171495. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ezüstkatalizátor előállítására formaldehidnek metanol oxidációjával történő szintéziséhez
171495 3 4 feladatul tűztük ki a katalizátor előállításánál az energiaráfordítás jelentős csökkentését. A kitűzött feladatot a találmány szerint oly módon oldottuk meg, hogy a hordozóanyagot [Ag(X)n ] + vagy [Ag(Y) 2 ] _ általános képletű ahol Xjelentése ammónia, etiléndiamin, trietiléntetramin vagy triaminotrietilamin, Y jelentése rodanid-, cianid-, acetát- vagy hidroxil-ion, n jelentése 1 vagy 2, ezüstkomplexet tartalmazó vizes vagy vizes-alkoholos oldattal átitatunk, majd az átitatott hordozót 10—100 C° hőmérsékleten az ezüstnek az ezüstkomplexből való tökéletes redukálásához szükséges mennyiségű redukáló szerrel, előnyösen hidrazinnal, hidrátjával vagy savaddíciós sójával reagáltatjuk és a kapott katalizátort kívánt esetben vízzel mossuk, végül 80—400 C° hőmérsékleten szárítjuk. A találmány szerinti eljárással nagyhatékonyságú 0,7-7 m2 /g méretre fejlesztett specifikus felületű és 5-10 súly% fémezüstöt tartalmazó katalizátort állíthatunk elő. A katalizátort formaldehid szintéziséhez alkalmazva a hozam a felhasznált metanolra számítva 75 -80%-ot ér el a folyamat 89-95%-os szelektivitása mellett. Az ezüstkomplex redukálása során a hordozóanyag egész felületét a legfinomabb pórusokba behatolva leheletvékony ezüstréteg formájában bevonja a redukcióból származó fémezüst. A hordozóanyag egész kifejlesztett felületének fémezéséhez az ismert eljáráshoz képest kevesebb ezüst szükséges. Az izzítási lépcső kizárásával jelentősen csökken a katalizátor készítésénél az energiafelhasználás. Ezenkívül az olvadt fémezüst cseppeknek a hordozóanyag pórusaiba való behatolása is kizárt. Továbbá a hordozóanyag hibás kristályszerkezete is teljesen változatlan marad. Ezek a tulajdonságok vezetnek a nagy aktív felületű katalizátor kifejlesztéséhez. Formaldehidnek metanolból való szintézisénél a folyamat elméletéből kiindulva - mely folyamat külső diffúziótartományban játszódik le, azaz olyan tartományban, ahol a reakciósebesség nagymértékben függ a katalizátor felületének méretétől és a reagenseknek a felülethez való hozzáférhetőségétől — megállapítást nyert, hogy különös jelentőséggel bír a nagymértékben kifejlesztett fémes felületű katalizátor előállítása. E tulajdonsággal rendelkező katalizátor biztosítja a formaldehid szintézisénél a folyamat nagy sebességét és szelektivitását. Mint már említettük, a hordozóanyag átitatásához [Ag(X)n ] + vagy [Ag(Y) 2 ] _ általános képletű, ahol X és Y, valamint n jelentése az előzőekben megadott, ezüstkomplex ionokat tartalmazó vizes vagy vizes-alkoholos oldatot alkalmazunk. Az [Ag(X)n f általános képletű, ahol X és n jelentése az előzőekben megadott, ezüstkomplex ionokat tartalmazó vizes vagy vizes-alkoholos oldatot a találmány szerint oly módon készítjük, hogy ezüstnitrát, ezüstszulfát, ezüstacetát, ezüstcianid vagy ezüstoxid vizes vagy vizes-alkoholos oldatához egy komplexképzőt, így ammóniát, etiléndiamint, trietiléntetramint vagy triaminotrietilamint adunk. A komplexképzők mennyiségét úgy