DE1542012C3 - Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren durch Ionenaustausch - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren durch IonenaustauschInfo
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Description
3 4
Oxyd ab, die gegen Alkalikationen austauschbar sind. Waschdauer kann 10 Minuten bis 10 Stunden be-
Diese Zahl kann, falls erforderlich, durch einen Vor- tragen.
versuch bestimmt werden. Gewöhnlich wird das Alkali Bei gleichzeitiger Behandlung wird wiederum wäß-
im Überschuß über die theoretisch erforderliche Menge riges Ammoniak als alkalische Lösung bevorzugt,
se -aucht, um schnellen und wirksamen Austausch 5 und vorzugsweise werden die gleichen Metalle in den
«aos Wasserstoffs gegen Alkalikationen sicherzustellen. gleichen Mengen wie bei aufeinanderfolgenden Be-
Vorzugsweise beträgt die Gesamtmenge des verwen- handlungen gebraucht. Beispielsweise ist eine Lösung ■
deten Alkalis bis zu 20 Gewichtsprozent des Oxyds. von Nickelformiat in wäßrigem Ammoniak besonders
Die Behandlung wird zweckmäßig bei Umgebungs- geeignet. Bei gleichzeitiger Behandlung ist es jedoch
temperatur vorgenommen, jedoch kann gegebenenfalls io zweckmäßig, mit der Alkalilösung vor der Wasser-
auch bei erhöhten Temperaturen gearbeitet werden. wäsche metallfrei zu waschen.
Bei aufeinanderfolgenden Behandlungen kann das Die tatsächliche Metallmenge am fertigen Kataly-Oxyd
nach der Behandlung mit der wäßrigen alka- sator hängt vom verwendeten ursprünglichen Oxyd ab,
lischen Lösung mit Wasser gewaschen werden, um liegt jedoch meist im Bereich von 0,1 bis 5 Gewichtsüberschüssiges
Alkali zu entfernen, das nicht gegen 15 prozent. Beim bevorzugten Siliciumoxyd kann die
den Wasserstoff des Oxyds ausgetauscht worden ist. Menge bei Verwendung von Natrium als Alkali 0,01
Die Wäsche muß so lange fortgesetzt werden, bis der bis 2 Gewichtsprozent und bei Verwendung von AmpH-Wert
der Waschflüssigkeit unter dem Wert liegt, moniak als Alkali 0,01 bis 4 Gewichtsprozent betragen,
bei dem das anschließend verwendete Metallsalz Beim getrockneten Katalysator ist das Metall in
Hydroxyde bildet, da das Metall ausgefällt werden 20 Form von einzelnen Kationen oder nur in kleinen
kann, wenn dieser pH-Wert nicht erreicht wird. Der Zmammenlagerungen über den Träger verteilt, Es
pH-Wert variiert mit dem verwendeten Metall; bei- gibt gewisse Anwendungen für solche Katalysatoren
' spielsweise beträgt er bei Kobalt und Nickel 7,7, in dieser ionischen Form, vorzugsweise werden jedoch
Dieser Wert läßt sich aus Handbüchern und Lehr- die Metallkationen zu elementarem Metall reduziert,
büchern ermitteln oder experimentell leicht bestimmen. 25 In diesem Fall liegt das Metall in sehr feinteiliger Form
Das Oxyd, das die Alkalikationen enthält, wird vor bei einem hohen Verhältnis von Metalloberfläche
dann mit einer Lösung behandelt, die Kationen eines zu Gesamtmetall. Durch diese feinteilige Form ergeben
oder mehrerer der Metalle aus den genannten Gruppen sich bedeutende Vorteile im Gebrauch gegenüber Kataenthält.
