DE354212C - Process for the production of catalysts - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren.Process for the production of catalysts.

Dcn Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein neuer Katalysator, der aus einem katalysierenden Stoff und einem Träger besteht. und der besonders geeignet ist, eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit als bisher zu erzielen. The subject of the present invention is a new catalyst, which consists of a catalyzing substance and a carrier. and the special one is suitable to achieve a higher reaction rate than before.

Bis jetzt sind katalysierende Mittel, wie beispielsweise Platin oder Nickel niedergeschlagen worden entweder auf körnigem oder auf faserförmigem Material wie beispielsweise Asbest. Until now, catalyzing agents such as platinum or Nickel has been deposited on either granular or fibrous material such as asbestos.

Es wurde gefunden, daß besonders geeignet als Träge eines Katalysators die sogenannte Fibroxmasse ist. Dies ist eine weiche, zusammenpreßbare Masse, die aus ineinandergeflochtenen Fasern besteht, gewöhnlich grünlich oder von weißer Farbe ist und eine ungefähre Dichte von 0,0025 bis 0,007 hat. It has been found to be particularly useful as a support for a catalyst is the so-called Fibrox mass. This is a soft, compressible mass that consists of interwoven fibers, usually greenish or white in color and has an approximate density of 0.0025 to 0.007.

Fibrox entsteht unter noch unbekannten Bedingungen in sehr geringen Megnen im Carborundumofen. Zu einer. regelmäßigen Fabrikation in Betracht kommender Mengen eignet sich dagegen das Verfahren, welches im amerikanischen Patent 1094352 bechrieben ist, und im wesentilichen darin besteht, daß Silicium in Gegenwart von geslssen Katalysatoren in einem geschlossenen aber proösen Tiegel auf eine hohe Temperatur crhitzt wird. Fibrox is produced in very small quantities under as yet unknown conditions Megnen in the carborundum furnace. To a. regular fabrication Quantities, on the other hand, are suitable as described in the American patent 1094352 is described, and consists essentially in that silicon in the presence of Put catalysts in a closed but proous crucible on a high Temperature is heated.

Fibrox unterscheidet sich von dem Carhorund in seiner Zusammensetzung; denn es ist ein Siliciumoxycarbid SiOC, oder es ist noch reicher an Sauerstoff, als diese Formel ausdrückt. Während Carborundum eine kirstalinische Struktur besitzt, hat Fibrox eine faserige Struktur von äußerster Feinheit. Fibrox differs from the Carhorund in its composition; because it is a silicon oxycarbide SiOC, or it is even richer in oxygen, than this formula expresses. While carborundum has a Kirstalin structure, Fibrox has a fibrous structure of extreme delicacy.

Die Reaktionsgeschwindigkeit, die durch den Katalysator beschleunigt wird, ist proportional der Oberfläche, die der Katalysator darbietet. Die Fasern von Fibrox sind nicht nur sehr fein, der Durchmesser der Faser beträgt im Durchschnitt ungefähr 1 Mikron oder ist ungefähr gleich der Wellenlänge voll gelbem Licht, sondern sie sind auch, was von größter Wichtigkeit ist, im Gegensatz zu Asbest von vornherein so geformt, daß zwischen ihnen verhältnismäßig große Zwischenräume bleiben. Diese beiden Faktoren geben dem Fibrox eine große Oberfläche für die Volumeneinheit, so daß wenn eine Fibroxmasse mit einem Katalysator bedeckt ist und von Gasen durchstrichen wird. die wirksame katalysierende Oberfläche, die im Kontakt mit den Gasen steht, sehr viel größer ist als bei irgendeinem bis jetzt bekannten Katalysatorträger, sei er körnig oder faserförmig. The rate of reaction accelerated by the catalyst is proportional to the surface area presented by the catalyst. The fibers from Fibrox are not only very fine, the diameter of the fibers is on average about 1 micron or about equal to the wavelength of full yellow light, but rather they are also, what is of the utmost importance, unlike asbestos in the first place shaped so that there are relatively large spaces between them. These Both factors give the Fibrox a large surface area for the unit of volume, so that when a fibrox mass is covered with a catalyst and smeared with gases will. the effective catalyzing surface in contact with the gases, is much larger than any previously known catalyst carrier, be it grainy or fibrous.

