NO852979L - Fremgangsmaate ved fremstilling av katalytisk virksomme, glassaktig stivnede metaller. - Google Patents

Fremgangsmaate ved fremstilling av katalytisk virksomme, glassaktig stivnede metaller.

Info

Publication number
NO852979L
NO852979L NO852979A NO852979A NO852979L NO 852979 L NO852979 L NO 852979L NO 852979 A NO852979 A NO 852979A NO 852979 A NO852979 A NO 852979A NO 852979 L NO852979 L NO 852979L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
catalytically active
glassy
glassy solidified
formula
solidified metals
Prior art date
Application number
NO852979A
Other languages
English (en)
Inventor
Volker Franzen
Hans-Joachim Guentherodt
Alphons Baiker
Erich Armbruster
Halim Baris
Original Assignee
Lonza Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lonza Ag filed Critical Lonza Ag
Publication of NO852979L publication Critical patent/NO852979L/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72Copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74Iron group metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/88Molybdenum
    • B01J23/881Molybdenum and iron
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/02Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation
    • C07C5/03Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/22Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
    • C07C5/2206Catalytic processes not covered by C07C5/23 - C07C5/31
    • C07C5/226Catalytic processes not covered by C07C5/23 - C07C5/31 with metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/02Amorphous alloys with iron as the major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/04Amorphous alloys with nickel or cobalt as the major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/10Amorphous alloys with molybdenum, tungsten, niobium, tantalum, titanium, or zirconium or Hf as the major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2521/00Catalysts comprising the elements, oxides or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium or hafnium
    • C07C2521/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/20Vanadium, niobium or tantalum
    • C07C2523/22Vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals of the platinum group metals
    • C07C2523/42Platinum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals of the platinum group metals
    • C07C2523/44Palladium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/72Copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals
    • C07C2523/745Iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals
    • C07C2523/75Cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals
    • C07C2523/755Nickel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

Det er kjent at visse amorfe metall-legeringer katalyserer hydrogeneringsreaksjoner, f.eks. av cykloheksenderivater (G.V. Smithet al, J. of Catalysis 8_3 (1983) 238) eller karbonmonoksyd (Fisher-Tropsch-reaksjon) (A. Yokoyama et al, Chemistry Letters 1983, 195).
Den katalytiske tilstand skal bero på metallenes amorfe tilstand. Det er imidlertid også beskrevet at ved systemet PdgQSi2Qbestår ingen signifikante forskjeller med hensyn til selektivitet ved hydrogeneringsreaksjoner mellom amorf og krystallinsk tilstand (B. Giessen et al, Mater.Res.Soc.Symp.Proe., Band 18, 1982, 255).
Det må påpekes at i foreliggende termominologi skal glassaktig størknede metaller ha samme betydning som amorfe metaller.
Ved de fleste undersøkelser er overflate og ordningstil-stand hos katalysatorene som består av amorfe metaller ikke tilstrekkelig undersøkt, slik at sammenligningen mellom amorft og krystallinsk system er utillatelig. Det har f.eks. vist seg at den katalytiske virkning ikke lar seg utlede på grunn av manglen-de kjennskap til sammenhengene mellom amorft og krystallinsk system.
Oppgaven for foreliggende oppfinnelse var å beskrive en ny fremgangsmåte ved fremstilling av katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller, i de nye katalysatorer som fremstiltes ved fremgangsmåten og anvendelsen av disse.
De katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller lar seg fremstille ved en fremgangsmåte ifølge krav 14.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omvandlet de glassaktige størknede metaller seg slik at omvandlingsproduktene, hvis natur ikke kan beskrives nøyaktig, viser uventet katalytisk virkning. Muligens foreligger amorfe og krystallinske områder ved siden av hverandre i høydisperse former. Videre er det be-merkelsesverdig at sammensetningen til overflatene mange ganger ikke er den samme som massens.
