NL8502992A

NL8502992A - Werkwijze voor het beladen van een gevormd dragermateriaal met een katalytisch actief materiaal of met een precursor van een katalytisch actief materiaal en gevormde katalysator verkregen onder toepassing van de werkwijze.

Info

Publication number: NL8502992A
Application number: NL8502992A
Authority: NL
Original assignee: Dow Chemical Nederland
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1985-11-01
Publication date: 1987-06-01
Also published as: KR900009017B1; DE3680643D1; CA1271467A; EP0224947B1; IN168853B; SG83891G; BR8605389A; AU591190B2; KR870004734A; EP0224947A1; ES2023812B3; JPS62163749A; US4783434A; AU6459786A; JPH051058B2

Description

» -Λ

Nw 6574

Werkwijze voor het beladen van een gevormd dragermateri-aal met een katalytisch actief materiaal of met een precursor van een katalytisch actief materiaal en gevormde katalysator verkregen onder toepassing van de werkwijze,

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het beladen van een gevormd dragermateriaal met een katalytisch actieve stof of met een precursor van een katalytisch actieve stof, alsmede op een 5 gevormde katalysator, verkregen onder toepassing van deze werkwijze.

Bij vaste katalysatoren is in het algemeen de katalytische activiteit gebonden aan het oppervlak van de vaste stof. Daarom zijn de omvang van het 10 actieve oppervlak en de toegankelijkheid ervan voor reactanten mede bepalend voor de activiteit.en selectiviteit van de katalysator. Onder de activiteit wordt in dit verband verstaan de conversie der reactanten per volume-eenheid van de katalysator en onder de 15 selectiviteit de mate waarin een gewenste reactie wordt versneld in verhouding tot de versnelling van ongewenste reacties. Volgens deze definitie van de activiteit is de omvang van het katalytisch actieve oppervlak per volume-eenheid van de katalysator bepalend.

20 Een hoge activiteit vergt daarom een groot actief oppervlak per volume-eenheid, wat slechts met kleine deeltjes van de actieve component is te bereiken. De noodzaak katalytisch actieve bestanddelen fijn verdeeld toe te passen heeft een aantal belangrijke 25 bezwaren: -vaste katalysatoren moeten in het algemeen een grote mechanische sterkte hebben; het is echter moeilijk fijn verdeeld materiaal met behoud van --··* JJF · t ► t -2- een grote porositeit tot mechanisch sterke vormstukken te verwerken, omdat de poriënstructuur die men daarbij verkrijgt in het algemeen ongunstig is; men verkrijgt namelijk veelal nauwe poriën met 5 een (te) grote effectieve poriënlengte ("kronkeligheid"); bovendien is de verwerking tot mechanisch sterke vormstukken bij veel katalytisch actieve elementen en verbindingen in het geheel niet mogelijk.

-Veel katalytische reacties worden uitgevoerd bij 10 temperaturen en in gasatmosferen waarbij kleine deeltjes van de actieve component snel tot veel grotere deeltjes sinteren; de. daarmede gepaard gaande daling van het actieve oppervlak leidt tot een snel verlies van de activiteit.

15 -Doordat de poriën in een systeem van zeer kleine deeltjes meestal nauw zijn, is het transport van reactanten en reactieprodukten in de katalysator moeilijk. Enerzijds leidt dit tot een minder hoge activiteit van de katalysator, terwijl ook de selecti-20 viteit nadelig wordt beïnvloed.

Voor het ondervangen van de hierboven geschetste problemen, past men in de heterogene katalyse vrij algemeen zogenaamde dragermaterialen toe. Een dragerma-teriaal kan goed tot thermostabiele, mechanisch sterke 25 lichamen van de gewenste afmetingen worden verwerkt, terwijl men de poriënstructuur van de drager goed kan instellen. Men brengt nu het katalytisch actieve materiaal of een precursor daarvan, meestal uiterst fijn verdeeld, op het oppervlak van de drager aan.

30 In het algemeen is het oppervlak van het dragermateri-aal niet katalytisch actief. Hoewel de drager het katalytisch actieve materiaal dus sterk verdunt, maakt het feit dat de katalytisch actrieve component bij hoge temperaturen niet meer sintert, dat het 35 thermostabiele katalytisch actieve oppervlak aanzienlijk groter is dan zonder het gebruik van een drager.

