176794. lajstromszámú szabadalom • Eljárás diszkontinuálisan heterodiszperz felületi ötvözetet tartalmazó, nagy redukálóképességű aluminium ötvözet előállítására
3 176794 4 gácsot) a szerveskémiai iparban használható redukálószerré lehet alakítani. Meglepő módon azt találtuk, hogy szerveskémiai redukciókhoz használható alumíniumot tudunk előállítani, ha a szokásos, bármilyen összetételű alumíniumot olyan kezelésben részesítjük, amely annak felületén diszkontinuálisan heterodiszperz felületi ötvözetet hoz létre. Ebben az esetben a termák reprodukálható redukálóképességű, és alkalmas arra, hogy segítségével számos olyan szerveskémiai redukciót hajtsunk végre, amelyet eddig a komponensek katalizátorméreg mivolta miatt nem lehetett megvalósítani. A találmány szerint úgy járunk el, hogy a kezelendő alumíniumot (előnyösen forgács, dara alakjában) kívánt esetben felületi zsírtalanítás és a felületi oxidréteg eltávolítása után, vagy azzal egy időben az alumíniumnál nagyobb (pozitívabb) normál elektródpotenciálú fém sójának — adott esetben vízzel elegyedő szerves oldószert tartalmazó — vizes oldatával hozzuk érintkezésbe. A kohászatilag előállított alumínium ötvözet különböző fémeket tartalmaz eltérő mennyiségben. A leggyakrabban előforduló ötvöző komponensek a magnézium, cink, szilícium, réz, mangán, nikkel, titán és a vas. Azt találtuk, hogy szerveskémiai redukciókhoz használható, nagy redukálóképességű alumínium nyeréséhez azok a kohászatilag előállított alumínium ötvözetek alkalmasak a leginkább, amelyek a feszültségi sorban az alumíniumnál nagyobb (pozitívabb) normál elektródpotenciálú fémeket tartalmaznak. Előnyösnek találtuk azokat a feszültségi sorban az alumíniumnál nagyobb normál elektródpotenciálú fémeket, melyek redox rendszert alkotó, különböző oxidációs fokú ionok képzésére alkalmasak. Ezek között a fémek között különösen előnyösnek találtuk a vasat. A kohászatilag előállított alumínium ötvözetben, a feszültségi sorban az alumíniumnál nagyobb normál elektródpotenciálú fémek mennyisége az aktiválás után nyert alumínium ötvözet redukálóképességének mértékét jelentősen befolyásolja. Azt találtuk, hogy vas esetében az eutektikumot alkotó menynyiségnél nagyobb, előnyösen több mint 2% vasat tartalmazó kohászatilag előállított ötvözetből célszerű kiindulni. A találmány szerinti kezelési eljárás végrehajtásához az alumínium felületén esetleg megtapadt zsíros, olajos szennyezéseket először el kell távolítani. Ezt akár szerves oldószerekkel, akár zsíroldó hatású felületaktív anyagokat tartalmazó vizes oldattal végezhetjük. A diszkontinuálisan heterodiszperz felületi ötvözet kialakítását ilyen zsírmentes felületű alumíniumon végezzük. Mint ismeretes, az alumínium felületén a légköri oxigén és nedvesség hatására egy egybefüggő oxid réteg alakul ki, amely a fémet a további oxidációtól megvédi. Ez az oxid réteg ha vastag, elzárhatja az alumíniumot a találmány szerinti eljárás során alkalmazott reagensektől is. A vastag oxidréteg eltávolításáról ezért gondoskodni kell. Vékony rétegeket gyengén lúgos, vagy savas kémhatású, az alumíniumnál nagyobb (pozitívabb) normál elektródpotenciálú fémet tartalmazó só vizes, vagy víz és egy vízzel elegyedő oldószer elegyével készített oldatával végzett találmány szerinti kezelési eljárással a diszkontinuálisan heterodiszperz felületi ötvözet kialakításával egyidejűleg el lehet távolítani. Vastagabb oxidrétegek esetén vagy a kezelő oldat savasságát, illetve lúgosságát