alakulnak. A reakció gyorsan lejátszódik hő képződés közben és a hidrogén általában robbanásszerűen elég. A hidrogén fejlesztésnek ez tehát nem megfelelő, veszélyes módja. Továbbmenve, az alkálihidroxid igen stabil, ezért alkálifémmé való visszaalakítása gyakorlatilag nem gazdaságos.

Olyan egyszerű és könnyen végrehajtható, alkálifémet alkalmazó eljárás eddig nem volt ismeretes hidrogén előállítására, amelynél a képződő hidrogén ne gyulladt volna meg.

Az is ismeretes, hogy alkálifémperoxidokból lehet oxigént fejleszteni (lásd 3 574 561 sz. USA szabadalmi leírás).

A 3 969 495 sz. USA szabadalmi leírásban ismertetik azokat a termokémiai ciklusokat, amelyek során fém-metalloid keverékek segítségével fejlesztenek hidrogént és oxigént.

A 3 821 358, 3 928 549 és 4 011 305 sz. USA szabadalmi leírások ismertetik azokat a zárt ciklusú eljárásokat, amelyek során a víz dísszociáltatásával hidrogént és oxigént fejlesztenek. Ismertek tehát különböző fémeket használó több fokozatú eljárások a víz disszociáltatására. Ennek ellenére olyan egyszerű, könnyen kivitelezhető eljárás még nem vált ismert5 té, hidrogén és oxigén előállítására, amelynek során alkálifém-alumínium-higany amalgámot használtak volna platinát és germánium, antimon, gallium, tallium, indium, kadmium, bizmut, ólom, cink és ón elemek közül legalább egyet tartalmazó katalizátor jelenlétében.

A találmány szerinti kompozíció, amely alkalmas vízből hidrogén és oxigén fejlesztésére a képződött hidrogén és oxigén spontán égési reakciója nélkül, alkálifémből, így lítiumból, nátriumból, káliumból, céziumból vagy ezek keverékéből (1), alumíniumból (2) és higanyból (3) áll, kiegészítve egy olyan katalitikus hatású ötvözettel, amely platinából és valamely, következő fémből legalább egyet tartalmaz: germánium, antimon, gallium, tallium, indium, kadmium, bizmut, ólom, cink és ón.

A nátrium és az alumínium szemcsemérete olyan, amely lehetővé teszi az amalgám készítést, kb. 1,7—0,15 mm mérettartományba eshet. A legelőnyösebb, ha az alumínium szemcséinek átmérője kb. 1,7 mm. Megfelelő nátrium szemcseátmérő a kb. 6,3 mm. A szemcseméret nem döntő, amíg az amalgámot alkotó elemek az előállításkor könnyen keve25 redhetnek egymással; ha kisebbek a szemcseméretek, akkor természetesen gyorsabb a keveredés.

Az alkáli-fémnek a higanyhoz viszonyított súlyaránya kb.

1,5 : 1-től kb. 1 : 4,5-ig, míg az alkálifémnek az alumínium30 hoz viszonyított súlyaránya kb. 1 : 3-tól kb. 3 : l-ig terjed.

-1180791

Az alkálifém-alumínium-higany amalgámot kiegészítjük katalitikus hatású katalizátor ötvözettel, amelynek az a szerepe, hogy a hidrogén fejlődés körülményei között az amalgámot az aktív fém állapotra regenerálja.

Lényeges, hogy a katalizátor ötvözet platinát tartalmazzon. A katalizátor ötvözet általában platinából és germánium, antimon, gallium, tallium, indium, kadmium, bizmut, ólom, cink és ón elemek közül legalább egyből áll.

A katalizátor előnyösen platinából és germánium, antimon, gallium, tallium, indium és kadmium elemek közül legalább egyből áll.

A katalitikus aktivitást tovább növelhetjük kismennyiségü cirkónium és króm adagolással.

Ólmot és/vagy aranyat is keverhetünk a katalizátorötvözetbe, hogy csökkentsük annak olvadáspontját.

Az ötvözet és az amalgám egymáshoz viszonyított súlyaránya kb. 1 : 1-től 1 : 5-ig terjedhet, előnyösen pedig kb.

: 2-től kb. 1 : 3-ig terjed.

Az ötvözetből és amalgámból álló kompozícióhoz kiegészítő anyagot is adhatunk, melynek szerepe az, hogy hígítsa az amalgám-ötvözet keverékét és, hogy elnyelje, elvezesse azt a hőt, amely az amalgám és ötvözet keverék vízzel való érintkezésekor keletkezik. A kiegészítő előnyösen réz, de ón, bizmut vagy gallium is betöltheti a kiegészítő szerepét.

Az amalgám és az ötvözet és az adott esetben jelenlévő kiegészítő anyag legcélszerűbben egy szilárd blokkot (tömböt) képeznek, ezért a továbbiakban erre úgy hivatkozunk, mint reaktor blokkra. Ha kiegészítőt is használunk, akkor a reaktor blokk nagyrészét az teszi ki.