ήϊΛ? fi ö P

-3- '·'***»rfrr t *

Ten behoeve van een zo efficiënt mogelijke benutting van het dragermateriaal moet de actieve component fijn verdeeld en zo homogeen mogelijk van het oppervlak van de drager worden aangebracht. Het 5 is in principe mogelijk kleine deeltjes van het gewenste dragermateriaal op relatief eenvoudige wijze zodanig met (een precursor van) de actieve component te beladen, dat deze uniform als kleine deeltjes over het dragerop-pervlak verdeeld is. Onder precursor wordt daarbij 10 het element of de verbinding begrepen, welke later in de katalytisch actieve component wordt omgezet, bijvoorbeeld door een thermische behandeling of enige andere reactie.

Bij de bereiding van vaste katalysatoren op 15 technische schaal is het aanbrengen van de actieve component op de drager in veel gevallen problematisch.

Meestal kan namelijk niet de actieve component op de drager worden aangebracht. Zo is het bij veel metalen niet mogelijk, deze in fijn verdeelde vorm 20 direct op een drager aan te brengen. In zulke gevallen wordt dan bijvoorbeeld een gehydrateerd oxyde van het metaal - de katalytische precursor - fijn verdeeld op een drager aangebracht, waarna tijdens een aparte thermische voorbehandeling het metaaloxyde tot het 25 metaal wordt gereduceerd.

Bij toepassing van kleine deeltjes van het dragermateriaal zijn de daarin aanwezige poriën kort, waardoor de migratie van de precursor van de actieve component in het dragerdeeltje vlot kan verlopen.

30 Kleine deeltjes kan men echter in sommige veel gebruikte katalytische reactoren, namelijk die waarin de katalysator in een vast bed aanwezig is, niet toepassen.

De drukval over het katalysatorbed wordt bij gebruik van kleine deeltjes ontoelaatbaar hoog. Ook treedt 35 dan vaak "channeling" op, het verschijnsel dat de reactanten slechts door een beperkt deel van de doorsnede van de reactor stromen, namelijk op die plaatsen waar de deeltjes in beweging zijn.

8502992 -------é ί ϊ -4-

Een noodzakelijke voorwaarde waaraan technische katalysatoren moeten voldoen, is het bezitten van een grote mechanische sterkte. Bij het vullen van de reactor worden meestal grote krachten op het kataly-5 satorlichamen uitgeoefend, terwijl deze lichamen bij het opstarten en stoppen van de reactor vaak aan grote temperatuursverschillen worden onderworpen. Breuk van katalysatorlichamen in de reactor is zeer ongewenst. Dit leidt tot een slechte verdeling van 10 de reactanten over de doorsnede van het katalysatorbed of over een aantal parellel geschakelde reactorpijpen.

In sommige, maar lang niet alle gevallen is het mogelijk een poedervormige drager eerst met (een 15 precursor van) de actieve component - bijvoorbeeld als hierboven beschreven - te beladen en vervolgens het samenstel tot grotere vormstukken met de noodzakelijke mechanische sterkte te verwerken.

Veel op zichzelf aantrekkelijke katalysatorsyste-20 men'zijn technisch nooit toegepast, omdat zij niet tot lichamen met de vereiste mechanische sterkte konden worden verwerkt. Er bestaat daarom sinds lang de behoefte aan een technisch bruikbare methode om gevormde dragerlichamen met (een precursor van) de 25 actieve component te beladen. Onder toepassing daarvan immers kunnen eerst dragerlichamen van de gewenste afmetingen en mechanische sterkte worden vervaardigd -hetgeen gewoonlijk goed mogelijk is - waarna vervolgens deze lichamen met de (precursor van de) actieve compo-30 nent beladen worden.

De methoden welke men volgens de stand der techniek gebruikt voor het aanbrengen van (precursors van) de actieve component(en) op dragerlichamen leiden gewoonlijk niet tot de gewenste uniforme verdeling 35 van de actieve component(en). De meest gebruikte procedure is het impregneren van de dragerlichamen 8502992 > t -5- met een oplossing van een precursor van het actieve materiaal, waarvan door drogen het oplosmiddel wordt, verwijderd. Vaak wordt evenwel waargenomen dat de precursor van het actieve materiaal uitsluitend op 5 het buitenoppervlak van de dragerlichamen of aan de poriënmonden wordt afgezet.