Ut fra amorfe legeringer lar katalysatorer seg fremstille ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, hvilke ikke kunne oppnås ved de tidligere kjente metoder og fremgangsmåter for katalysatorfremstilling eller fra de tilsvarende krystallinske legeringer.
Fordelen ved å benytte amorfe metaller som utgangsmateria- ler for fremstilling av katalysatorer ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består blant annet i at metallene er meget høydis-perst fordelt i amorf tilstand; det kan være aggregeringer av bare få atomer. Ved denne tidligere anvendte fremgangsmåte for katalysatorfremstilling er det riktignok oppnådd store frem-skritt med hensyn til dispergeringsgrad, men ingen av de indust-rielt benyttede fremgangsmåter fører til lignende høy disper-sjonsgrad som ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse.
Ifølge oppfinnelsen inneholder de katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller minst et element fra sidegruppene i det periodiske system og minst et element fra hovedgruppene i det periodiske system. Til hovedgruppene regnes i foreliggende tilfelle også elementene fra gruppe V A.
De ifølge oppfinnelsen glassaktige størknede metaller kan inneholde minst et element fra gruppe IV A i det periodiske system og minst et element fra gruppe I B, gruppe V A eller gruppe VIII i det periodiske system. Fortrinnsvis anvendes fra gruppe IV elementet Ti og spesielt Zr, fra gruppe I B elementet Cu,
fra gruppe V A elementet V (Vanadium) og fra gruppe VIII elementene Co, Ni, Pd og spesielt Fe.
Gruppeangivelsene fra det periodiske system i teksten og
i kravene 1 og 15 bygger på tabellen "Das periodische System der Elemente" fra "Rompps Chemie-Lexikon", bind 4, 7. utgave 1974, side 2557.
Egnede glassaktige størknede metaller kan inneholde Zr og Fe, Ti og Fe, Zr og Cu, Ti og Cu, Zr og V, Ti og V, Zr og Ni eller Ti og Ni, fortrinnsvis består de av metaller med formelen Fe^Zrg, med formelen Fe^Ti^, med formelen Fe24Zr^6, med formelen Fe2^Ti^g, med formelen Ni2^Zryg ellerNi2^Tiyg, med
formelen Cu-,„Zr-,n eller Cu7nTion, med formelen V-,cZrc/1eller med
70 30 70 30 36 64
formelen Ni, .Zr-.^ eller Ni,.Ti,,.
64 36 64 36
De ifølge oppfinnelsen glassaktige størknede metaller er amorfe metall-legeringer med uordnet struktur, som ikke befin-ner seg i termodynamisk likevekt. Glassaktige størknede metaller har tendens til rekrystallisering, når reaksjonstemperaturen til den katalytiske omsetning ligger over glassomvandlingstempe-raturen. Gjennom legeringsbestanddeler opp til 5 atom%, f.eks. molybden eller wolfram, lar imidlertid glassomvandlingstempera-turen seg nedsette så langt at en stabilisering av den egentlige katalysator oppnås uten at dens aktivitet påvirkes av for meget.
Stabiliserte, glassaktig størknede metaller kan f.eks. be-stå av Zr eller Ti, Fe og Mo, fortrinnsvis med formel (Fe91-Zr9)95-Mo5 eller (Fe91Tig)95"Mo5.
De katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller
kan anvendes som sådanne som katalysator, da de i mange tilfeller aktiverer seg selv, delvis under økning av overflaten, og et eksempel på et slikt metall har formelen Fe91Zr9 eller Fe^ Tig.
For forskjellig glassaktig størknede metaller innenfor ram-men av oppfinnelsen, f.eks. Ni^Zr^<g>eller Nl^ ^Ti , kan det imidlertid også være hensiktsmessig å foreta en katalysator-aktivering. Slike katalysatoraktiveringer omfatter fremgangsmåter såsom behandling med syrer, hensiktsmessig fortynnede syrer, fortrinnsvis vandig HNO^, for å fjerne oksydsjikt og etterfølgende behandling med oksygen og så med hydrogen. Akti-veringen består følgelig i en behandling i oksyderende atmosfære og etterfølgende behandling i reduserende atmosfære. Avhengig av det tilsiktede anvendelsesformål kan behandlingen også fore-tas omvendt.