Bár nem kívánjuk magunkat a következő magyarázathoz kötni, feltételezzük, hogy a víz az alkálifémmel, például a nátriummal reagál, és az alumínium szabaddá teszi a hidrogént és Na₃Al(OH)₆ vegyületté alakul. A Na₃Al(0H)₆ nem stabil és, ha az ötvözet is jelen van a Na₃Al(OH)₆ képződés körülményei között, akkor az H₂ és O₂ képződés közben elbomlik, és az amalgám regenerálódik. Az ötvözet valószínű szerepe az, hogy katalizálja a víz bomlását, és ezáltal megnövelje az amalgám hasznos élettartamát. A folyamatokat a következőképpen írhatjuk le.

2Na+2H₂O = 2NaOH + H₂ 6H₂O + 2A1 + 6NaOH = 2Na₃Al(OH)₆ + 3H₂

Na₃Al(OH)<j = 3Na+A1 + 3H₂ + 3O₂

Előnyös, ha a katalizátor ötvözet krómot is tartalmaz. A króm bekeverésének az a látható eredménye, hogy csökkenti a reakcióhőt. Az ötvözetben általában az ötvözetre számítva 0,7—1,1 súly% előnyösen 0,8—0,9 súly% króm van jelen.

Az ötvözet és az amalgám együttes súlyára számítva, a komponensek egyenként kb. 0,4-tői 28,5 súly%-ig lehetnek jelen.

Az előnyös ötvözet kb. 0,7—1,1 súly % platinát, kb. 42,9—

71,5 súly% ólmot, kb. 25,5—42,5 súly% antimont; kb. 0,7— 1,1 súly% krómot, kb. 4,1—6,8 súly% cirkóniumot és 1,1—

1,9 súly% aranyat tartalmaz.

Az előnyös tartományban lévő egyik speciális példa szerinti ötvözet kb. 0,9 súly% platinát, kb. 57,3 súly% ólmot, kb. 34,0 súly% antimont, kb. 0,9 súly% krómot, kb. 5,4 súly% cirkóniumot és kb. 1,5 súly% aranyat tartalmaz.

A nátrium-alumínium-higany-amalgámot a szokásos módszerekkel készítjük, de közömbös atmoszférában. Az amalgám képződést elősegíti az emelt hőmérséklet, előnyösen a 200 C° körüli, ± 10 C° eltéréssel. Az amalgámot kb. 10 percig tartjuk ezen a hőmérsékleten, ha 100 g-ot készítünk, és minden további 100 g növekedés esetén kb. 1 perccel növeljük ezt az időt.

A kapott amalgámot közömbös atmoszférában hűtjük le, általában szobahőmérsékleten. A közömbös atmoszféra hélium vagy nitrogén is lehet. A hűtést exszikátorban hajtjuk végre, hogy az amalgám és a viz érintkezését megakadályozzuk.

Az amalgám és valamennyi, találmány szerinti kompozíció készítése során különösen ügyelnünk kell az oxigén kizárására, mivel megfigyelésünk szerint az oxigén a kész anyagot mérgezi.

Az ötvözetet bármely jól ismert módon elkészíthetjük, de közömbös atmoszférát kell alkalmaznunk.

Az ötvözetet a szilárdságtól (praktikusan a hűtéstől függő) valamilyen módszerrel megőröljük legalább 1,7 mm átmérőjű szemcsékre vagy kisebbekre. A hűtést exszikátorban hajthatjuk végre, hogy az oxigén és a szennyezés jelenlétét kizárjuk, mivel ezek károsak a készítés során. Az őrléshez bármely jólismert eszköz, például golyós, kalapácsos és/vagy zúzómalmot használhatunk.

Az ötvözetet és az amalgámot bensőleg alaposan összekeverjük, hogy a kettő homogén keverékét kapjuk.

A katalízis konkrét folyamata nem ismert, de a katalízis általában felületi jelenség és a találmány kialakításánál megállapítottuk, hogy a katalízis függ az amalgám és a katalizátor-ötvözet szemcse méretétől és természetétől, valamint a keverék homogenitásától.

Az amalgám és a katalizátor ötvözet keverékét használhatjuk szemcsés alakban, például fluid ágy vagy más belső diszperzió alakjában (1), vagy sajtolással, illetve szinterezéssel előállított pórusos test alakjában (2), vagy az amalgám és a katalizátor összeötvözésével előállított szilárd test alakjában.

Az ötvözés azt jelenti, hogy az amalgámot és az ötvözetet összekeverjük és a keveréket közömbös atmoszférában a keverék olvadáspontjának hőmérsékletére melegítjük.