Sommige auteurs menen, dat visceuze stroming door capillaire krachten de drijvende kracht is voor de migratie naar de buitenzijde van het dragerlichaam 10 van de bij het drogen achterblijvende elementen van de oplossing (N. Kotter en L. Riekert in "Preparation of Catalysts II", B. Delmon, P. Grange, P. Jacobs en G. Poncelet, eds., pag. 51-63, Elsevier, Amsterdam, 1979.

15 Deze auteurs hebben daarom voorgesteld bij de impregnatie een visceuze oplossing van (een precursor van) het actieve materiaal te gebruiken. Naar de schrijvers meedelen, leidt gebruik van een visceuze oplossing inderdaad tot een wat meer homogene verdeling 20 van het actieve materiaal over de drager. Een bezwaar van het impregneren met een visceuze oplossing is evenwel dat de visceuze oplossing niet goed in lange, relatief nauwe poriën, zoals die in gevormde katalysator-lichamen in het algemeen voorkomen, kan penetreren.

25 Andere auteurs menen dat het gas dat bij de .

impregnatie in de poriën van het dragerlichaam achterblijft, de elementen van de oplossing naar buiten drijft (S.Y. Lee en R. Aris in "Preparation of Catalysts III", P. Poncelet, P. Grange en P.A. Jacobs, 30 eds., pag. 35-45, Elsevier, Amsterdam, 1983). Zoals uit de uitvoerige publicatie van Lee en Aris kan worden opgemaakt, spelen bij het impregneren en drogen van katalysatortabletten veel lastig te controleren factoren een rol. Het resultaat is dat de verdeling 35 van de actieve component na impregneren en drogen vaak verre van uniform is.

-1 *\

. .1 } S

» * ** * -6-

Zoals boven werd opgemerkt, is dit voor de activiteit van de katalysator in het algemeen ongunstig. In sommige gevallen, waar vergiftiging van de actieve component optreedt, wordt welbewust het actieve materi-5 aal niet uniform over het dragerlichaam verdeeld, maar meestal is dat niet aantrekkelijk.

Teneinde de verdeling meer homogeen te maken is door bovengeciteerde Kotter en Riekert voorgesteld de viscositeit van de oplossing waarmede wordt ge'ïmpreg-10 neerd te verhogen, door daaraan hydroxyethylcellulose toe te voegen. Weliswaar wordt daardoor een homogene verdeling van de precursor verkregen, maar een zeer belangrijk nadeel van deze methode is, dat een visceuze oplossing van een precursor niet of nauwelijks in 15 nauwe poriën van een dragerlichaam kan doordringen, zodat uiteindelijk geen homogene verdeling tijdens de impregnatie verkregen wordt.

Volgens een andere bekende methode, de zogenaamde depositie-precipitatie, wordt juist voldoende van 20 een oplossing van de actieve component toegevoegd om de poriën van het dragerlichaam te vullen. Deze methode wordt ook wel een uitvoeringsvorm van de droge impregnatie of de "incipient wetness" impregnatie genoemd. Behalve de actieve component bevat de oplossing 25 ook ureum, ammoniumcyanaat of een andere verbinding die bij hydrolyse de pH verhoogt. Nadat-de lichamen bij een zodanig lage temperatuur zijn geïmpregneerd dat de hydrolyse nog niet merkbaar verloopt, wordt de temperatuur verhoogd. Een actieve component.of 30 een precursor van de actieve component kan dan op het oppervlak van de drager neerslaan, mits er voldoende interactie tussen· de kiemen van de precipiterende precursor en het oppervlak van de drager is. In een aantal gevallen kan men deze werkwijze echter niet 35 gebruiken. Enerzijds betreft dit gevallen waar geen P P A P Λ A 9 ‘sf v v w· <J £» > -Λ -7- goede interactie met de drager optreedt, anderzijds zijn een aantal belangrijke actieve materialen niet door verhoging van de pH van de vloeistof te precipiteren .