De glassaktige størknede, altså amorfe metaller ifølge oppfinnelsen er også egnet som utgangsprodukter for katalysatorer uten bærer. Man kan f.eks. omvandle en av fasene med kjemisk omsetning slik at den virker som en bærer på vanlig måte. Som mulig ulempe må likeledes nevnes en mindre spesifikk overflate som stammer fra de forskjellige fremstillingsmetoder.
De glassaktige størknede metaller kan fremstilles på i og for seg kjent måte. For eksempel ved smelte-spinn-metoden, som flate eller adskilte blader eller etter Splat-cooling-metoden.
Det har imidlertid vist seg at båndene som oppnås ved smelte-spinn-metoden også lett kan findeles ved lavere temperatur og også anvendes i pulverform. Amorfe metaller lar seg også imidlertid fremstille direkte som pulver. Fra bånd eller folier av amorfe metaller kan det også fremstilles formede lege-mer, f.eks. kolonnefyllegemer, som så aktiviseres til katalysator og anvendes som sådanne.
En rekke tilfeller, f.eks. ved Cu7QZr30 eller Cu7QTi30, viser katalysatorer av amorfe metaller aktivitet allerede ved lavere temperaturer enn de tilsvarende katalysatorer basert på krystallinsk utgangsmateriale. Viktig er det at reaksjons temperaturen er tilstrekkelig lavere enn glassomvandlingstempe-raturen til det metalliske glass.
De glassaktige størknede metaller med formel Cu-^Zr^Q kan aktiveres i hydrogenstrøm og egner seg da som hydrogeneringskatalysator, f.eks. for hydrogenering av 1,3-butadien. For denne reaksjonen er det fordelaktig å redusere det glassaktige størknede metall med formelen Cu-^Zr^g i ca. 2 til 8 timer ved 160 til 240°C i hydrogenstrøm. Under hydreringen må et forhold av butadien til hydrogen på 2:1 til 1:1 og en temperatur på 90 til 200°C, fortrinnsvis 95 til 130°C overholdes.
De ifølge oppfinnelsen fremstilte katalysatorer av glassaktige størknede metaller egner seg for hydrogeneringsreaksjoner, f.eks. syntesen av ammoniak ut fra hydrogen og nitrogen, av hydrokarboner ut fra olefiner eller hydrogenering av nitroaro-mater, for katalytiske oksydasjoner, f.eks. av cyklisk hydro-karbon såsom toluen og isomeriseringer, f.eks. metylcyklopentan.
Eksempel 1
Syntese av ammoniak ut fra nitrogen og hydrogen.
Til omsetningen anvendte man en gassomsetning av 75% hydrogen og 25% nitrogen. Gassblandingen var fri for karbonmonoksyd. Trykket var 9 bar. I en mikrokontinuerlig reaktor fylte man 2 g katalysator, katalysatorsjiktes lengde var 20 mm, gjennomløps-mengden lå mellom 20 og 200 mikromol pr. sek.
En nikkelzirkonkatalysator fremstilt på vanlig måte viser ingen virkning under betingelsene. Under likevektsomsetning er den normerte omsetning pr. kontakttid på overflatene av utgangs-materialene (= gjennomsnittlig oppholdstid av et gassmolekyl i kontaktvolumet) angitt. Halder-TopsSe-katalysatoren er ømfint-ligere overfor oksygen enn Fe^^Zr^-glass.
Eksempel 2
Syntese av ammoniak.