Bármelyik előző kiviteli alak előállítható úgy is, hogy még egy kiegészítő anyagot, így például galliumot, ónt, bizmutot vagy előnyösen rezet tartalmaz. A kiegészítő az aktivitás mértékének variálására és a hő elnyelésére szolgál, hogy az alumínium — nátrium-hidroxid képződés hőjének legalább egy részét visszatartsa, és elősegítse a nem stabil hidroxid fémre, oxigénre és hidrogénre való bomlását.

A kiegészítőnek az amalgámhoz és a katalizátor ötvözethez való keverhetőségét azzal biztosítjuk, hogy olyan szemcseméretű alakban alkalmazzuk, ami összevethető a többi komponens szemcseméretével azaz, hogy kb. 1,7—0,15 mm. szemcseméretű legyen.

1. példa

Az amalgám készítése

35,144 súlyrész nátriumot, 13,749 súlyrész alumíniumot és 51,107 súlyrész higanyt grafit tégelyben, 200 C°-on, közömbös nitrogén atmoszférában alakítunk át amalgámmá.

Az előállított amalgámot nitrogén atmoszférában, exszikátorban lehűtjük. Ezek után szilárd amalgámot kapunk, ami keverés hatására el fog folyósodul.

Igen fontos megjegyezni, hogy az amalgámot közömbös atmoszférában kell készíteni, az időelőtti hidroxid képződés megakadályozására.

Az amalgám alkalmazása

Az amalgámot egy tartályba tesszük úgy, hogy egy felülete szabad legyen. A szabad felületre vizet permetezünk vagy

-2180791 teljesen beborítjuk vizzel. Fontos, hogy az amalgám tartályban legyen, mert az amalgám és a víz érintkezése közben hő fejlődik és miközben a hidrogén is fejlődik, az amalgám elfolyósodik.

A katalizátor-ötvözet készítése súlyrész ólmot, 11,3 súlyrész antimont, 0,3 súlyrész platinát, 0,5 súlyrész aranyat 1,8 súlyrész cirkóniumot és 0,3 súlyrész krómot teszünk be egy grafit tégelybe, majd a tégelyt kemencébe helyezzük és hélium atmoszférában az anyagot megolvasztjuk az ötvözet előállítása érdekében.

Az előállított ötvözetet hélium atmoszférában, exszikátorban szobahőmérsékletre hűtjük. Ezután az ötvözetet golyós malomban 1,7 mm átmérőjű vagy annál kisebb átmérőjű szemcsékké őröljük. Az őrlést közömbös hélium atmoszférában végezzük.

A közömbös atmoszféra megakadályozza az ötvözet eloxidálódását.

Az amalgám és a katalizátor-ötvözet keverékének elkészítése súlyrész őrölt amalgámot és 1 súlyrész őrölt ötvözetet közömbös atmoszférában összekeverünk, amíg az amalgám és a katalizátor-ötvözet homogén keveréke kialakul.

A keveréket úgy használhatjuk, hogy gőzt vezetünk át fölfelé rajta miáltal a gőz hidrogénre és oxigénre bomlik.

Amalgámból és katalizátor-ötvözetből álló reaktor blokk készítése súlyrész őrölt amalgámot összekeverünk 1 súlyrész őrölt ötvözettel. A bemérést és a keverést közömbös atmoszférában végezzük.

Miután előállítottuk a homogén keveréket, abból 9,56 10® N/m² (40 000 pound/inch²) nyomással a végtermék kívánt alakjának megfelelő grafit formában formatestet sajtolunk. Olyan formát használunk, hogy kockaalakú formatestet, blokkot kapjunk.

Az előállított blokkot az anyag olvadáspontja fölé melegítjük 10C°-kal és ezt a hőmérsékletet kb. 10 ±1 percig fenntartjuk. Kemencében végezzük a melegítést közömbös atmoszférában. Ezután az amalgámból és az ötvözetből álló testet exszikátorba tesszük, amelyben közömbös atmoszférát tartunk fönn, és abban hagyjuk lehűlni. A lehűtés után a blokk kész a használatra.

Az előzőekben leírt műveleteket víz és egyéb szennyezés mentes, közömbös például hélium vagy nitrogén atmoszférában kell végrehajtani. A fémkomponensek oxidációja és/ vagy a hidroxid képződése „mérgezi”, elszennyezi az előállított reaktor blokkot és ezzel csökkenti aktivitását. Ezen túlmenően az emelt hőmérsékletű műveletek alatt az esetleges oxigén meggyújthatja vagy legalábbis izzásba hozhatja az anyagot.

Amalgámból, katalizátor-ötvözetből és kiegészítőből álló reaktorblokk készítése

A fentebb leírt módon előállított amalgámot és ötvözetet kb. 1,7 mm átmérőjű szemcsékből álló rézporral összekeverjük a következő arányban:

21,775 súlyrész amalgám

5,625 súlyrész ötvözet

72,6 súlyrész réz (kiegészítő)

Az előbb felsorolt fémkomponenseket közömbös atmoszférában mérjük be és keverjük össze.