5 Bij het ontwikkelen van een universele methode voor het aanbrengen van een precursor van een actieve stof op dragerlichamen moet nog aan een andere voorwaarde worden voldaan, namelijk dat het toegankelijk oopervlak en de poriënverdeling van de verkregen 10 beladen drager niet afwijkt van die van het onbeladen dragermateriaal. Zo moet in het bijzonder voor het verkrijgen van een goede selectiviteit de poriënstructuur van de uiteindelijk te verkrijgen katalysator goed kunnen worden ingesteld. Door het 15 aanbrengen van de actieve component mag dus de geschikte poriënstructuur van de drager niet merkbaar worden beïnvloed. Dit laatste is vooral te vrezen als de actieve component in de vorm van kleine geclusterde deeltjes op de drager wordt afgezet. In dat geval 20 leiden de veelal nauwe poriën tussen de kleine deeltjes van de actieve component tot een additionele porositeit die·meestal ongunstig is.

Aan de uitvinding lag derhalve de opgave ten grondslag een algemeen bruikbare werkwijze te verschaf-25 fen voor het aanbrengen van een actieve component op gevormde - in de heterogene katalyse gebruikelijke -dragermaterialen, zonder dat het toegankelijk oppervlak en de poriënstructuur merkbaar veranderen.

Volgens de uitvinding wordt een uniforme verdeling 30 van de actieve component over het inwendig oppervlak van gevormde dragerlichamen verkregen, door de drager te impregneren met een oplossing van een complex van de actieve component, van welke oplossing de viscositeit bij verwarming en/of bij verdamping van 35 het oplosmiddel niet afneemt, en vervolgens het oplosmiddel te verdampen en het complex van de actieve • —· Λ Λ *\ \

' \ ‘S

-M

£ -8- pirecursor door verhitting te ontleden. Verrassenderwijs is gebleken dat door toepassing van een dergelijke werkwijze de verbinding van de actieve component homogeen verdeeld blijft in de poriën van de drager.

5 Volgens een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding past men een oplossing van een complex van actieve component toe waarvan de viscositeit bij verhitting en verdamping van het oplosmiddel toeneemt.

10 Volgens een andere uitvoeringsvorm gebruikt men een oplossing van een complex van de actieve component waarin de kristallisatie van het vaste complex bij verhitting en verdamping van het oplosmiddel niet of traag verloopt.

15 Volgens een zeer geschikte uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding impregneert men de lichamen van het dragermateriaal met zoveel van de oplossing van een complex van het actieve materiaal als nodig is om het poriënvolume van de 20 drager juist te vullen.

Volgens een bij voorkeur uit te voeren werkwijze volgens de uitvinding wordt het dragermateriaal voor de impnegnatie met de oplossing van een complex van de actieve component, zonodig bij verhoogde temperatuur, 25 geëvacueerd.

De specifieke keus van het meest geschikte complexerende agens hangt af van allerlei factoren, zoals het specifieke te complexeren ion en de valentie daarvan en het te impregneren dragermateriaal. Uiteraard 30 is het essentieel dat het agens dat met de ionen van de actieve precursor complexeert, in combinatie met het gebruikte oplosmiddel bij verhitting niet tot een verlaging van de viscositeit aanleiding geeft. Geschikte complexerende verbindingen zijn bijvoorbeeld 35 EDTA, citroenzuur, melkzuur en dergelijke. Opgemerkt wordt, dat de toepassing van bijvoorbeeld citroenzuur 3 -1 Π 0 CIQ9 V» *5/ ‘J d·. K/ 3 -9- bij het impregneren van lichamen van dragers op zichzelf bekend is. In dit verband kan worden verwezen naar E\R. Becker en T.A. Nuttall in “Preparation of Catalysts II", B. Delmon, P. Grange en P. Jacobs en G. Poncelet, 5 eds., pag. 159-170, Elsevier, Amsterdam, 1979 en G.H. van den Berg en H.Th. Rijnten, ibidem, pag.

265-277. In dit geval voegt men evenwel het zuur toe om een inhomogene verdeling van vooral edelmetalen over aluminiumoxydelichamen te verkrijgen. Het zuur 10 vertoont competitieve adsorptie met een negatief geladen edelmetaalcomplex, zoals bijvoorbeeld hexachloro-platinazuur, waardoor het platina alleen midden in het dragerlichaam wordt afgezet. Bij deze procedure wordt in het algemeen de impregnatietijd relatief 15 kort gehouden en vindt de thermische ontleding van een complex met citroenzuur niet plaats.