Omsetningen ble utført i en integralreaktor av rustfritt stål (40 cm lengde, 1,5 cm tverrsnitt) med rensede gasser. Analyse av reaksjonsproduktene ved hjelp av IR-gassanalysator. Trykket var 4 bar, totalgassgjennomløpet 30 til 40 ml^.min ^ katalysatormengde 8 til 10 g. Båndene av amorft metall ble befridd for fett og skåret i stykker på 1 til 2 cm lengde.
At det foreligger vekselvirkninger mellom metallene i den egentlige virksomme katalysator vises i sammenligningen av om-setningstallene for ammoniaksyntesen ved systemet jern-zirkon. Mens rent jern ikke gir noen aktiv katalysator ved 350°C, danner Fe^Zr^-^- og<Fe>2^Zr7g-glass aktive katalysatorer. Mens Fe^-^Zr^ er aktivere enn Fe2^Zr^g ved 400°C, overgår Fe2^Zr^g ved høyere temperaturer aktiviteten til Feg-^Zr^. Mulighetene for å oppnå meget aktive katalytiske systemer gjennom amorfe metaller er meget mangfoldige.
Eksempel 3
Hydrogenering av etylen.
Undersøkelsen ble utført i en sirkulasjonsreaktor, produk-tene analysert ved hjelp av gasskromatografi. De amorfe metallene ble anvendt som strimler med ca. 1 cm lengde etter at de var befridd for fett. Reaksjonsblandingen besto av etylen og hydrogen.
Amorft Nig^Zr^g ble først behandlet med fortynnet saltpeter-syre, så med oksygen og deretter med hydrogen. Etter denne for-behandlingen viste metallet katalytisk aktivitet.
Feg-^Zrg-glass viste heller ikke etter forbehandling noen aktivitet. CUygZr^Q-glass viste ved behandling med hydrogen en tydelig økning av overflaten og fremragende katalytisk aktivitet.
Med amorft Cu^Zr^Qmåltes etter aktivering ved 200°C i 24 minutter parallel kvantitativ omsetning. I den samme tid var omsetningen ved 80°C allerede 40%.
Forskjellen mellom amorft og krystallinsk utgangsmateriale viste seg spesielt tydelig ved hydrogenering av etylen ved hjelp av Cu^gZr^Q. Bare det amorfe utgangsmaterialet ga en aktiv katalysator.
Eksempel 4
Oksydasjon av toluen.
Omsetningen ble utført i en mikropulsreaktor ved 300°C. Reaktoren ble belagt med 2 g amorft ^ 26Zr6A som f°ru*~ kle behandlet med fortynnet HNO-j. En luftstrøm ble mettet med toluen og sendt gjennom mikropulsreaktoren. Etter to timer var katalysatoren aktivert, og pr. gjennomløp ble 12,5% av den innsendte toluenmengde oksydert til benzosyre.
Under samme betingelse ga en v^O^-katalysator på Si02en omsetning på 8,9%.
Eksempel 5
Hydrogenering av 1,3-butadien.
Reaksjonen ble utført i en satssirkulasjonsreaktor og pro-duktene som besto av 1-buten, cis-2-buten, trans-2-buten og butan ble analysert ved hjelp av gasskromatografi.
Amorfe og krystallinske prøver med sammensetning Cu^qZt^q ble redusert 4 timer ved 200 C i hydrogenstrøm. Denne for-behandlingen ga ved den amorfe prøve en forstørrelse av overflaten fra 0,015 m 2 /g til 0,56 m 2/g, mens overflaten til den krystallinske prøve forble uforandret på 0,008 m 2/g.
For å kunne sammenligne aktiviteten til disse prøvene, valgtes slike katalysatormengder at det forelå like store over-flater i reaktoren. Disse forsøkene under identiske forsøks-betingelser (T = 130°C, p = 0,8 bar, butadien:H2= 1:1) viser tydelig at amorft Cu^Zr^ var meget aktivere enn den tilsvarende krystallinske prøve.