választjuk meg, hogy fenti ezüstkomplex képzéséhez és 10-14 közötti pH-értékű közeg megteremtéséhez elegendő legyen. Az [Ag(X)n ] + általános képletű, ahol X és n 5 jelentése a 3-4 oldalakon megadott, ezüstkomplex ionokat tartalmazó vizes vagy vizes-alkoholos oldatot a találmány szerint oly módon is készíthetjük, hogy ezüstnitrát, ezüstszulfát, ezüstacetát, ezüstcianid vagy ezüstoxid vizes vagy vizes-alkoholos oldatához 10-14 10 közötti pH-értékű közeg kialakítása céljából alkáliákat, majd ezt követően komplexképzőt, így ammóniát, etiléndiamint, trietiléntetramint vagy triaminotrietilamint adunk. A komplexképzők mennyiségét úgy választjuk meg, hogy fenti ezüstkomplex 15 képződéséhez elegendő legyen. Az [Ag(Y)2 ]~ általános képletű ezüstkomplex ionokat, ahol Y jelentése rodanid-, cianid- vagy acetát ion, tartalmazó vizes vagy vizes-alkoholos oldatokat a találmány szerint úgy készítjük el, hogy ezüstnitrát, 20 ezüstszulfát, ezüstacetát, ezüstcianid vagy ezüstoxid vizes vagy vizes-alkoholos oldatához nátrium- vagy kálium-rodanidot-, -cianidot vagy -acetátot adunk. A nevezett Na- vagy K-sókat olyan mennyiségben vesszük, hogy a fenti ezüstkomplex képzéséhez és 25 10-14 közötti pH-értékű közeg megteremtéséhez elegendő legyen. Az [Ag(Y)2]_ általános képletű ezüstkomplex ionokat, ahol Y jelentése rodanid-, cianid- vagy acetát ion, tartalmazó vizes vagy vizes-alkoholos oldatokat a 30 találmány szerint elkészíthetjük úgy is, hogy ezüstnitrát, ezüstszulfát, ezüstacetát, ezüstcianid vagy ezüstoxid vizes vagy vizes-alkoholos oldatához rodánhidrogénsavat, ciánhidrogénsavat vagy ecetsavat adunk. A beadagolt savmennyiséget úgy választjuk meg, hogy 35 fenti ezüstkomplex képzéséhez és 3-5 közötti pH-értékű közeg létrehozásához elegendő legyen. Az [Ag(Y)2 ]~ általános képletű ezüstkomplex ionokat, ahol Y jelentése hidroxil ion, tartalmazó vizes vagy vizes-alkoholos oldat további elkészítési 40 módja a találmány szerint a következő: ezüstnitrát, ezüstszulfát, ezüstacetát, ezüstcianid vágy ezüstoxid vizes vagy vizes-alkoholos oldatához nátriumhidroxidot vagy káliumhidroxidot adunk. Ez utóbbiak mennyiségét úgy választjuk meg, hogy fenti komplex 45 képzéséhez és 10-14 közötti pH-értékű közeg kialakításához elegendő legyen. A találmány szerinti eljárás során redukáló szerként célszerűen hidrazint, hidrazin-származékokat vagy formaldehidet alkalmazunk. A redukáló szereket gáz 50 alakjában vagy előnyösen vizes oldat alakjában használjuk. Ezenkívül előnyös redukáló szer a glükóz, invertcukor vagy hidroxilamin vizes oldata. A redukció során keletkező melléktermékeket és 55 reagálatlan anyagokat a katalizátor felületéről célszerűen a redukciót követően a katalizátor szárítása előtt vízzel történő mosással távolítjuk el. Mint már utaltunk rá, a készített katalizátort 80-400 C° közötti hőmérsékleten szárítjuk. A 60 szárításnál alkalmazott hőmérsékleten a katalizátor nem szinteréződik, így biztosított a katalizátor jól kifejlesztett fémes felületének megtartása. A formaldehidnek metanol oxidációjával végbemenő szintéziséhez alkalmazható ezüstkatalizátor 65 előállítását az alábbiak szerint végezzük: 2