Die Wahl des Metallkations hängt von dem lysatoren, die nach üblichen Imprägnierverfahren hervorgesehenen
Verwendungszweck des Katalysators ab. 30 gestellt werden. Ferner ist hierdurch die Verwendung
Geeignet sind Kationen insbesondere von Metallen . niedriger Gesamtmengen an Metall zur Erzielung
der Eisengruppe, nämlich Eisen, Kobalt und insbeson- einer bestimmten Wirkung möglich,
dere Nickel. Vorzugsweise werden Lösungen von SaI- Es wurde jedoch festgestellt, daß ionenausgetauschte
zen des Metalls, beispielsweise von Nitraten, Chloriden Katalysatoren sich nicht leicht durch eine einfache
und Sulfaten verwendet. Die gebrauchte Menge des 35 Behandlung mit Wasserstoff reduzieren lassen, und
Metallkations hängt von der Zahl der Alkalikationen es wird angenommen, daß die Schwierigkeit der Ream
Oxyd ab, und diese, wie bereits erwähnt, vom ur- duktion von ionenausgetauschten Kationen die Folge
sprünglichen Oxyd. Hier gelten die gleichen allgemei- der Assoziierung von gebundenem Wasser mit den
nen Überlegungen wie für die Behandlung mit der Metallkationen ist. Dieses Wasser läßt sich durch
alkalischen Lösung. Auch hier wird zweckmäßig bei 4° einfaches übliches Trocknen des Katalysators bei Tem-Umgebungstemperatur
gearbeitet, Obwohl erhöhte peraturen von 100 bis 1200C nicht entfernen, vielmehr
Temperaturen nicht ausgeschlossen sind. ist eine schärfere Behandlung zur Entfernung dieses
Nach der Anlagerung der Metallkationen wird das Wassers erforderlich. Als geeignet erwiesen sich die
\'j so gebildete Produkt zur Entfernung im wesentlichen folgenden Methoden:
sämtlicher chemisch nicht gebundenen Kationen mit 45 a) Erhitzen in reduzierender Atmosphäre bei einer
Wasser gewaschen. Wurde eine Salzlosung verwendet, Temperatur von wenigstens 3500C, vorzugsweise
werden auch Anionen entfernt. Zur Entfernung des . von ^enigstens 5Oo*C;. , .,, . ,/--.'. ,. ■
Wassers wird das Produkt dann vorzugswe.se bei 100 b) Erhitzen -n ^1n Inertgasstrom>
wie stickstoff;
bis 120 C getrocknet. _ _ c) Verdrängung des Wassers durch Behandlung mit
Das zum Waschen verwendete Wasser enthalt außer 5o einem Kohlenwasserstoff.
den bereits am Katalysator vorhandenen Ionen zweckmäßig keine anderen Ionen. Zu Beginn kann daher Bei der Methode a) finden die Entfernung des
entionisiertes Wasser verwendet werden. Zur Entfer- Wassers und die Reduktion gleichzeitig statt, aber
nung im wesentlichen sämtlicher Metallkationen, die diese Arbeitsweise hat den Nachteil, daß hohe Temnicht
chemisch an den Träger gebunden sind, wird die 55 peraturen von wenigstens 350J C, vorzugsweise von
Wäsche fortgesetzt, bis keine weiteren Kationen mehr wenigstens 500°C, erforderlich sind. Beider Methodeb)
vom Katalysator entfernt werden. Dies läßt s'ch leicht wird das Wasser vor der Reduktion in einer getrennten
durch Analyse der ablaufenden Waschflüssigkeit Stufe entfernt. Hierdurch läßt sich die anschließende
feststellen. Die anderen Bedingungen der Wäsche sind Reduktion leichter bei niedrigeren Temperaturen vornicht
entscheidend wichtig. Sie beeinflussen nur die 60 nehmen. Bei der. Methode c) kann die Reduktion
Geschwindigkeit der Katalysatorherstellung und nicht während oder nach der Wasserentfernung vorgenomdas
Endergebnis. Die Temperatur liegt zweckmäßig men werden. In beiden Fällen kann die Reduktion
im Bereich von 150C bis zum Siedepunkt des Wassers gegebenenfalls bei niedrigeren Temperaturen erfolgen,
beim angewendeten Druck, vorzugsweise bei 15 bis Bei der Methode a) ist die obere Temperaturgrenze
1000C. Bevorzugt wird Normaldruck, jedoch kann 65 durch die Temperatur festgelegt, bei der mit einer
auch bei vermindertem Druck oder Überdruck ge- Schädigung des anorganischen Oxyds beispielsweise
arbeitet werden. Die verwendete Wassermenge beträgt durch Verringerung der Oberfläche oder durch Umzweckmäßig
2 bis 100 ml/ml Katalysator, und die Wandlung in eine weniger erwünschte Kristallform,
im Falle von Aluminiumoxyd beispielsweise in a-Aluminiumoxyd, zu rechnen ist. Eine zweckmäßige
obere Grenze liegt bei 9000C. Bei längerer Dauer steigt
der Reduktionsgrad. Die Dauer liegt zweckmäßig im Bereich von 3 bis 50 Stunden.