Med den amorfe prøven ble selektiviteten med hensyn til buten nærmere undersøkt, ved 90% omsetning var selektiviteten ved 130°C 75% og ved 95°C 96%.
Eksempel 6
Selektiv hydrogenering av butadien.
Diener, spesielt 1,3-butadien, forårsaker deaktivering av katalysatoren ved hydroformyleringen og danner polymerer ved cracking-operasjoner. Derfor bør de fjernes fra olefinene. 4 g amorft Cu^^Zr^g ble anvendt som katalysator ifølge eksempel 5. Hydrogeneringen av blandingen med sammensetningen: 73% 1-buten, 24% cis-2-buten og 3% 1,3-butadien ble undersøkt ved forskjellige temperaturer. Ved temperaturer høyere enn 90"C ble også olefinene hydrogenert, og det oppstod en stor mengde butan. Ved 75°C ble butadien hydrogenert selektivt og produktfordelingen etter en reaksjonstid på 80 min. består av: 1,63% butan, 1,35% trans-2-buten, 22,6% cis-2-buten, 74,41% 1-buten og 0,0% butadien.
Hydrogenkonsentrasjonen var derunder 2 til 4 ganger større enn butadienkonsentrasjonen. I dette området hadde hydrogen-konsentras jonen ingen stor innflytelse på selektiviteten. Den selektive hydrogeneringen av butadien i blandingen av etylen og butadien fant også sted ved lavere temperaturer. Reaksjonstemperaturen på 75°C muliggjorde hydrogeneringen av butadien med 93% selektivitet av butadien, og etylen ble derunder overhodet ikke hydrogenert. Høyere temperaturer bevirket imidlertid også hydrogenering av etylen.

Claims (25)

1. Katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller, karakterisert ved de inneholder minst et element fra sidegruppen i det periodiske system og minst et element fra hovedgruppene i det periodiske system.
2. Katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller, karakterisert ved at de inneholder minst et element fra gruppe IV A i det periodiske system og minst et element fra gruppe I B, gruppe V A eller gruppe VIII i det periodiske system.
3. Katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller ifølge krav 2, karakterisert ved at det inneholder Ti eller Zr og Cu eller V eller Fe, Co, Ni, Pd eller Pt.
4. Katalytisk virksommme, glassaktige størknede metaller ifølge krav 2 og 3, karakterisert ved at det inneholder Zr eller Ti og Fe.
5. Katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller ifølge krav 2 og 3, karakterisert ved at det inneholder Zr eller Ti og Cu.
6. Katalytisk virksommme, glassaktige størknede metaller ifølge krav 2 og 3, karakterisert ved at de består av Zr eller Ti og Fe og Mo, fortrinnsvis med formel (Fe^Zr^) ^^.-Mo^ eller (Fe^Tig) 95"Mo5 .
7. Katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller ifølge krav 2, 3 og 44, karakterisert ved at de har formelen Fe^Z r <g> eller Fe^ Tig.
8. Katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller ifølge krav 2, 3 og 4, karakterisert ved at de har formelen Fen .Zrir eller Fe0 .Ti_,. 24 76 24 76
9. Katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller ifølge krav 2, 3 og 4, karakterisert ved at de har formelen Ni2 4 <Z> r^6 eller Ni24 Ti7( ..
10. Katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller ifølge krav 1, 2 og 5, karakterisert ved at de har formelen Cu7Q Zr30 eller Cu^ Ti^ .
11. Katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller ifølge krav 2, 3 og 5, karakterisert ved at de har formelen Cu^Zr^Q, aktivert i hydrogenstrøm.