*

De bij de werkwijze volgens de uitvinding toe te passen dragermaterialen zijn zulke, welke bij de heterogenekatalyse bekend zijn, Voorbeelden van 20 geschikte dragermaterialen zijn oxydische verbindingen zoals siliciumdioxyde, aluminiumoxyde, siliciumoxyde/alu-miniumoxyde, magnesiumoxyde, zircoonoxyde en titaandi-: oxyde. Voorbeelden van andere dragermaterialen zijn actieve kool en minder vaak toegepaste dragers als 25 siliciumnitride of carbiden.

De volgens de uitvinding toegepaste oplossing van een metaalcomplex waarvan de viscositeit bij· verwarming niet afneemt, kan op een aantal manieren worden verkregen. In de eerste plaats is het mogelijk 30 dat men een oplossing van de actieve component of van een verbinding van de actieve component toepast die in zodanige vorm verkeert, dat bij verdampen van het oplosmiddel de viscositeit toeneemt. Dit is in principe het geval bij verbindingen die niet 35 goed kristalliseren. Een andere mogelijkheid is toepassing van een oplossing van een verbinding van de actieve component waarvan de viscositeit zelfs toeneemt bij verwarming. Een derde mogelijkheid bestaat daarin 3 a 2 -10- dat men een stof toevoegt die zodanig op de oplossing van de actieve component inwerkt dat een hogere viscositeit bij verhitting wordt verkregen.

In het algemeen wordt de voorkeur gegeven aan 5 toepassing van een oplossing van de actieve component waaruit geen of nagenoeg geen kristallisatie(van een verbinding)van de actieve component optreedt.

Volgens een geschikte uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding kan dit worden bereikt 10 door aan de oplossing van de (precursor van de) actieve component suiker, glucose, fructose of dergelijke, goed oplosbare, slecht kristalliseerbare verbindingen toe te voegen. De concentratie van de slecht kristalliserende,, verbinding wordt zodanig gekozen dat de viscosi-15 teit van de oplossing waarmee de drager wordt geïmpregneerd niet veel hoger is dan die van de oplossing die uitsluitend de (precursor van de) actieve component bevat.

Teneinde de (precusor van de) actieve component 20 zo uniform mogelijk over het (inwendige) oppervlak van de lichamen van het dragermateriaal af te zetten is het van belang dat bij verhitting van de oplossing ;·η -11- van de actieve precursor de viscositeit zodanig toeneemt, dat geen of nagenoeg geen migratie van de actieve precursor naar het uitwendige oppervlak van het lichamen van het dragermateriaal optreedt.

5 Na verwijdering van het oplosmiddel en thermisch ontleden van het complex van de actieve verbinding bevat het op de drager afgezette materiaal meestal nog koolstofhoudende produkten. Deze kunnen bijvoorbeeld door oxydatie bij verhoogde temperatuur worden verwijderd.

10 Door de uniforme verdeling van de katalytisch actieve precursor over het oppervlak van de drager treedt bij de oxydatie bij verhoogde temperatuur geen sintering van het actieve materiaal op. Als de actieve component in een gereduceerde vorm moet worden gebruikt, kan 15 het actieve materiaal worden gereduceerd. Reductie kan met gasvormige reductiemiddelen, zoals waterstof of koolmonoxyde bij verhoogde temperaturen geschieden.

Door de waterstof/water of de koolmonoxyde/kooldioxyde verhouding in te stellen kan men de mate van reductie 20 bijvoorbeeld tot een lager oxyde of tot het overeenkomstige metaal controleren. Ook kan men bij lagere temperatuur met een opgelost reductiemiddel de reductie uitvoeren. Voorbeelden van opgeloste reductiemiddelen zijn hydrazine, hydroxylamine, lithium boorhydride 25 of natrium aluminiumhydride. Zwakkere reductiemiddelen die in opgeloste toestand kunnen worden gebruikt zijn formaldehyde, methanol of glucose.

Een groot voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is dat deze het mogelijk maakt een 30 actief materiaal met een groot specifiek oppervlak op een drager met wijde poriën en dus een goed toegankelijk oppervlak aan te brengen, zonder dat conglomeraten van kleine deeltjes van het actieve materiaal tot de aanwezigheid van nauwe poriën in het katalysatorsys-35 teem leiden. Vooral bij katalysatoren voor selectieve reacties, zoals de oxydatie van etheen tot etheenoxyde 8jT.:S32 ______£ -12- oï van methanol tot formaldehyde, is het belangrijk dat de katalysator geen nauwe poriën bevat. De relatief lange verblijftijd van het reactieprodukt in de nauwe poriën leidt tot oxydatie en vorming van ongewenste 5 produkten.