A homogén keveréket a kész terméktől megkívánt alaknak megfelelő grafitformában 9,56 · 10® N/m² nyomással formatestté sajtoljuk, A formatestet egy tégelyben, amelynek alakja a formatest alakjához igazodik, az anyag olvadáspontját 10C°-kal meghaladó hőmérsékletre melegítjük és azon tartjuk kb. 10 ± 1 percig. A hevítőkemencében közömbös atmoszférát tartunk fenn. Majd a tégelyt a bennelévő anyaggal együtt közömbös atmoszférával töltött exszikátorba tesszük. A lehűtés után a kapott blokk használatra kész.

Valamennyi előző műveletet vízmentes és egyéb szennyezéstől mentes közömbös így hélium vagy nitrogén atmoszférában kell végezni. A fémkomponensek oxidációja és/vagy a hidroxid képződés „mérgezi”, szennyezi a kapott reaktor blokkot és csökkenti aktivitását. Ezen túlmenően a magas hőmérsékletű műveletek alatt az oxigén meggyújtaná vagy legalábbis izzásba hozná az anyagot.

A reaktor blokkot levegőn, szobahőmérsékleten finom vízpermettel érintkeztetjük. Az érintkeztetéskor keletkező gáznemű anyag hidrogén és oxigén, amely elektromos szikra hatására meggyullad. A fejlődő gáz térfogata a reaktorblokk felületétől és a felületre lecsapódó víz térfogatától függ. Általában 2,5 cm² felületen 0,5 1 (0,14 gallon) víz reagál el percenként.

2. példa

Amalgám készítése

37,688 súlyrész alumíniumból, 32,112 súlyrész nátriumból és 30,2 súlyrész higanyból közömbös nitrogén atmoszférában 200 C’-on amalgámot készítünk grafit tégelyben.

A kapott amalgámot exszikátorban, közömbös nitrogén atmoszférában hűtjük le. Ezután az amalgámot golyós malomban megőröljük, míg kb. 1,7 mm-es szemcseméretet elérjük. Az őrlést is közömbös nitrogén atmoszférában végezzük.

Fontos, hogy az amalgámot közömbös atmoszférában készítsük, mert így megakadályozzuk a hidroxid képződést.

Katalizátor-ötvözet készítése

60,7 súlyrész ólmot, 0,8 súlyrész platinát és 38,5 súlyrész germániumot grafit tégelybe helyezünk, és azután kemencébe tesszük, ahol közömbös hélium atmoszférában olvadásig hevítjük az ötvözet elkészítése érdekében.

Az előállított ötvözetet exszikátorban hélium atmoszférában kb. szobahőmérsékletre hűtjük. Ezután az ötvözetet golyós malomban megőröljük, amíg kb. 1,7 mm átmérőjű szemcsenagyságot eléri. Az őrlést is közömbös hélium atmoszférában végezzük.

A közömbös atmoszféra alkalmazásával védjük meg az ötvözetet az oxidálódástól.

Az amalgám és a katalizátor ötvözet keverékének elkészítése súlyrész őrölt amalgámot elkeverünk 1 súlyrész őrölt ötvözettel, amíg e kettő homogén keveréke kialakul.

A keveréket úgy használjuk, hogy vízgőzt vezetünk át rajta fölfelé, és akkor a vízgőz hidrogénre és oxigénre bomlik.

-3180791

Amalgámból és katalizátor-ötvözetből álló reaktor blokk készítése súlyrész őrölt amalgámot elkeverünk 1 súlyrész őrölt ötvözettel. A bemérést és az összekeverést közömbös atmoszférában végezzük.

A homogén keverékből kb. 9,56 · 10⁶ N/m² nyomással a késztermék előírt alakjához igazodó grafit formában formatestet (blokkot) sajtolunk. Olyan formát választunk, hogy a késztermék kockaalakú legyen.

A kapott blokkot az anyag olvadáspontját kb. 10 C°-kal meghaladó hőmérsékletre melegítjük, és ezen a hőfokon tartjuk kb. 10± 1 percig. A hőkezelő kemencében közömbös atmoszférát biztosítunk. Az amalgámból és az ötvözetből álló testet ezután exszikátorba tesszük, ahol közömbös atmoszférában hagyjuk lehűlni. Hűtés után a blokk kész a felhasználásra.

Az előző műveleteket vízmentes és egyéb szennyezéstől is mentes, közömbös például hélium vagy nitrogén atmoszférában kell végrehajtani. A fémes komponens eloxidálása és/ vagy hidroxid képződése ugyanis „mérgezi” (szennyezi) a blokkot és csökkenti aktivitását. Ezen túlmenően a magas hőmérsékletű műveletek alatt az oxigén meg is gyújthatja vagy legalábbis izzásba hozhatja a testet.

