Способ повышения каталитической активности палладия и платины Советский патент 1937 года по МПК B01J23/40 

Химическая промышленность стоит перед задачей интенсификации своих основных технологических циклов. Применительно к каталитическим процессам, составляющим базу большинства производств основной химии, а также органического синтеза, эти задачи выдвигают проблему повышения активности применяемых контактов. Имеющиеся в этом направлении попытки сводятся к изменению состава или методики приготовления определенного катализатора. Авторы настоящего изобретения считают возможным достижение лучших результатов соответствующей обработкой готового катализатора недостаточной высокой активности.

Теоретические работы лаборатории Катализа ЛИХФа, поставившие под сомнение субстанциональный характер каталитической активности, послужили отправной точкой для предположения о возможности вызывания и повышения каталитической активности твердого тела протекающей в его присутствии химической реакцией, Для доказательства этого предположения были поставлены следующие опыты, полностью подтвердившие его.

Опыт 1. Пластинка из металлического палладия площадью 40 см и толщиною 0,4 мм приводится в соприкосновение со смесью 2Н2-|-Оо при давлении около 0,1 мм Hg. После 12 час. стояния давление смеси не меняется, т. а. реакция не идет.

О п ы т 2. Та же пластинка вводится в соприкосновение с стехиометрической смесью этилена с водородом при давлениях 10-50 мм ртутного столба, причем в продолжение 10 часов реакции нет.

Опыт 3. Те же газовые смеси приведены в соприкосновение со слоем палладия, полученного испарением в высоком вакууме металлической пластинки, нагреваемой внутри кварцевого прибора, погружением последнего в термостат, при высокой температуре.

Активности в течение 2 часов нет.

Опыт 3 показывает, что неактивность палладия в опытах 1 и 2 не может быть объяснена загрязнением его поверхности, так как блокирующие поверхности примеси были удалены.

Опыт 4. Пластинка палладия из опытов 1-3, лишенная каталитической активности, обрабатывалась гремучей смесью давлением в 0,1 мм Hg и температурой в 300° в продолжение 1 мин., после чего остаток газа и образовавшаяся вода откачивались. Палладий охлаждался при комнатной температуре и вводился в соприкосновение с свежей порцией гремучего газа при температуре 20°. Реакция, выражавшаяся в падении давления смеси, протекала весьма энергично, следовательно палладий приобрел высокую активность.

Опыт 5. Аналогичная пластинка палладия при 700 вводится в соприкосновение с кислородом давления 0,03 мм Hg на 30 минут. После этого кислород откачивается из реактивного нространства, а пластинка палладия охлаждается при комнатной температуре. Активность металла оказывается, за исключением начального участка кривой, весьма небольшой. Во всяком случае эта активность значительно ниже конечной активности предыдущего опыта.

О п ы т 6. Те же манипуляции проводятся с палладием и водородом при 700. В результате полная стойкая неактивность.

Таким образом раздельная обработка компонентами реакции не дает того сильного и характерного эффекта, который получен в опыте 4 в результате обработки реагирующей на палладий смеси.

Опыт 7. Палладиевый неактивный слой, полученный испарением металла в высоком вакууме, обрабатывался по п. 5, после чего вводился в соприкосновение со смесью этилена с водородом 1 : 1 давления 25 мм Hg. Реакция гидрирования идет.

Таким образом, обработка палладия гремучей смесью активирует его не только для реакции взаимодействия кислорода с водородом, но и для другой (гидрирование этилена).

О п ы т 8. Неактивный палладий вводится в соприкосновение с гремучей смесью на длительный срок. Через 3 часа начинается весьма медленная самоускоряющаяся реакция, идущая по кипетическому закону автокаталитической реакции.

При пуске на эту же пластинку следующей порции газа реакция начинается сразу с больших скоростей соответствующих максимуму первой кривой.

Третий и последующие опыты продолжают усиливать активность, доводя ее в конце концов до весьма высокого уровня. Таким образом, эффект активирования реакцией может быть усилен повторным ее проведением. Таким же способом можно повысить каталитическую активность платины.

Приведенные опыты доказывают возможность сильного повышения каталитической активности налладия, обработкой его реагирующей гремучей смесью, причем возможна регулировка степени активации.

Опыты также доказывают больщую стойкость полученной по описанному способу активности.

Предмет изобретения.

Способ повышения каталитической активности палладия и платин ь1 отличающийся тем, что палладий вводят в гремучую смесь и в присутствии его осуществляют экзотермическую реакцию взаимодействия водорода с кислородом обычным способом.