Bei der Behandlung mit einem Inertgas gemäß Methode b) wird die Behandlung zweckmäßig bei
Temperaturen von 300 bis 600° C für eine Dauer von 3 bis 30 Stunden vorgenommen. Bei den höheren
Temperaturen ist eine kürzere Zeit erforderlich. :
Als Verdrängungsmethode c) eignet sich beispielsweise eine Behandlung mit einem Kohlenwasserstoff,
insbesondere einem ungesättigten Kohlenwasserstoff, wie Isopren, bei Temperaturen von 250 bis 400° C für
eine Dauer von 3 bis 8 Stunden.
Bei den Methoden b) und c) kann die Reduktion bei Temperaturen von 250 bis 600 0C, vorzugsweise 250
bis 4000C, für eine Dauer von 3 bis 30 Stunden vorgenommen
werden. Bei allen Methoden ist Wasserstoff als reduzierende Atmosphäre zweckmäßig. Gegebenenfalls
kann mit ruhendem Wasserstoff gearbeitet werden, jedoch ist strömender Wasserstoff vorzuziehen.
Die Tatsache, daß Wasser mit den Metallkationen assoziiert ist und daß dies für die Schwierigkeit der
Reduktion der Kationen verantwortlich ist, ist erkennbar an der Entwicklung von Wasser und an einer
Änderung des Ultraviolett-Absorptionsspektrums der Kationen während des Erhitzens. Die Änderung des
Spektrums zeigt im Falle von Nickelionen, daß die Umgebung der Nickelionen von hexaquooktaedrischem
zweiwertigem Nickel auf gemischtes oxyaquooktaedrisches zweiwertiges Nickel übergegangen ist.
Aus dem Nickel-Koordinationsbereich wird somit Wasser entfernt, das sich dann mit den Sauerstoffatomen
im Siliciumdioxydgitter assoziiert.
Die Menge des vorhandenen elementaren Metalls läßt sich in einfacher Weise bestimmen, indem man
eine kleine Probe des Katalysators mit einer Säure, beispielsweise Salzsäure, behandelt und die gebildete
Wasserstoffmenge mißt. Durch ionisches Metall erfolgt keine Zersetzung der Säure, vielmehr werden die Metallionen
wieder zum Wasserstoff rückausgetauscht.
Da bei den reduzierten ionenausgetauschten Katalysatoren das Metall in sehr feiner Unterteilung vorliegt,
zeigen diese Katalysatoren eine höhere Aktivität als vergleichbare Katalysatoren, die durch Imprägnieren
hergestellt sind, und eignen sich besonders zum Einsatz beiEntschwefelungsverfahren(DT-OS1568122)
und bei Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen (DT-OS 15 68 123).
20 ml eines im Handel erhältlichen Kieselsäuregels mit einer Teilchengröße von 149 bis 350 μ wurden in
ein Glasrohr gefüllt. Bei Raumtemperatur ließ man die folgenden Lösungen durch die Schicht rieseln:
1. 100 ml destilliertes Wasser,
2. 100 ml einer wäßrigen Ammoniaklösung (25 Volumprozent, spezifisches Gewicht 0,88),
3. 100 ml destilliertes Wasser,
4. 200 ml zehntelmolare Nickelnitratlösung,
5. 100 ml destilliertes Wasser.
500 ml Kieselsäure mit einer Teilchengröße von 149 bis 210 μ wurden mit zwei aliquoten Teilen von je
750 ml einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung bei Raumtemperatur zusammengeführt und dann mit
vier aliquoten Teilen von je 750 ml entionisiertem destilliertem Wasser gewaschen. Nickel wurde eingeführt,
indem der gewaschene Feststoff mit zwei aliquoten Teilen von je 750 ml einer zehntelmolaren
Nickelnitratlösung zusammengeführt wurde. Durch achtmaliges Waschen mit je 750 ml Wasser wurde
überschüssiges Salz entfernt.