Amalgámból, katalizátor-ötvözetből és kiegészítőből álló reaktor blokk készítése

A fentebb leírt módon készített amalgámot és ötvözetet és

1,7 mm átmérőjű szemcsékből álló rézport összekeverünk a következő arányban:

21,775 súlyrész amalgám

5,625 súlyrész ötvözet

72,6 súlyrész réz

A fémes komponensek bemérése és összekeverése közömbös atmoszférában történik.

A homogén keveréket 9,56 · 10® N/m² nyomással a végtermék kívánt alakjának megfelelő grafit formában formatestté sajtoljuk.

A formatest alakjához igazodó grafit tégelyben az anyag olvadáspontját kb. 10 C°-kal meghaladó hőmérsékleten hőkezeljük a formatestet kb. 10 ± 1 percig. A hőkezelő kemencében közömbös atmoszférát tartunk fenn. Majd a tégellyel együtt az anyagot betesszük egy exszikátorba, amelyben közömbös légtér van. Lehűtés után a blokk használható.

Az előző műveleteket vízmentes és egyéb szennyezéstől is mentes közömbös, így hélium vagy nitrogén atmoszférában hajtjuk végre. A fémes komponensek oxidációja és/vagy a hidroxid képződés a kapott blokkot „mérgezi”, szennyezi és csökkenti aktivitását. Ezen túlmenően a magas hőmérsékletű kezelés alatt az oxigén meggyújthatja vagy legalábbis izzásba hozhatja az anyagot.

3. példa

Amalgám készítése

22,947 súlyrész alumíniumból, 18,391 súlyrész nátriumból és 58,662 súlyrész higanyból grafit tégelyben amalgámot készítünk közömbös atmoszférában, 200 C’-on.

Az előállított amalgámot közömbös atmoszférában hütjük ie exszikátorban. Majd az amalgámot golyós malomban megőröljük, amíg a kb. 1,8 mm átmérőjű szemcsenagyságot eléri. Az őrlést közömbös nitrogén atmoszférában hajtjuk végre.

Fontos, hogy az amalgámot közömbös atmoszférában készítsük, hogy megakadályozzuk a hidroxid képződést.

Katalizátor-ötvözet készítése

63,064 g súlyrész ólmot, 0,45 súlyrész platinát, 36,036 súlyrész antimont és 0,45 súlyrész germániumot grafit tégelybe helyezünk, amit egy kemencébe teszünk, hogy olvadásig hevítsük az anyagot az ötvözet elkészítése érdekében.

A kapott ötvözetet exszikátorban szobahőmérsékletre hűtjük közömbös, hélium atmoszférában. Majd golyósmalomban a lehűlt ötvözetet megőröljük, amíg kb. 1,7 mm átmérőjű szemcsékké porlik.

A közömbös atmoszféra megvédi az ötvözetet az oxidálódástól.

Az amalgám és a katalizátor-ötvözet keverékének készítése

Az amalgám és a katalizátor-ötvözet homogén keverékének elkészítéséhez három súlyrész őrölt amalgámot és egy súlyrész őrölt ötvözetet közömbös atmoszférában összekeverünk.

A keveréket úgy használjuk, hogy vízbe merítjük, a víz hidrogénre és oxigénre bomlik.

Amalgámból és katalizátor-ötvözetből álló reaktor blokk készítése súlyrész őrölt amalgámot összekeverünk 1 súlyrész őrölt ötvözettel. A bemérést és a keverést közömbös atmoszférában végezzük.

A homogén keverék keveréssel történő előállítása után, a keveréket 9,56- 10⁶N/m² nyomással a végtermék kívánt alakjához igazodó alakú grafitformában formatestté sajtoljuk. Olyan formát alkalmazunk, hogy kockaalakú testet, blokkot állítsunk elő.

Az előállított blokkot az anyag olvadáspontját 10 C°-kal meghaladó hőmérsékleten kb. 10±l percig hőkezeljük. A hőkezelő kemencében közömbös atmoszférát tartunk fenn. Majd az amalgámból és az ötvözetből álló testet exszikátorba tesszük, ahol közömbös atmoszférát biztosítunk, és ott hagyjuk lehűlni az anyagot. Hűlés után a blokk felhasználható.

Az előző műveleteket vízmentes és egyéb szennyezéstől is mentes, közömbös például hélium vagy nitrogén atmoszférában kell végrehajtani. A fémes komponens oxidációja és/ vagy a hidroxid képződése „mérgezi”, szennyezi a reaktorblokkot és csökkenti aktivitását. Ezen túlmenően az emelt hőmérsékletű műveletnél az oxigén meggyújthatná vagy legalábbis izzásba hozhatná az anyagot.