Die Fasern des Fibrox sind außerdem für katalystische Reaktionen besonders geeignet, weil sie hohen Temperaturen widerstehen. von den meisten Gasen nicht angegriffen werden uutl sehr nacllgicbit, und daucrhaft sind.The fibers of the Fibrox are also special for catalytic reactions suitable because they withstand high temperatures. not attacked by most gases may be very nacllgicbit, and are durable.

Oxydierende Gase, wie Sauerstoff, führen bei erhöhter GTemperatur das Siliciumoxycarbid, aus dem die Fasern bestehen, in Kieselsäure über. Aber da diese Umformung nicht von einem Wechsel der Struktur begleitet ist, so wird die Wirksamkeit des Materials als Träger des Katalysators bei dieser Oxydation nicht vermindert. Solche Umwandlungsprodukte des Materials, die auch imwesentilichen die physikalische Struktur des Fibrox haben, werden ebenfalls mit dem Namen Fibrox bezeichnet. Der neue Katalysator nach der Erfindng kann nach einem der folgenden Verfahren hergestellt werden. Oxidizing gases, such as oxygen, lead to higher temperatures the silicon oxycarbide of which the fibers are made into silica. But there if this transformation is not accompanied by a change in structure, the Effectiveness of the material as a support for the catalyst in this oxidation is not reduced. Such conversion products of the material, which are also essentially the physical structure of the Fibrox are also referred to by the name Fibrox. The novel catalyst of the invention can be prepared by one of the following processes will.

1. Niederschlag aus gasförmigen Mischungen. 1. Precipitation from gaseous mixtures.

Dabei wird fein verteiltes Metall niedergeschlagen auf der Oberfläche von Fibroxfaser durch die Reduktion einer gasförmigen Verbindung des betreffenden Metalls im Bereich der Fasern. Beispielsweise kann fein verteiltes Nickel niedergeschlagen werden durch die Zersetzung von Nickelcarbonylgas. Finely distributed metal is deposited on the surface of Fibrox fiber by reducing a gaseous compound of the concerned Metal in the field of fibers. For example, finely divided nickel can be deposited are caused by the decomposition of nickel carbonyl gas.

Platin kann niedergeschlagen werden auf Fibrox durch Reduktion von Carbonylplatinochlorid und Osmium durch die Reduktion von Dämpren von Osmiumtetrachlorid mit Wasserstoff. Platinum can be precipitated on Fibrox by reducing Carbonylplatinochloride and osmium by reducing the dampening of osmium tetrachloride with hydrogen.

Fibroxstreifen werden zu dem Zwecke in einen Behälter aus Glas. Ouarz o. dgl. eingebracht. Die Luft wird dann mit Hilfe einer Pumpe ausgepumpt, und das Gas des Nickelcarbonyls unter vermindertem Druck. beispielsweise von 1/5 Atm., zugelassen. um eine Ausdehnung des Voluments zu ermöglichen, wenn das Carbonyl sich zersetzt. Der so beladene Behälter wird dann auf ungefähr 180°C erhitzt. um das Nickelcarbonyl zu zersetzen: dabei schlägt sich dann fein verteilt4es Nickel auf den Fibroxfasern nieder. For this purpose, Fibrox strips are placed in a glass container. Ouarz or the like. Introduced. The air is then pumped out with the help of a pump, and that Nickel carbonyl gas under reduced pressure. for example 1/5 atm., allowed. to allow the volume to expand as the carbonyl decomposes. The container so loaded is then heated to approximately 180 ° C. around the nickel carbonyl to decompose: finely distributed nickel then hits the Fibrox fibers low.

Diese Behandlung kann mehrere Male wiederholt werden, um den Niederschlag in gewünschter Menge zu erhalten. This treatment can be repeated several times to remove the precipitate to be obtained in the desired quantity.

Wenn ein Niederschlag von Platin gewünscht wird. so wird das Fibrox in einen Behälter aus Glas, Quarz oder anderem ge= eigneten Material, das genügend widerstandsfähig ist, eingebracht und eine gewisse Menge von Carbonylplatinochlorid zugelassen. Dieses Material kann in einem Raum, der unmittelbar mit dem das Fibrox enthaltenden Behälter verbunden ist, hergestellt werden durch die Einwirkung von Kohlenoxyd und Chlorgas auf Platinschwamm bei einer Temperatur von ungefähr 250°C. Das Platin wird dann niedergeschlagen in derselben Weise, wie oben hei der niederschlagung des Nickels beschriehen ist. When platinum precipitation is desired. so becomes the fibrox in a container made of glass, quartz or other suitable material that has sufficient is resistant, introduced and a certain amount of carbonyl platinum chloride authorized. This material can be in a space immediately adjacent to that of the fibrox containing container are made by the action of Carbon dioxide and chlorine gas on a platinum sponge at a temperature of about 250 ° C. The platinum is then precipitated in the same way as it was precipitated above of nickel is described.