Jede der vorstehend beschriebenen Behandlungen dauerte 5 Minuten. Der Feststoff wurde hierbei
bewegt, um wirksamen Austausch bzw. wirksames Waschen sicherzustellen. Der erhaltene Feststoff
wurde 16 Stunden bei 110°C getrocknet: Sein Nickelgehalt
betrug 1,47 Gewichtsprozent. Nach 4stündiger Reduktion mit 1000 V/V/Std. Wasserstoff bei verschiedenen
Temperaturen wurde die gebildete Menge an elementarem Nickel aus der Wasserstoffmenge
ermittelt, die aus einer 3-g-Probe des mit 1 η HCL behandelten Katalysators entwickelt wurde.
Reduktions | Vorhandenes | Reduziertes |
temperatur | elementares Nickel | Nickel |
CQ | (Gewichtsprozent) | (%) |
3° 350 | 0,14 | 9,55 |
400 | 0,33 | 22,4 |
465 | 0,69 | 47,0 |
500 | 1,10 | 74,9 |
500*) | 1,28 | 87,5 |
35 *) Nach löstündiger Reduktion. |
||
Beispiel 3 |
Eine 50-ml-Probe eines handelsüblichen Siliciumdioxyds
mit einer Teilchengröße von 210 bis 250 μ wurde eine halbe Stunde in 100 ml einer Lösung getaucht,
die 50 Volumprozent Ammoniak vom spezifischen Gewicht 0,88 enthielt. Nach Herausnahme aus
der Lösung wurde mit zwei aliquoten Teilen von je 250 ml entionisiertem Wasser gewaschen. Die gewaschene
Probe wurde mit drei aliquoten Teilen von 100 ml einer molaren Silbernitratlösung behandelt.
Jede Behandlung dauerte eine halbe Stunde. Abschließend wurde die Probe mit Wasser in einer Soxhlet-Apparatur
7 Stunden erschöpfend extrahiert, 16 Stunden bei HO0C in einem belüfteten Wärmeschrank
getrocknet und im Wasserstoffstrom reduziert. Der Silbergehalt betrug 9,6 Gewichtsprozent.
Beispiel 4
Beispiel 3 beschriebene
Beispiel 3 beschriebene
Der im Beispiel 3 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit der Änderung, daß an Stelle der drei
aliquoten Teile von je 100 ml molarer Silbernitratlösung drei aliquote Teile von je 200 ml viertelmolarer
Quecksilber(II)-chloridlösung verwendet wurden. Der Quecksilbergehalt des fertigen Katalysators betrug
17,1 Gewichtsprozent.
Der erhaltene Feststoff wurde 8 Stunden bei HO0C 65 Eine 50-ml-Probe eines handelsüblichen Silicium-
getrocknet und im Wasserstoff strom reduziert; er war dioxyds mit einer Teilchengröße von 0,21 bis 0,25 mm
grün gefärbt und enthielt laut Analyse durch Emissions- wurde eine halbe Stunde in 100 ml einer Lösung ge-
spektroskopie 3,5 Gewichtsprozent Nickel. taucht, die 50 Volumprozent Ammoniak vom spezi-
fischen Gewicht 0,88 enthielt. Die Probe wurde herausgenommen und mit zwei aliquoten Teilen von je
500 ml entionisiertem Wasser gewaschen. Die gewaschene Probe wurde mit zwei aliquoten Teilen von
je 100 ml halbmolarer Eisen(II)-sulfatlösung behandelt. Jede Behandlung dauerte eine halbe Stunde. Abschließend
wurde die Probe 7 Stunden mit Wasser in einer Soxhlet-Apparatur erschöpfend extrahiert, 16 Stunden
bei 110°C in einem Wärmeschrank mit Luftzirkulation getrocknet und im Wasserstoffstrom reduziert. Der
Eisengehalt betrug 1,4 Gewichtsprozent.
B ei spiel 6
Eine 10-ml-Probe eines handelsüblichen Siliciumdioxyds
mit einer Teilchengröße von 149 bis 250 μ wurde in ein Glasrohr gefüllt. Nach Benetzung mit
einer Ammoniaklösung ließ man 65 ml einer gesättigten Nickelformiatlösung in einer Ammoniaklösung vom
spezifischen Gewicht 0,88 langsam durch die Schicht rieseln, anschließend 65 ml Ammoniaklösung und
dann entionisiertes Wasser. Nach 8stündiger Extraktion mit Wasser in einer Soxhlet-Apparatur wurde der
Feststoff bei HO0C getrocknet und im Wasserstoffstrom
reduziert. Der Nickelgehalt betrug 2,45 Gewichtsprozent.