Amalgámból, katalizátor-ötvözetből és kiegészítőből álló reaktor-blokk készítése.

A fenti módon előállított amalgámot és ötvözetet valamint 50 súly% ónból és 50 súly% bizmutból álló kiegészítőt, amely kb. 1,7 mm átmérőjű szemcsékből áll, a következő arányban összekeverünk:

21,775 súlyrész amalgám

5,625 súlyrész ötvözet

72,6 súlyrész kiegészítő

A fémes komponensek bemérését és keverését közömbös atmoszférában végezzük.

Homogén keverék előállításához szükséges keverés után, a kapott keveréket 9,56 10⁶ N/m² nyomással a késztermék kívánt alakjának megfelelő grafit formában formatestté sajtoljuk.

A sajtolt anyagot hozzáigazodó alakú grafit tégelybe teszszük, és az anyag olvadáspontját 10 C’-kal meghaladó hőmérsékleten tartjuk kb. 10 ± 1 percig. A hőkezelő kemencében közömbös atmoszférát biztosítunk. Majd a tégellyel az anyagot exszikátorba tesszük, ahol közömbös atmoszférát biztosítunk. A lehűlt anyag felhasználható.

Az előző műveleteket víz és egyéb szennyezéstől is mentes, közömbös például hélium vagy nitrogén légkörben kell végrehajtani. A fémes alkotók eloxidálódása és/vagy a hidroxidképződés „mérgezi” szennyezi a reaktor blokkot és csökkenti aktivitását. Ezen túlmenően az emelt hőmérsékletű műveletek alatt a jelenlévő oxigén az anyag meggyulladását vagy legalábbis izzásbahozását okozza.

A reaktor blokkokat kb. szobahőmérsékleten normál légköri viszonyok között finom vízpermettel érintkeztetjük. Az érintkezés során távozó gáznemű anyag hidrogén és oxigén, amely villamos szikra hatására meggyullad. A fejlődött gáz térfogata a reaktorblokk felületétől és a rácsapódó víz térfogatától függ. Általában 2,5 cm² 0,461 (0,12 gallon) vízzel reagál el percenként.

4. példa

Amalgám készítése

19,383 súlyrész alumíniumból 31,068 súlyrész káliumból és 49,549 súlyrész higanyból grafit tégelyben 200 C°-on közömbös nitrogén atmoszférában amalgámot készítünk.

Az előállított amalgámot golyós malomban megőröljük, amíg kb. 1,7 mm szemcseméretet eléri. Az őrlést is közömbös nitrogén atmoszférában végezzük.

Fontos, hogy az amalgámot közömbös gáz atmoszférában készítsük, hogy a hidroxid képződést megakadályozzuk.

Katalizátor-ötvözet készítése

42,847 súlyrész ólmot, 2,429 súlyrész kadmiumot és 9,448 súlyrész cirkóniumot helyezünk egy grafit tégelybe, amit ezután kemencébe teszünk, hogy ott közömbös hélium atmoszférában megolvasszuk az anyagot, és ezzel az ötvözetet előállítsuk.

Az előállított ötvözetet exszikátorban közömbös hélium atmoszférában szobahőmérsékletre hűtjük. Majd az ötvözetet golyós malomban megőröljük kb. 1,7 mm-es szemcseméretig. Az őrlés közömbös hélium atmoszférában történik.

Közömbös atmoszférát alkalmazunk, hogy az ötvözet oxidálódását megakadályozzuk.

Az amalgám és a katalizátor-ötvözet keverékének készítése súlyrész őrölt amalgámot 1 súlyrész őrölt ötvözettel összekeverünk közömbös atmoszférában, amíg az amalgámból és a katalizátor-ötvözetből álló homogén keverék kialakul.

A keveréket úgy használhatjuk, hogy felületére vizet permetezünk, a víz hidrogénre és oxigénre bomlik.

Amalgámbói és katalizátor-ötvözetből álló reaktorblokk készítése.

súlyrész őrölt amalgámot egy súlyrész őrölt ötvözettel összekeverünk. A bemérést és a keverést közömbös atmoszférában végezzük.

A homogén keverék előállításához szükséges keverés után a keveréket 9,56 · 10⁶ N/m² nyomással a végtermék kívánt alakjának megfelelő grafit formában formatestté sajtoljuk. Olyan formát alkalmazunk, hogy a formatest, a blokk kockaalakú legyen.

Az előállított blokkot az anyag olvadáspontját 10 C’-kal meghaladó hőmérsékleten tartjuk kb. 10 ±1 percig.

A hőkezelő kemencében közömbös atmoszférát biztosítunk. Az amalgámbói és az ötvözetből álló anyagot exszikátorba tesszük, és közömbös atmoszférában hagyjuk lehűlni. Lehűlése után az előállított blokk használható.