De werkwijze volgens de uitvinding is bij uitstek geschikt voor het aanbrengen van zilver op lichamen van alfa aluminiumoxyde (zoals beschreven in een gelijktijdig met de onderhavige ingediende octrooiaanvra-10 ge). In dit geval wordt tin(II) of tin(IV) via een citraat of EDTA complex onder toepassing van de werkwijze van deze uitvinding op de drager aangebracht.

De werkwijze volgens de uitvinding bewerkstelligt dat het tinoxyde dat na drogen van de geïmpregneerde 15 drager, ontleding van het complex en oxydatie van de koolstofhoudende produkten resulteert als een continue laag, welke op het aluminiumoxyde-oppervlak is afgezet. Het tinoxyde kan bijvoorbeeld met waterstof of met formaldehyde tot tin(II) oxyde worden gereduceerd. 20 Als men het vervolgens met opgeloste zilverionen laat reageren, wordt het zilver uniform en fijn verdeeld op het drageroppervlak afgezet. Omdat tinoxyde voor een uitstekende hechting van het zilver op de drager leidt, is de resulterende zilverkatalysator buitengewoon 25 thermostabiel.

Zoals eerder opgemerkt is de werkwijze volgens de uitvinding bijzonder geschikt voor het aanbrengen van (precursors van) actieve componenten uniform over het oppervlak van grote poreuze dragerlichamen.

30 Ook het inwendig oppervlak van deze lichamen wordt uniform met de actieve component bedekt. Van groot belang is dat de werkwijze tevens uitstekend geschikt is voor toepassing op grote schaal. Het is heel goed mogelijk om grote hoeveelheden dragerlichamen volgens 35 de '‘incipient wetness" methode met een oplossing van een actieve precursor te impregneren. Buitengewoon S 5 Π 2 S 9 2 ·* ···.*► -13- goede resultaten worden bereikt als de lichamen van het dragermateriaal tevoren worden geëvacueerd. Bij voorkeur geschiedt dit evacueren bij verhoogde temperatuur. Het vullen van het inwendige poriënsysteem 5 van de lichamen van het dragermateriaal verloopt dan bijzonder vlot. Ook het drogen en verhitten van de geïmpregneerde lichamen kan zonder bezwaar op grote schaal geschieden.

De werkwijze volgens de uitvinding is ook bijzon-10 der geschikt om een dragermateriaal op een speciaal gevormde structuur, zoals bijvoorbeeld een "monoliet” of honingraat ("honeycomb") structuur aan te brengen.

Deze niet poreuze structuren past men toe wegens de lage stromingsweerstand. Men moet dan een thermosta-15 biel fijn verdeeld materiaal op het oppervlak van de structuur aanbrengen; op dit thermostabiele materiaal wordt dan een katalytisch actieve component aangebracht.

Volgens de stand van de techniek doet men dit door de structuur te dompelen in een suspensie van bijvoor-20 beeld fijn tot uiterst fijn verdeeld aluminiumoxyde o f siliciumdioxyde ("dipcoating"). Vervolgens wordt de structuur op verhoogde temperatuur gehouden om de kleine deeltjes op het oppervlak van de structuur te fixeren. In deze gevallen is evenwel de dichtheid 25 der kleine deeltjes die men per dompeling kan aanbrengen gering. Vaak moet men vele malen onderdompelen om een redelijk oppervlak te krijgen. Bij de werkwijze volgens de uitvinding brengt men bijvoorbeeld een aluminiumoxalaat oplossing op de structuur aan. Als 30 men de oxalaatoplossing vooraf verhit, kan men de viscositeit daarvan zo instellen, dat voldoende van ' - de oplossing in één stap op de structuur kan worden aangebracht.

De uitvinding wordt aan de hand van de volgende 35 voorbeelden nader toegelicht.

3ϋ·:·:;52 _ ^ —* V- -14-

Voorbeeld 1 0,85 g Sn(II)oxalaat (Fluka A.G. purum) werd met 0,79 g citroenzuur (Merck p.a.) in ongeveer 15 ml gedeïoniseerd water gebracht. De pH werd met geconcen-5 treerde ammonia (25 gew.70) verhoogd tot een waarde van 5,8, waarbij de oplossing helder was. In deze oplossing is het tweewaardig tin als het citraat-complex aanwezig. Als er geen complexerend agens aanwezig is, zou bij deze pH hydrolyse van het Sn(II) 10 plaatsvinden. De oplossing werd met gedeïoniseerd water aangevuld tot een eindvolume van 21,5 ml.