kell növelni, vagy megfelelő adalékok, mint például alkálifém-fluoridok, felhasználásával kell elősegíteni az oxid réteg feloldódását. Eljárhatunk azonban úgy is, hogy lúgos vagy savas kezeléssel előzőleg eltávolítjuk az oxid réteget, és a tulajdonképpeni találmány szerinti kezelést csak ezt követően végezzük el. Egész vékony oxid rétegek eltávolítására sok esetben az alumíniumnál nagyobb (pozitívabb) normál elektródpotenciálú fém sójának a vízben való oldás során fellépő hidrolízisekor keletkező sav is elegendő. A találmány szerinti eljárás során a diszkontinuálisan heterodiszperz felületi ötvözetet lényegében véve cserebomlási reakcióval hozzuk létre. Ennek végrehajtására az — adott esetben a fentiek szerinti előkezelt — alumíniumot az alumíniumnál nagyobb (pozitívabb) normál elektródpotenciálú fém sójának adott esetben vízzel elegyedő szerves oldószert tartalmazó vizes oldatával hozzuk érintkezésbe. A kezelést végrehajthatjuk akár olyan oldatokkal, amelyek elkészítésekor az egyes komponenseket egyszerűen csak összemértük, akár olyanokkal, amelyek úgy készültek, hogy az alumíniumnál nagyobb (pozitívabb) normál elektródpotenciálú fémeket ötvözőelemként tartalmazó alumíniumot valamilyen savban vagy lúgban oldunk. Ebben az esetben az ötvözőelemek is oldatba mennek, majd diszkontinuálisan heterodiszperz felületű ötvözet keletkezése közben plakkok (elkülönült foltok, pontszerű lerakódások) alakjában kiválnak az alumínium felületére. Magától értetődően mindkét esetben ugyanaz a szerkezet jön létre. Azt találtuk, hogy minél szennyezettebb, azaz minél több ötvöző elemet tartalmaz a kiindulási alumínium, annál könnyebben történik a találmány szerinti kezelés során a diszkontinuális heterodiszperz felületi ötvözet kialakulása, és megfordítva, a tiszta alumíniumon lassabban alakulnak ki a felületi ötvözet foltok. A találmány szerinti kezelés történhet savas, lúgos vagy semleges oldatban, amely oldat oldószerként vizet, vagy kívánt esetben vizet és egy vízzel elegyedő szerves oldószert tartalmaz. Az oldat fémion-koncentrációjának nincs számottevő hatása a kialakult termékre. Hígabb oldatból kevés, kis méretű ötvözet folt válik le, míg töményebb oldatokból a kicementálódott alumíniumnál nagyobb normál elektródpotenciálú fém egy része nem tapad meg az alumínium felületén, és így nem vesz részt a diszkontinuálisan heterodiszperz felületi ötvözet kialakításában. A kezelésre használt oldat kívánt esetben vízzel elegyedő szerves oldószert is tartalmazhat. A szerves oldószer a cserebomlási reakciót lassítja, így elősegíti az egyenletesebb felületi ötvözet réteg kialakulását. Lehetőséget biztosít arra, hogy az alumíniumnál nagyobb normál elektródpotenciálú fém ionjai eljussanak az alumínium „árnyékolt” felületeire is, és így azokon is létrehozzák a találmány szerinti felületi ötvözetet. Ilyen vízzel elegyedő szerves oldószerek például a rövidszénláncú alkanolok, ketonok, éterek, észterek, a szerves szulfoxidok, savamidok stb. lehetnek. Az alumíniumnál nagyobb (pozitívabb) normál elektródpotenciálú fém sójaként gyakorlatilag bármely ilyen fémsó megfelel. Praktikus szempontok miatt azonban elsősorban a vas, a réz, az ezüst, a palládium és a cink sóit nevezzük meg. A sók anionja általában halogenid-, szulfát- vagy foszfát-anion lehet, de nincs akadálya annak sem, hogy sóként nitrátokat vagy egyéb anionokat tartalmazó sókat használjunk. Amfoter fémek esetében 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