Az előzőleg felsorolt műveleteket víz és egyéb szennyezéstől is mentes, közömbös például hélium vagy nitrogén atmoszférában kell végrehajtani. A fémes alkotók eloxidálódása és/vagy a hidroxid képződése „mérgezi”, szennyezi az előállított reaktorblokkot és csökkenti aktivitását. Ezen túlmenően az emelt hőmérsékletű műveletnél az oxigén jelenlétében meggyulladhat vagy legalábbis izzásba jöhet az anyag.

Amalgámbói, katalizátor-ötvözetből és kiegészítőből álló reaktorblokk készítése

A fentebb előállított porított amalgámot és ötvözetet és a kiegészítő, kb. 1,7 mm szemcseméretű galliumot a következő arányban keverjük össze

21,775 súlyrész amalgám

5,625 súlyrész ötvözet

72,6 súlyrész gallium

A fémes alkotók bemérését és összekeverését közömbös atmoszférában kell végezni.

A homogén keverék előállításához szükséges keverés után, a keveréket 9,56 10⁶ N/m² nyomással a végtermék kívánt alakjának megfelelő grafit formában formatestté sajtoljuk.

A formatestet az alakjához illő grafit tégelyben az olvadáspontját 10 C°-kal meghaladó hőmérsékletre hevítjük és ezen tartjuk kb. 10 ± 1 percig. A hőkezelő kemencében közömbös atmoszférát biztosítunk. Majd a tégellyel együtt az anyagot exszikátorba tesszük, ahol közömbös atmoszférát biztosítunk. Lehűtés után a reaktorblokk használható.

Az előző műveleteket víz és egyéb szennyezéstől is mentes, közömbös például hélium vagy nitrogén atmoszférában kell végrehajtani. A fémes alkotók eloxidálódása és/vagy a hidroxid képződése „mérgezi”, szennyezi az előállított blokkot, és csökkenti aktivitását. Továbbá a magas hőmérsékletű művelet során, ha oxigén van jelen, az meggyújtja, legalábbis izzásba hozza az anyagot.

A reaktorblokkokat szobahőmérsékleten normál légkörben érintkeztetjük finom vízpermettel. Az érintkezéskor a távozó gáznemű anyag hidrogén és oxigén, ami elektromos szikra hatására meggyullad. A fejlődő gáz térfogata a reaktorblokk felületétől és a rácsapódó víz térfogatától függ. Általában 2,5 cm²-nyi felület percenként 0,5 1 vízzel reagál.'

-5180791

5. példa

Amalgám készítése

87,688 súlyrész alumíniumból, 32,112 súlyrész céziumból és 30,2 súlyrész higanyból grafit tégelyben amalgámot készítünk 200 C°-on közömbös nitrogén atmoszférában.

Az előállított amalgámot exszikátorban közömbös nitrogén atmoszférában hagyjuk lehűlni. Majd megőröljük az amalgámot golyós malomban, amíg eléri az 1,7 mm-es szemcseméretet. Az őrlés közömbös nitrogén atmoszférában történik.

A katalizátor-ötvözet készítése

60,7 súlyrész ólmot, 0,8 súlyrész platinát, 38,5 súlyrész germániumot helyezünk egy grafit tégelybe, amelyet azután kemencébe teszünk, ahol közömbös hélium atmoszférában az anyagot megolvasztjuk, és ezzel az ötvözetet előállítjuk.

Az előállított ötvözetet exszikátorban hűtjük le szobahőmérsékletre közömbös hélium atmoszférában. Majd az ötvözetet golyósmalomban kb. 1,7 mm szemcseméretig őröljük. Az őrlést közömbös hélium atmoszférában végezzük.

A közömbös atmoszféra megvédi az ötvözetet az oxidációtól.

Az amalgám és a katalizátor-ötvözet keverékének készítése súlyrész őrölt amalgámot 1 súlyrész őrölt ötvözettel összekeverünk közömbös atmoszférában, amíg homogén keveréket kapunk.

A keveréket úgy használjuk, hogy rajta keresztül fölfelé vízgőzt vezetünk és, akkor a vízgőz hidrogénre és oxigénre bomlik.

Amalgámból és katalizátor-ötvözetből álló reaktorblokk készítése súlyrész őrölt amalgámot 1 súlyrész őrölt ötvözettel összekeverünk. A bemérést és a keverést közömbös atmoszférában végezzük.

A homogén keverék kialakításához szükséges keverés után a keveréket 9,56 · 10⁶ N/m² nyomással a végtermék kívánt alakjának megfelelő grafit formában formatestté sajtoljuk. Olyan formát használunk, hogy a formatest (a blokk) kockaalakú legyen.