Bovengenoemde oplossing werd volgens de "incipient wetness" procedure geïmpregneerd in 50,0 g alfa aluminium-oxyde tabletten (Norton SA 5525 HPC). Deze tabletten 15 zijn cylindrisch met een diameter van ca.'5 mm en een lengte van ca. 7 mm en hebben een BET oppervlak van 0,27 m2/g. De aldus behandelde tabletten werden gedurende ongeveer 30 min. gedroogd bij 120°C en bevatten op basis van Sn(0) 0,97 gew.7, Sn. Vervolgens 20 werd het BET oppervlak na 20 uur calcineren als functie van de calcineringstemperatuur gemeten. Na drogen bij 120°C was geen toeneming van het oppervlak ten opzichte van dat van het zuivere dragermaferiaal te meten. Dit duidt erop dat er nog geen ontleding 25 in het complex heeft plaatsgevonden en dat er dus nog geen Sn02 deeltjes gevormd zijn. Na het calcineren bij 500°C werd een oppervlak van 0,86 ong. 0,02 m2/g gemeten; bij 750°C 1,01 ong. 0,04 m2/g; bij 850°C 0,68 ong. 0,01 m2/g; bij 1000°C en bij 1250°C werd 30 geen toeneming van het oppervlak ten opzichte van dat van het zuivere dragermateriaal gemeten.

Bovenstaande resultaten wijzen erop dat het SnC>2 als functie van de temperatuur sintert nadat het eerst bij lage temperatuur als uiterst kleine 35 deeltjes op het Al203-oppervlak is afgezet. Dit werd bevestigd met kwikporosimetrie. Electronenmicroscopie- δ o ö.....

-15- -V* èpnamen bevestigden het bovenstaande beeld, bovendien werd met behulp van elementanalyse in de "scanning” microscoop aangetoond dat de Sn02 verdeling over de gehele tablet homogeen is. Soms werd een iets 5 hogere belading aan de buitenkant van de tablet waargenomen .

Voorbeeld 2 0,69 g Sn(II)oxalaat (Fluka A.G., purum) werd opgelost 10 in een oplossing van 60 gew.% mierezuur (Merck, "reinst").

De pH werd met geconcentreerde ammonia (25 gew.%) verhoogd tot een waarde van 3,9. Er resulteerde een oplossing met een volume van 25,6 ml. In deze oplossing is het tweewaardig tin als het Sn(HC02>3Complex aanwezig.

15 Het formiaat-ion, dat een sterkere ligande is dan het hydroxyde-ion, voorkomt hydrolyse van het tin(II).

Bovengenoemde oplossing werd volgens de "incipient wetness" procedure geïmpregneerd in 78,84 g alfa aluminiumoxyde tabletten (Norton SA 5525 HPC). Deze 20 tabletten zijn cylindrisch met een diameter van ca.

5 mm en een lengte van ca. 7 mm en hebben een BET oppervlak van 0,27 m2/g.

De aldus bereide tabletten werden gedurende ongeveer 4 uur gedroogd bij 120°C en bevatten op 25 basis van Sn(0) 0,50 gew.% Sn. Vervolgens werd het BET oppervlak na 24 uur calcineren als functie van de calcineringstemperatuur gemeten. Na drogen bij 120°C was geen toeneming van het oppervlak ten opzichte van dat van het zuivere dragermateriaal te meten.

30 Dit duidt erop, dat er nog geen ontleding van het complex heeft plaatsgevonden en dat er dus nog geen Sn02 deeltjes gevormd zijn. Na het calcineren bij 300°C werd een oppervlak van 1,82 ong. 0,06 m^ gemeten; bij 500°C 1,31 ong. 0,31 m2/g; bij 750Oc 0,88 m2/g; 35 en bij 1250°C werd geen oppervlaktetoeneming· meer waargenomen ten opzichte van het zuivere dragermateriaal.

r 3 * ^ 2 j| __ ----- -16- : Bovenstaande resultaten wijzen erop dat het

SnC>2 als functie van de temperatuur sintert nadat het eerst bij lage temperatuur als uiterst kleine deeltjes op het Al203-oppervlak is afgezet. Dit werd 5 bevestigd met kwikporosimetrie. Electronenmicroscopische opnamen bevestigden het bovenstaande beeld, bovendien werd met behulp van elementanalyse in de "scanning" microscoop aangetoond dat de SnÜ2 verdeling over de gehele tablet homogeen is. Soms werd een iets 10 hogere belading aan de buitenkant van de tablet waargenomen .