12. Katalytisk virksomme , glassaktige størknede metaller ifølge krav 2 og 3, karakterisert ved at de har formelen Ni,.Zr.,, eller Ni,.Ti0 ,. 64 36 64 36
13. Katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller ifølge krav 2 og 3, karakterisert ved at de har formelen V36 Zr64 eller V36 Ti64 -
14. Fremgangsmåte ved fremstilling av katalytisk virksomme, glassaktige størknede metaller ifølge krav 1, karakterisert ved at glassaktige størknede metaller fra minst et element fra sidegruppene i det periodiske system og minst et element fra hovedgruppene i det periodiske system fremstilles og aktiveres gjennom selvaktivering eller gjennom en oksydativ og/eller reduktiv behandling.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at det glassaktige størknede metall inneholder et element fra gruppen IV A i det periodiske system og minst et element fra gruppe I B, gruppe V A eller gruppe VIII i det periodiske system.
16. Fremgangsmåte ifølge krav 14 og 15, karakterisert ved at det glassaktige størknede metall inneholder Ti eller Zr og Cu eller V eller Fe, Co, Ni, Pd eller Pt.
17. Fremgangsmåte ifølge krav 14 til 17, karakterisert ved at det glassaktige størknede metall består av Fe^ Zr^ eller <Fe>^ Tig eller av (Feg-^Zrg) g^-Mo^ eller (Feg-^ig) g,--Mo5 eller av Fe24 Zr7 g eller Fe24 Ti7 g eller N <i>24 Zr7 g eller Ni^ Zr^ g eller Ni24 Ti7 g eller Ni^Ti^g og aktiveres gjennom selvaktivering ved ammoniak, hydrogen og/eller nitrogen ved ammoniaksyntesen.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 14 til 16, karakterisert ved at det glassaktige størknede metall består av Cu^Z r-^ Q og aktiveres med hydrogen og anvendes som hydrogeneringskatalysator for hydrogeneringen av 1,3- butadien.
19. Fremgangsmåte ifølge krav 14 til 16, karakterisert ved at det glassaktige størknede metall består av Cu__Zr,n eller Cu_,„Ti..n og aktiveres gjennom 70 30 70 30 ■ behandling med en syre, fortrinnsvis HNO^ , deretter med oksygen og så med hydrogen og anvendes som hydrogeneringskatalysator.
20. Fremgangsmåte ifølge krav 14 til 16, karakterisert ved at det glassaktige størknede metall består av V3 gZr64 eller ^ 26^^ 64°9 aktiveres gjennom behandling med en fri syre, fortrinnsvis HNO^ og anvendes for oksydasjon av sykliske hydrokarboner.
21. Anvendelse av de katalytisk virksomme, glassaktige størk-nede metaller ifølge krav 1, som hydrogenerings-, oksyderings- eller isomeriseringskatalysator.
22. Anvendelse av de katalytisk virksomme, glassaktige størk-nede metaller ifølge krav 1, som katalysator for syn tese av ammoniak ut fra nitrogen og hydrogen.
23. Anvendelse av de katalytisk virksomme, glassaktige størk-nede metaller ifølge krav 1, for hydrogeneringen av olefiner.
24. Anvendelse av de katalytisk virksomme, glassaktige størk-nede metaller, ifølge krav 1, for oksydasjon av cykliske hydrokarboner.
25. Anvendelse av de katalytisk virksomme, glassaktige størk-nede metaller ifølge krav 1, som katalysator for isomerisering av hydrokarboner.
NO852979A 1984-07-27 1985-07-26 Fremgangsmaate ved fremstilling av katalytisk virksomme, glassaktig stivnede metaller. NO852979L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH3679/84A CH660130A5 (de) 1984-07-27 1984-07-27 Verfahren zur herstellung von katalytisch wirksamen, glasig erstarrten metallen.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO852979L true NO852979L (no) 1986-01-28

Family

ID=4261179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO852979A NO852979L (no) 1984-07-27 1985-07-26 Fremgangsmaate ved fremstilling av katalytisk virksomme, glassaktig stivnede metaller.