Az előállított blokkot az anyag olvadáspontját 10 C’-kal meghaladó hőmérsékletre hevítjük és azon a hőmérsékleten tartjuk kb. 10 ± 1 percig. A hőkezelő kemencében közömbös atmoszférát tartunk fenn. Ezután az amalgámból és az ötvözetből álló anyagot exszikátorba tesszük, ahol közömbös atmoszférát tartunk fenn, és hagyjuk, hogy az anyag lehűljön. A lehűtött blokk használatra kész.

Az előző műveleteket víz és egyéb szennyezéstől is mentes, közömbös például hélium vagy nitrogén atmoszférában kell végezni. A fémes alkotók eloxidálódása és/vagy a hidroxid képződése az előállított blokkot „mérgezi”, szennyezi és csökkenti aktivitását.

Ezen kívül a magas hőmérsékletű művelet alatt az oxigén meggyújtaná, legalábbis izzásba hozná az anyagot.

t Amalgámból, katalizátor-ötvözetből és kiegészítőből álló reaktorblokk készítése

A fentebb előállított amalgámot és ötvözetet továbbá kb.

1,7 mm szemcseméretű porított rezet a következő arányban összekeverünk:

21,775 súlyrész amalgám

5,625 súlyrész ötvözet

72,6 súlyrész réz

Az előző fémes alkotók bemérését és összekeverését közömbös atmoszférában kell végezni.

A homogén keveréket 9,56 10⁶ N/m² nyomással a végtermék kívánt alakjának megfelelő grafit formában formatestté sajtoljuk.

A formatestet hozzáillő alakú tégelyben az anyag olvadáspontját kb. 10 C°-kal meghaladó hőmérsékletre hevítjük és azon tartjuk kb. 10 ± 1 percig. A hőkezelő kemencében közömbös atmoszférát biztosítunk. Ezután az anyagot a tégelylyel együtt exszikátorba tesszük, ahol közömbös atmoszférát tartunk fenn. A lehűlés után az előállított blokk használatra kész.

A műveletet víz és egyéb szennyezéstől is mentes, közömbös így hélium vagy nitrogén atmoszférában kell végezni. A fémes alkotók eloxidálódása és/vagy a hidroxid képződése „mérgezi”, szennyezi az előállított reaktorblokkot és csökkenti aktivitását. Ezen túlmenően a magas hőmérsékletű művelet során a jelenlévő oxigén meggyújtaná, legalábbis izzásba hozná az anyagot.

A reaktorblokkokat kb. szobahőmérsékleten, normál légkörben finom vízpermettel hozzuk érintkezésbe. A keletkező gáznemű anyag hidrogén és oxigén, amelyet a villamos szikra meggyújt. A fejlődő gáz térfogata a reaktorblokk felületétől és a rácsapódó víz térfogatától függ. Általában 2,5 cm² felület percenként 0,761 (0,2 gallon) vízzel reagál el.

Bár a találmányt részleteiben ismertettük a példákban, de az természetes, hogy a következő igénypontok által meghatározott oltalmi körön belül a szakember módosításokat, változtatásokat is eszközölhet.

Claims (9)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Kompozíció hidrogén és oxigén előállítására vízből, azzal jellemezve, hogy alkálifém-higany-alumínium amalgám és platinát tartalmazó ötvözet célszerűen 2 : 1—4:1 súlyarányú keveréke, ahol az amalgámban az alkálifémnek a higanyhoz viszonyított súlyaránya 1,5 :1—1:4,5, míg az alkálifémnek az alumíniumhoz viszonyított súlyaránya 1 : 3tól 3 : 1, és az ötvözet a platina mellett germánium, antimon, gallium, tallium, indium, kadmium, bizmut, ólom, cink, ón, cirkónium, króm, arany közül legalább még egy elemet tartalmaz és a kompozíció adott esetben valamely kiegészítő elemet, célszerűen rezet tartalmaz.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti kompozíció kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy amalgám komponensében az alkálifém nátrium vagy kálium.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti kompozíció kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy ötvözetkomponense platinát és germánium, antimon, gallium, tallium, indium és kadmium közül legalább egy fémet tartalmaz, amalgám komponensében pedig az alkálifém nátrium.
4. 4. A 3. igénypont szerinti kompozíció kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy ötvözet komponense platinát és antimont tartalmaz.
5. 5. A 3. igénypont szerinti kompozíció kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy ötvözet komponense platinát és germániumot tartalmaz.

   -6180791
6. 6. Az 1. igénypont szerinti kompozíció kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy ötvözet komponense platinát és cirkóniumot vagy krómot, vagy ez utóbbiak keverékét tartalmazza.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti kompozíció kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy ötvözet komponense platinát és ólmot vagy aranyat vagy ez utóbbiak keverékét tartalmazza.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti kompozíció kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy kiegészítőként rezet tartalmaz.
9. 9. A 6. igénypont szerinti kompozíció kiviteli alakja, azzal 5 jellemezve, hogy ötvözet komponense 0,7—1,1 súly% krómot tartalmaz.