162281. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy aktivítású fém-váz katalizátorok előállítására

3 162281 4 a hagyományos eljáráshoz viszonyítva, lényegesen kisebb ,térfogatü edényzetre van szükség és a folyamat kézbentarthatósága is egyszerű, mert ez a lépés már alig exoterm és a habképződés is minimális. 5 A találmány szerinti eljárás foganatosítására az alábbi kiviteli példákat adjuk meg. Érthető, hogy - az irodalom tanúsága szerint - a; variációk tucatjait próbálták ki ezen a területen, de'ezekre' kivétel nélkül az jellemző, hogy már az első lépésben az ötvözet súlyára számított legalább három-négyszeres súlyú vizes lúgos használtak, de ez a mennyiség egyes esetekben 8-12-szeres. A találmány célja az ismert eljárások módosítása és olyan •ljárás biztosítása, amellyel azonos kémiai összetételű és szemcsenagyságú ötvözetből kiindulva diszperzebb és aktívabb katalizátor állítható elő, mint az eddig ismertekkel. A találmány alapja az a felismerés, hogy ha a szokásos kilúgozás elé újabb műveletet iktatunk, melyre jellemzők, hogy az ötvözetet súlyára számítva kismennyiségű és híg lúg oldattal bontjuk meg, a katalitikusan aktív fémet diszperzebb és a kereskedelmi forgalomban lévőknél katalitikusan aktívabb formában kapjuk. A találmány eljárás nagy aktivitású váz-katalizátorok előállítására, mely abban áll, hogy az ötvözetport sajátsúlyára számítva 0,1-1,5-szeres súly mennyiségű híg alkálivagy földalkáli-hidroxid és/vagy karbonát és/vagy ammónium-hidroxid és/vagy -karbonát oldattal homogenizáljuk, célszerűen olyan mennyiséggel, hogy szuszpenzió még ne képződjék, s ezt a térfogatot a bontás befejeztéig fenntartjuk. Az ötvözetpor szemcse finomságától és a kioldandó fém milyenségétől (pl. AI, Si, Mg, Zn vagy ezek tetszőleges keveréke) függően az ötvözetpor fenti homogenizálás után exoterm reakcióban vagy melegítésre megbomlik és a katalitikusan aktív fém (pl. Ni, Co, Cu, Fe, Pd, stb) túlnyomó része rendkívül finom eloszlásban szabaddá válik és mellette a kioldandó fém hidroxidjai keletkeznek. A lug mennyisége lehet katalitikus vagy ennél több, de kevesebb a sztöchiometrikusnál. A bontás hőmérséklete 20 és 150* között, célszerűen 50 és 130° között változhat. Az ötvözetpor bontása intenzív gáz fejlődéssel jár, melynek befejeződésekor a katalizátor már aktív, de a kioldás teljessé tételére a masszát vizes lug-oldatba tesszük s a kioldható fém- hidroxidokat a hagyományoshoz hasonló módon, célszerűen megválasztott ideig tartó melegítéssel vagy nélküle kioldjuk, majd semlegesre mosással fejezzük be a katalizátor készítését. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei közül az alábbiakat adjuk meg. a.) Azonos összetételű ötvözetből kiindulva, a hagyományos eljárással készült katalizátorhoz képest, a találmány szerinti eljárással lényegesen aktívabb katalizátor készíthető. Mivel e katalizátorokban az aktív komponens (pl. a nikkel, kobalt, króm, palládium, stb.) a drágább a kioldandó fémhez viszonyítva, a találmány szerint készítve a katalizátort, ugyanolyan aktivitás eléréséhez ezekből lényegesen kevesebbre van szükség. Az elmondottakat az 1. táblázat adatai is illusztrálják. Látható, hogy az aktivitás növekedés egyes modell-vegyületeken eléri a 200-300%-ot is. Mivel az 1. táblázat 