Country Status (11)

Country Link
US (3) US4735789A (no)
EP (1) EP0173088B1 (no)
JP (1) JPS6135852A (no)
AT (1) ATE75420T1 (no)
CA (1) CA1262718A (no)
CH (1) CH660130A5 (no)
DD (1) DD239347A5 (no)
DE (1) DE3585933D1 (no)
DK (1) DK341085A (no)
NO (1) NO852979L (no)
SU (1) SU1402246A3 (no)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH670250A5 (no) * 1986-11-05 1989-05-31 Lonza Ag
JPS6434443A (en) * 1987-07-14 1989-02-03 Lonza Ag Catalyst for oxidizing carbon compound
JPH0824845B2 (ja) * 1989-05-11 1996-03-13 健 増本 水素酸化用合金触媒
US5112388A (en) * 1989-08-22 1992-05-12 Hydro-Quebec Process for making nanocrystalline metallic alloy powders by high energy mechanical alloying
JP2572142B2 (ja) * 1990-02-28 1997-01-16 功二 橋本 二酸化炭素変換用アモルファス合金触媒
JPH084746B2 (ja) * 1990-02-28 1996-01-24 功二 橋本 フロン分解用アモルファス合金触媒
US5384203A (en) * 1993-02-05 1995-01-24 Yale University Foam metallic glass
JPH07163879A (ja) * 1993-09-29 1995-06-27 Takeshi Masumoto Ti−Cu系合金触媒材料及びその製造方法
ID18866A (id) * 1996-11-11 1998-05-14 Hoffmann La Roche Hidrogenasi katalitik
CN101747160B (zh) * 2008-11-28 2013-06-05 中国石油化工股份有限公司 一种由合成气制备甲醇、二甲醚和低碳烯烃的方法
MY170937A (en) 2011-09-27 2019-09-19 Dow Global Technologies Llc Nonionic surfactants for enhanced crude oil recovery
US20200303748A1 (en) * 2017-04-24 2020-09-24 University Of North Texas Nanomanufacturing of metallic glasses for energy conversion and storage
US11298690B2 (en) * 2019-06-21 2022-04-12 City University Of Hong Kong Catalyst and a wastewater treatment method

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US670775A (en) * 1899-12-15 1901-03-26 Harleston Corbett Gesner Process of making alloys of iron and hydrogen.
US1735763A (en) * 1927-08-08 1929-11-12 Selden Co Catalytic oxidation of organic compounds
US2744062A (en) * 1952-05-15 1956-05-01 Birmingham Small Arms Co Ltd Production of metallic powders
GB996987A (en) * 1962-07-03 1965-06-30 British Aluminium Co Ltd Improvements in or relating to methods of breaking up sintered compacted metal bodies
US3376107A (en) * 1963-10-10 1968-04-02 Oka Akira Stoichiometric transition metal hydrides
US3363846A (en) * 1965-12-16 1968-01-16 Nuclear Materials & Equipment Method of and apparatus for producing small particles
US3856513A (en) * 1972-12-26 1974-12-24 Allied Chem Novel amorphous metals and amorphous metal articles
US3876557A (en) * 1973-06-29 1975-04-08 Jackie Lou Bland Metallic catalyst
US3872836A (en) * 1973-09-18 1975-03-25 Foster Wheeler Corp Coal-fired generator of medium to large capacity
GB1505841A (en) * 1974-01-12 1978-03-30 Watanabe H Iron-chromium amorphous alloys
US3992476A (en) * 1974-06-19 1976-11-16 Universal Oil Products Company Paraffin isomerizaton with a catalytic composite of platinum or palladium metal, rhodium metal, tin oxide, halogen and alumina carrier
US3989517A (en) * 1974-10-30 1976-11-02 Allied Chemical Corporation Titanium-beryllium base amorphous alloys
US3981722A (en) * 1974-10-31 1976-09-21 Allied Chemical Corporation Amorphous alloys in the U-Cr-V system
US4018839A (en) * 1975-06-06 1977-04-19 Uop Inc. Hydrocarbon isomerization process