Voorbeeld 3 0. 70 g Sn(II) oxalaat (Fluka A.G. "purum") werd met 15 0,98 g EDTA in ca. 25 ml gede'i'oniseerd water gebracht.

• Met geconcentreerde ammonia werd de pH verhoogd tot een waarde van 6,0. Hierbij was de oplossing helder.

Dit wijst erop dat het tweewaardig tin een complex heeft gevormd met het EDTA, daar zonder toevoeging 20 van het EDTA hydrolyse van het tin plaatsvindt. De oplossing werd met gedeïoniseerd water aangevuld tot een eindvolume van ongeveer 31,8 ml.

Bovengenoemde oplossing werd volgens de "incipient wetness" procedure in 79,6 g alfa aluminium tabletten 25 geïmpregneerd (Norten SH 5525 HPC). Deze tabletten bestaan uit cylinders met een diameter van ca. 5 mm en eèn lenge \ran ca. 7 mm en bezitten een BET oppervlak van 0,27 mz/g. De aldus bereide tabletten werden gedurende ongeveer 16 uur bij 120°C gedroogd en bevat-30 ten op basis van Sn(0) 0,50 gew.% Sn.

Na het calcineren bij 750°C (in lucht) gedurende 24 uur werd met behulp van elementanalyse in de "scanning" electronenmicroscoop een homogene verdeling van het Sn02 over het AI2O3 waargenomen. Bij een iets hogere 35 beladiftg werd soms op de buitenkant van de tablet een wat hogere tinconcentratie waargenomen.

t\ "Ί ;*·> .Λ .J* *

1. ' « ·* » ' , J

-4¾ ' * i <rJ / ''J **✓ / ·-<* —»

Claims

1. Werkwijze voor het beladen van een dragermateriaal met een katalytisch actief materiaal of met een precursor van een katalytisch actief materiaal, met het kenmerk, dat men de drager impregneert met een oplossing 5 van een complex van de actieve component, van welke oplossing de viscositeit bij verwarming en/of verdamping van het oplosmiddel niet afneemt, vervolgens het oplosmiddel verdampt en het complex van de actieve precursor door verhitting te ontleden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men een oplossing van een complex van de actieve component gebruikt waarvan de viscositeit bij verhitting en verdampping van het oplosmiddel toeneemt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, 15 dat men een oplossing van een complex van de actieve component gebruikt waarin de kristallisatie van het vaste complex bij verhitting en verdamping van het oplosmiddel niet of traag verloopt.

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, 20 dat men de lichamen van het dragermateriaal impregneert met zoveel van de oplossing van een complex van het actieve materiaal als nodig is om het poriënvolume van de drager juist te vullen.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, 25 dat het dragermateriaal voorafgaande aan de impregnatie met de oplossing van een complex van de actieve component al dan niet bij verhoogde temperatuur wordt geëvacueerd.

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, 30 dat aan de oplossing van (de precursor van) de actieve component suiker, glucose, fructose of een dergelijke, slechts kristalliseerbare, goed oplosbare verbinding wordt toegevoegd. ·> -λ .λ < ' ‘ - . -> * ' * y ar —*· _4 V v- -18-

7 Werkwijze volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat na ontleding van het complex van de actieve component eventueel resterende koolstofhoudende produkten door oxydatie bij verhoogde temperatuur worden verwijderd. 5

8. Werkwijze volgens conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de actieve component wordt gereduceerd tot een lager waardig oxyde of tot het overeenkomstige metaal.

9. Werkwijze volgens één dér bovenstaande conclusies, met het kenmerk, dat men een fijn verdeeld, thermosta- 10 biel materiaal dat als dragermateriaal kan fungeren aanbrengt op een niet-poreuze structuur, zoals bijvoorbeeld een honingraat.

10. Gevormde voortbrengselen, verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens één of meer der conclusies 15 1-9. e M ^ 3 V O >; ·“* *· ** ·“*