1. sorában lévő aktivitás adatok a ma kereskedelmi forgalomba lévő legaktívabb váz katalizátorra vonatkoznak, amit érthetően az eddig ismert legoptimálisabb eljárással állítottak elő, látható, hogy a találmány szerinti eljárás döntő változást jelent e katalizátor típus előállításában. b.) A váz katalizátor kioldandó ötvöző komponenseként olyan fémek is használhatók, melyeknek az eddig használt alumíniumhoz viszonyítva valamilyen előnyük van, pl. olcsóbban (szilícium) vagy velük kevésbé piroforos katalizátor állítható elő (pL szilícium, cink, magzénium vagy , ezek tetszőleges arányú keveréke). Ezek alkalmazását, illetve az ilyen ötvöző komponenseket tartalmazó váz katalizátorok gyakorlati elterjedését az akadályozta, hogy aktivitásuk nem volt kielégítő. A találmány ilyen ötvöző fémekkel készült váz katalizátorok széleskörű elterjedésének lehetőségét is megnyitja, amennyiben az 1. táblázat adatai szerint aktivitásuk sok esetben lényegesen meg is haladja a ma használatos váz-nikkelét. c.) A találmány szerinti eljárással készült váz-katalizátorok rendkívül jól és gyorsan ülepednek, ami a katalizátor készítésegyik leghosszadalmasabb műveletében, a semlegesre mosásban jelent nagy könnyebbséget. d.) Az ötvözet megbontását követő kioldásos művelethez, 1. példa 50 g 50s% nikkelt és 50s% alumíniumot tartalmazó 0,06 mm-nél kisebb szemcse nagyságú ötvözetport 12 ml vízzel homogenizálunk és a masszához keverés közben 2 ml 20s%-os NaOH oldatot csepegtetünk keverés közben. Exoterm reakció indul meg, s a hőmérséklet 95-100° közötti. Az elpárolgó vizet olyan tempóban pótoljuk, hogy a massza-szerű konzisztencia végig fennmaradjon. Az exoterm reakció befejeződésekor, amit a hőmérséklet csökkenése jelez, 200 ml 25s%ros NaOH oldatot öntünk rá és 1 órát 90-110° hőmérsékleten melegítve oldjuk ki az aluminium hidroxidot. Ezután desztillált vizes, desztillált víz pH-ig történő semlegesre mosással fejezzük be a katalizátor készítését. Az így készült, kitűnően ülepedő, szivacsos szerkezetű katalizátor aktivitása lényegesen nagyobb, mint a ma kereskedelmi forgalomban lévő legaktivabbé (1. 1. táblázat 1-4. sorát.). 5. példa 50 g 35 s% nikkelt és 65 s% cinket tartalmazó 0,06 mm-nél kisebb szemcsenagyságú ötvözetport 9 ml 10 s9£ros NaOh oldattal homogenizálunk és a továbbiakban az 1. példa szerint járunk el. 6. példa 7. példa Mindenben az 1. példa szerint járunk el kivéve, hogy az ötvözetport 12 ml mésztej oldattal bontjuk meg 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 16 20 2. példa 30 50 g 45 s% nikkelt, 50 s% alumíniumot és 5 s% szilíciumot tartalmazó, 0,06 mm-nél kisebb szemcsenagyságú ötvözetporból kiindulva az 1. példában megadottak szerint járunk el. 35 3. példa 50 g 50 s% nikkelt és 50 s% szilíciumot tartalmazó 0,06 40 mm-nél kisebb szemcsenagyságú ötvözetport 14 ml 5 s%-os NaOH oldattal homogenizálunk és a továbbiakban az 1. példa szerint járunk el. 45 4. példa 60 50 g 43 s% nikkelt és 57 s% magnéziumot tartalmazó 0,06 mm-nél kisebb szemcsenagyságú katalizátort 25 ml vizzel homogenizálunk és 1 ml 1 s%-os cc. NH„OH oldatot adunk hozzá. A továbbiakban az 1. példa szerint járunk el. - Mindenben az 1. példa szerint járunk el azzal a különbseggel, hogy az ötvözetet 12 ml 1 s%-os káliumkarbonát oldattal bontjuk meg. 2