Der technische Fortschritt der erfindungsgemäß hergestellten Katalysatoren wird durch die folgenden
Versuche belegt:
Versuch A
5
5
Ein Katalysator wurde wie folgt hergestellt: 500 ml handelsübliches Kieselsäuregel mit einer Teilchengröße
von 1,41 bis 3,36 mm wurden jeweils 5 Minuten mit zwei aliquoten Teilen von je 750 ml gesättigter
ίο Natriumbicarbonatlösung behandelt. Nach einer
Wäsche mit drei aliquoten Teilen von je 750 ml entionisiertem Wasser wurde der Feststoff 5 Minuten mit
750 ml und dann mit 400 ml einer zweimolaren Nickelnitratlösung behandelt. Nach einer Wäsche mit acht
aliquoten Teilen von je 750 ml entionisiertem Wasser wurde das Produkt über Nacht bei HO0C getrocknet.
Der Nickelgehalt betrug 1,02 Gewichtsprozent. Der getrocknete Katalysator wurde reduziert, indem er
4 Stunden in strömendem Wasserstoff auf 5000C
so erhitzt wurde. Er wurde dann zur Umwandlung von n-Heptan in Methan unter folgenden Bedingungen
eingesetzt:
Druck 31,5 atü
as Raumströmungsgeschwindigkeit... 1 V/V/Std.
Ha-Kohlenwasserstoff-Molverhältnis 8:1
Katalysator
Temperaturen Reaktor-Block Produkte
Katalysator
Ni-ausgetauschtes
Kieselsäuregel
(1 Gewichtsprozent Ni)
Mit Ni imprägniertes Kieselsäuregel
(1 Gewichtsprozent Ni)
350 300
325
300 325 350
395 302
365
270 332 390 100% Umsatz zu Methan 0 % Umsatz zu Methan, Spuren von Paraffin
100 % Umsatz zu Methan
100 % Umsatz zu Methan
0 % Umsatz zu Methan geringer Umsatz zu Methan 100% Umsatz zu Methan
Die angewendeten Temperaturen und die erhaltenen Ergebnisse sind vorstehend in Tabelle 1 genannt, in
der außerdem zum Vergleich die Ergebnisse genannt sind, die mit einem durch Imprägnieren hergestellten
Nickelkatalysator erhalten wurden.
Die Werte in Tabelle 1 zeigen, daß der ionenausgetauschte Katalysator aktiver ist als der imprägnierte
Katalysator, da mit ihm bereits bei 3250C 100% Umsatz erzielt werden, während der Umsatz mit dem
imprägnierten Katalysator nur gering ist.
45 Versuch B
Ein gemäß Versuch A hergestellter reduzierter Nickel-Katalysator wurde zur Dealkylierung von
Toluol zu Benzol bei Normaldruck und 0,5 V/V/Std., d. h. einem Wasserstoff-Kohlenwasserstoff-Molverhältnis
von 1:1 verwendet. Die angewendeten Temperaturen und die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend
in Tabelle 2 genannt.
Blocktemperatur | Katalysator |
temperatur | |
("C) | (0C) |
325 | 329 |
350 | 359 |
375 | 383 |
401 | 410 |
Produktanalyse (Gewichtsprozent) Aliphaten Benzol Toluol
Xylole
Produktausbeute in Gewichtsprozent, bezogen auf Einsatz
0,4
39,8 | 56,7 | 3,1 | 87,7 |
46,4 | 49,1 | 4,5 | 79,9 |
45,0 | 49,6 | 5,4 | 86,8 |
47,0 | 48,4 | 4,6 | 80,7 |
9 10
Bei einem Vergleichsversuch mit einem aus 10 Gewichtsprozent Nickel auf Sepiolith bestehenden Katalysator,
der durch Imprägnieren hergestellt war, wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Tabelle 3 . ' --
Blocktemperatur Katalysator- Produktanalyse (Gewichtsprozent) . ' Produktausbeute in
temperatur .,. ■ τ, ι τ· ι . '■ -.r ι ι
Aliphaten Benzol Toluol Xylole
(0Q
280 | 285 |
299 | 304 |
325 | 330 |
350 | 355 |
29,5 | 63,7 | 3,8 | 85,7 |
36,7 | 58,8 | 4,5 | 79,9 |
39,7 | 55,5 | 4,8 | 82,2 |
37,9 | 57,1 | 5,0 | 81,2 |
.3,0
Die Werte zeigen, daß der Katalysator, der nur 1 Gewichtsprozent durch Ionenaustausch auf Siliciumdioxyd
aufgebrachtes Nickel enthält, bei gegebener Temperatur eine vergleichbare oder etwas bessere Aktivität hat als
der durch Imprägnieren hergestellte Katalysator, der 10 Gewichtsprozent Nickel auf Sepiolith enthält.