DE2555131C2 (de) * 1975-12-08 1986-05-07 Eumann, Hanns-Heinz, 7034 Gärtringen Ionenaustauschfilter
IL54012A (en) * 1977-02-14 1980-10-26 Oezyagcilar Mehmet N Catalytic synthesis of methane and other hydrocarbons and alcohols from carbon oxides with an irontitanium alloy catalyst
US4179581A (en) * 1977-04-18 1979-12-18 Uop Inc. Paraffinic hydrocarbon isomerization process
US4197146A (en) * 1978-10-24 1980-04-08 General Electric Company Molded amorphous metal electrical magnetic components
US4201837A (en) * 1978-11-16 1980-05-06 General Electric Company Bonded amorphous metal electromagnetic components
US4300946A (en) * 1979-05-17 1981-11-17 Billings Energy Corporation Granulating and activating metal to form metal hydride
US4304593A (en) * 1979-11-14 1981-12-08 Allied Chemical Corporation Embrittling of glass alloys by hydrogen charging
EP0034403A1 (en) * 1980-01-17 1981-08-26 The University of South Carolina Method of making ammonia
FR2482953A1 (fr) * 1980-05-22 1981-11-27 Inst Francais Du Petrole Procede d'hydrogenation selective d'une di-olefine dans un melange d'hydrocarbures renfermant au moins 4 atomes de carbone et contenant une olefine -a
JPS6046186B2 (ja) * 1981-06-03 1985-10-15 東ソー株式会社 非晶質金属表面の活性化方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6135852A (ja) 1986-02-20
EP0173088A3 (en) 1988-01-07
CH660130A5 (de) 1987-03-31
CA1262718A (en) 1989-11-07
DE3585933D1 (de) 1992-06-04
US4939296A (en) 1990-07-03
DD239347A5 (de) 1986-09-24
US4735789A (en) 1988-04-05
EP0173088A2 (de) 1986-03-05
SU1402246A3 (ru) 1988-06-07
DK341085D0 (da) 1985-07-26
ATE75420T1 (de) 1992-05-15
DK341085A (da) 1986-01-28
EP0173088B1 (de) 1992-04-29
US4727202A (en) 1988-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8338654B2 (en) Hydrogenation process using catalyst comprising ordered intermetallic compound
EP2197819B1 (en) Use of a mixture of an ordered intermetallic compound and an inert material as a catalyst and corresponding hydrogenation processes
US3243387A (en) Palladium-silver-iron oxide on alphaalumina catalyst composition for the selective hydrogenation of acetylene
EP0120798B1 (fr) Catalyseurs de reformage à base de carbures de tungstène et de molybdène, et leur méthode d&#39;utilisation
NO852979L (no) Fremgangsmaate ved fremstilling av katalytisk virksomme, glassaktig stivnede metaller.
Martin et al. Modification of the catalytic activity of Ni/SiO2 in ethane hydrogenolysis, benzene and co hydrogenation by reduction at high temperatures and restoration by O2− H2 treatments
CN1066425C (zh) 催化氢化
EP2419232B1 (en) Hydrogenation process using ordered cobalt-aluminum and iron-aluminum intermetallic compounds as hydrogenation catalysts
Lamartine et al. Organic Solid Hydrogenation-Hydrogen Spill-Over
CN116212858B (zh) 一种抗co毒化的炔烃加氢制烯烃单原子催化剂及其制备方法
SU1187868A1 (ru) Способ приготовлени катализатора дл гидрогенизации углеводородов
Joshi et al. Influence of physico-chemical parameters on n-hexane dehydrocyclization over Pt/LTL zeolites
CA1292977C (en) Oxidation of hydrocarbons with v-zr or v-ti catalyst
JPH0811183B2 (ja) 選択的水素添加用触媒
CN117983261A (zh) 一种用于环己烷脱氢制备苯的催化剂及其制备方法和应用
WO1994025155A1 (en) Multimetal catalyst