2. Niderschlag aus Lösungen. Wenn es gewünscht wird, einen Cberschuß von Nickel auf den Firoxfasern aus Lösungen zu erzielen. so wird Nickelsulfat in Wasser gelöst und zu der Lösung ungefähr die doppelte Menge natriumhypophosphit zugegeben, die theoretisch erforderlich ist. um das Nickelsulfat zu reduzieren. Das Fibrox wird dann in diese Lösung eingetaucht und die Lösung zum Kochen erhitzt. Die dabei stattfindende chemische Umsetzung bewirkt die Bildung von Nickelhypophosphit und seine folgende Reduktion bei fortgesetztem Kochen durch den Überschuß an Natriumhypophosphit die Bildung von metallischem Nickel. Das Kochen wird ungefähr eine Stunde fortgesetzt. darauf wird das Fibrox entfernt, sorgfältig gewaschen mit destilliertem Wasser und schließoich getrocknet. Wenn mit destilliertem Wasser genügend gewaschen ist, so daß sich kein unreduziertes Salz mehr auf dem Fibrox befindet, so wird die mit dem Nickelüberschuß versehene Fibroxmasse nach dem Trocknen ihre ursprüngliche Gestalt annehmen. Ähnlich kann ene Fibroxmasse in eine Lösung von Chlorplatinsäure eingebracht werden. worauf dann ein @berschuß einer gesättigten Lösung von. Ferrosulfat zugegehen wird: diese Mischung wird dann erhitzt. Es bildet sich ein Niederschlag von Platin auf den Fasern des Fibrox, der gut mit destilliertem Wasser gewaschen wird. 2. Falling out of solutions. If so desired, add an excess of nickel on the Firox fibers from solutions. so is nickel sulfate in Dissolve water and add about twice the amount of sodium hypophosphite to the solution admitted, which is theoretically required. to reduce the nickel sulfate. The Fibrox is then immersed in this solution and the solution heated to a boil. The chemical reaction that takes place causes the formation of nickel hypophosphite and its subsequent reduction with continued boiling by the excess of sodium hypophosphite the formation of metallic nickel. Cooking continues for about an hour. then the fibrox is removed, carefully washed with distilled water and finally dried. If washed sufficiently with distilled water, so that there is no more unreduced salt on the Fibrox, the one with the Fibrox mass provided with excess nickel retains its original shape after drying accept. Similarly, a fibrox mass can be placed in a solution of chloroplatinic acid will. whereupon an excess of a saturated solution of. Ferrous sulphate added is: this mixture is then heated. A precipitate of platinum forms on the fibers of the fibrox, which is washed well with distilled water.

Der Fibroxkatalysator kann gebraucht werden zur Oxydation von #mmoniak zu Salpetersäure, zur Oxydation von schwefliger Säure zu Schwefeltrioxyd, für die Herstellung. von Schwefelsäure und besonders für die Synthese von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff. In diesem Fall ist ein höherer Druck nötig, und ein schmal gebauter Apparat ist wünschenswert, Deshalb ist die große aktive Oberfläche, die durch das Fibrox dargeboten wird, für einen schmalen Raum von besonderem Vorteil. The Fibrox catalyst can be used to oxidize #mmonia to nitric acid, to the oxidation of sulphurous acid to sulfur trioxide, for the Manufacturing. of sulfuric acid and especially for the synthesis of ammonia from nitrogen and hydrogen. In this case, a higher pressure is required and a narrower one Apparatus is desirable, therefore the large active surface area created by the Fibrox is offered for a narrow space of particular advantage.

Claims (1)

PATENT-ANSPRUC: Veffahren zur Herstellung von Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterial, auf dem das Katalysatormetall niedergeschlagen wird, das aus feinverfilzten Fasern von Siliciumoxycarbid bestehende Fibrox benutzt wird. PATENT ANSPRUC: Process for the production of catalysts, thereby characterized in that as a support material on which the catalyst metal is deposited Fibrox is used, which consists of finely entangled fibers of silicon oxycarbide will.