Claims (1)
1 2
tragenen Protonen sehr unterschiedlich sein können,
Patentanspruch: kann ein Versuch notwendig sein, um zu ermitteln,
welche Oxyde sich für die Zwecke der Erfindung eignen.
Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren Ein solcher Versuch ist jedoch einfach und schnell
durch Ionenaustausch, bei welchem ein Träger 5 durchzuführen. Beispielsweise läßt sich die Anwesenaus
einem feuerfesten, Wasserstoffatome enthalten- heit von Wasserstoff durch eine Vorbehandlung mit
den Oxyd mit einer Metallkationen enthaltenden einer alkalischen Lösung mit anschließender Wasser-Lösung
behandelt und anschließend mit Wasser wasche und Analyse des Oxyds auf zurückgehaltenes
zur Entfernung der chemisch nicht gebundenen Alkali bestimmen. In ähnlicher Weise läßt sich die
Metallkationen gewaschen und dann getrocknet io Stärke der Protonen bestimmen, indem man das Oxyd
wird, wobei gegebenenfalls wenigstens ein Teil der ohne vorherige Alkalibehandlung mit einer Lösung
Metallkationen zu elementarem Metall unter Ent- behandelt, die Metallkationen enthält, wäscht und
fernung von gebundenem Wasser, das mit den analysiert, um festzustellen, ob die Metallkationen
Metallkationen assoziiert ist, und unter Erhitzen zurückgehalten worden sind. Werden sie nicht in
des Metallkationen enthaltenden feuerfesten Oxyds 15 wesentlicher Menge festgehalten, ist eine Vorbehandreduziert
wird, dadurch gekennzeich- lung mit einer alkalischen Lösung zweckmäßig,
net, daß der Träger Silicium-, Magnesium- Das feuerfeste Oxyd wird vor der erfindungsgemäßen
net, daß der Träger Silicium-, Magnesium- Das feuerfeste Oxyd wird vor der erfindungsgemäßen
und/oder Aluminiumoxyd ist und die Metall- Behandlung hergestellt. Dies geschieht normalerweise
kationen zur Gruppe Ib, Hb oder zur Eisengruppe so, daß man ein Hydroxyd bildet, das Hydroxyd zur
gehören und daß der Träger während oder vor der so Entfernung von überschüssigem Wasser trocknet und
Behandlung mit der Metallkationen enthaltenden abschließend das Hydroxyd zum Oxyd calciniert. Der
Lösung mit einer wäßrigen alkalischen Lösung Ausdruck »feuerfestes Oxyd als Träger« umfaßt das
unter Austausch von Wasserstoff gegen Alkali- getrocknete Hydroxyd sowie das calcinierte Oxyd,
kationen behandelt wird. schließt jedoch die sogenannten Hydrogele oder
as Hydrosole aus, die überschüssiges Wasser enthalten.
Das Oxyd kann in jeder beliebigen passenden Phase
— der Katalysatorherstellung zu Teilchen geeigneter
Größe und Form geformt werden, vorzugsweise jedoch vor der erfindungsgemäßen Behandlung.
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von 3° Das Oxyd kann vor der Behandlung mit der wäßri-Katalysatoren,
die ein feuerfestes Oxyd als Träger gen alkalischen Lösung mit Wasser gewaschen werden,
und ein katalytisches Metall enthalten, durch Ionen- um etwaige lose haftende Verunreinigungen zu entaustausch.
fernen und das Oxyd zu benetzen.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Trägerkataly- Eine wesentliche Bedingung des Verfahrens gemäß
sators, bei dem ein katalytisches Metall mittels Ionen- 35 der Erfindung ist das Waschen mit Wasser zur Entaustausch
auf dem Träger fixiert wird, ist bereits aus fernung von ungebundenen Metallkationen. Diese
der DT-PS 1112 047 bekannt. Hierbei werden jedoch Wäsche muß durchgeführt werden, während die
organische Ionenaustauscher als Träger verwendet, Metallkationen sich noch im wasserlöslichen Zustand
die nicht nur sehr aufwendig sind, sondern den Nach- befinden, d. h. vor einer Zersetzungs- oder Calcinieteil
haben, sowohl in der flüssigen als auch in der 4° rungsstufe, in der die nicht gebundenen Metallkationen
Gasphase nur im Bereich niedriger Temperaturen ein- in den wasserunlöslichen Zustand überführt würden,
satzfähig zu sein. Diese Waschstufe unterscheidet das Verfahren von
Die DT-AS 10 71 257 erwähnt Katalysatoren, die in der üblichen Imprägniermethode, bei der die Calciüblicher
Weise hergestellt werden, indem Aluminium- nierungsstufe auf die Imprägnierung ohne vorherige
oxyd mit einer Chrom, Nickel und Alkalimetalle ent- 45 Wasserwäsche folgt.
haltenden Lösung imprägniert, dann getrocknet und Die Behandlung des Oxyds mit den verschiedenen
calciniert wird. Lösungen kann gegebenenfalls durch Eintauchen er-
Demgegenüber handelt es sich erfindungsgemäß um folgen, wobei die Dauer des Eintauchens vorzugsweise
ein Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren durch 15 Minuten bis 24 Stunden beträgt. Es ist auch möglich,
Ionenaustausch, bei welchem ein Träger aus einem 50 die Lösungen durch eine Schicht der Oxydteilchen
feuerfesten, Wasserstoffatome enthaltenden Oxyd mit rieseln zu lassen. Die Alkalikonzentration und die
einer Metallkationen enthaltenden Lösung behandelt Behandlungsdauer müssen bei der Behandlung mit der
und anschließend mit Wasser zur Entfernung der wäßrigen alkalischen Lösung natürlich so gewählt
chemisch nicht gebundenen Metallkationen gewaschen werden, daß die Oxydstruktur selbst nicht zerstört wird.
und dann getrocknet wird, wobei gegebenenfalls 55 Vorzugsweise läßt man die verschiedenen Lösungswenigstens
ein Teil der Metallkationen zu elementarem mittel nacheinander auf das Oxyd einwirken. Die
Metall unter Entfernung von gebundenem Wasser, Arbeitsweise ist in Abhängigkeit davon, ob die Bedas
mit den Metallkationen assoziiert ist, und unter handlungen gleichzeitig oder nacheinander erfolgen,
Erhitzen des Metallkationen enthaltenden feuerfesten zwangläufig etwas unterschiedlich. Bei aufeinander-Oxyds
reduziert wird. Dieses Verfahren ist dadurch 6° folgenden Behandlungen können die alkalischen Lögekennzeichnet,
daß der Träger Silicium-, Magnesium- sungen mit Alkalimetallen hergestellt werden, bevor-
und/oder Aluminiumoxyd ist und die Metallkationen zugt als Lösung wird jedoch wäßriges Ammoniak,
zur Gruppe Ib, Hb oder zur Eisengruppe gehören, Geeignet sind jedoch auch Lösungen von Natrium-
und daß der Träger während oder vor der Behandlung hydroxyd sowie Lösungen von Salzen schwacher
mit der Metallkationen enthaltenden Lösung mit einer 65 Säuren und starker Basen, beispielsweise von Natriumwäßrigen
alkalischen Lösung unter Austausch von salzen schwacher Säuren, insbesondere Natrium-Wasserstoff
gegen Alkalikationen behandelt wird. bicarbonat. Die insgesamt verwendete Alkalimenge
Da Oxyde in der Zahl und Stärke der von ihnen ge- hängt von der Zahl der Protonen im ursprünglichen
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB22976/65A GB1144494A (en) | 1965-05-31 | 1965-05-31 | Improvements relating to the preparation of catalysts |
GB2297665 | 1965-05-31 | ||
DEB0087346 | 1966-05-28 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1542012A1 DE1542012A1 (de) | 1970-03-19 |
DE1542012B2 DE1542012B2 (de) | 1976-02-26 |
DE1542012C3 true DE1542012C3 (de) | 1976-10-21 |
Family
ID=
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