(57)【要約】本発明は、ｉ）均質に溶解した白金族金属化合物少なくとも１種、ｉｉ）還元剤１種およびｉｉｉ）ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンおよびバナジウムのイソポリ酸およびヘテロポリ酸またはこれらの塩から選択される調整剤少なくとも１種を含有するメッキ液からの少なくとも１種の白金族金属の制御された無電解メッキにより得られる担持された白金族金属の触媒に関する。本発明はさらに制御された無電解メッキにより製造される触媒の使用下での、無機もしくは有機化合物の水素化のため、特に過酸化水素の直接合成のための方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ）均質に溶解した白金族金属化合物少なくとも１種、
ｉｉ）還元剤１種および
ｉｉｉ）ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンおよびバナジウムのイソポリ酸およびヘテロポリ酸またはこれらの塩から選択される調整剤少なくとも１種
を含有するメッキ液から少なくとも１種の白金族金属を制御しながら無電解メッキすることにより得られる白金族金属の担持触媒。
【請求項２】
白金族金属がパラジウムまたはパラジウムと白金との組み合わせから選択されている、請求項１記載の触媒。
【請求項３】
白金族金属化合物が窒素含有リガンドを有する白金族金属錯体を含む、請求項１または２記載の触媒。
【請求項４】
メッキ液が８〜１２のｐＨ値を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の触媒。
【請求項５】
イソポリ酸またはヘテロポリ酸がモノマーもしくはオリゴマーのオキソ酸からメッキ液中で現場で形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の触媒。
【請求項６】
担体が析出前に活性化されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の触媒。
【請求項７】
担体が活性化のために鋭敏化剤の溶液により処理され、かつ引き続き白金族金属塩の溶液により処理されている、請求項６記載の触媒。
【請求項８】
担体がセラミック材料およびガラスから選択されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の触媒。
【請求項９】
水素化すべき化合物を請求項１から８までのいずれか１項記載の触媒の存在下で水素と接触させる、分子状の無機もしくは有機化合物を水素化するための方法。
【請求項１０】
無機化合物が分子酸素である、過酸化水素を製造するための請求項９記載の方法。
【請求項１１】
酸素および水素を液状の媒体中で触媒と接触させる、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ｉ）均質に溶解した白金族金属化合物少なくとも１種、
ｉｉ）還元剤１種および
ｉｉｉ）ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンおよびバナジウムのイソポリ酸およびヘテロポリ酸またはこれらの塩から選択される調整剤少なくとも１種
を含有するメッキ液から少なくとも１種の白金族金属を制御しながら担体上に無電解メッキする、請求項１から８までのいずれか１項記載の触媒の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は白金族金属を担持させた触媒、制御された無電解メッキによるその製造方法および無機および有機化合物を該触媒の使用下で水素化するため、特に過酸化水素の直接合成のための方法に関する。
【０００２】
担持された白金族金属の触媒は数多くの化学プロセスにおいて、特に無機および有機化合物の水素化のために使用され、かつここでは大きな技術的重要性を有している。集中的に試験された反応は、分子状の酸素および水素から出発する、いわゆる過酸化水素の直接合成である。この反応およびその他の水素化のために高い活性および選択率を有する触媒を見出す努力がなされてきた。
【０００３】
ＵＳ６，１６８，７７５は過酸化水素の直接合成のための貴金属触媒を記載している。貴金属塩の溶液を、３００〜８０００ダルトンのモル質量を有するイオン性の制御ポリマー、たとえばポリアクリレートの溶液と混合し、かつ担体を該溶液で含浸する前もしくはその後に水素で還元する。こうして得られる触媒は担体上に貴金属が微細に分散していることにより、および表面における１１０−および／または２２０−結晶面を有する結晶が有利に形成されていることにより優れている。
【０００４】
多くの金属は無電解メッキにより担体上に施与することができ、これは自己触媒析出ともよばれる。ＥＰ−Ａ−０８７５２３５はたとえば担持触媒の製造方法を記載しており、この場合、多孔質の担体を触媒活性金属の塩および還元剤の溶液で処理し、かつこうして触媒活性金属の無電解メッキを行っている。
【０００５】
ＷＯ００／５９６３５は白金族金属の触媒を金属担体上に製造するための方法を記載しており、この場合、金属の析出は散在する粒子の形で行われる。析出はその中に白金族金属が錯化して存在しており、かつ４より大のｐＨ値を有する水性媒体から行う。
【０００６】
本発明は、触媒反応の空時収率を向上することができるよう公知の白金族金属の触媒の活性および／または選択率をさらに改善するという課題に基づいている。白金族金属はさらに、担体上に強固に固定され、このことによって機械的な負荷の下でも高い寿命が得られるべきである。
【０００７】
この課題は本発明により、
ｉ）均質に溶解した白金族金属化合物少なくとも１種、
ｉｉ）還元剤１種および
ｉｉｉ）ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンおよびバナジウムのイソポリ酸およびヘテロポリ酸またはこれらの塩から選択される調整剤少なくとも１種
を含有するメッキ液から少なくとも１種の白金族金属を制御しながら担体上に無電解メッキすることにより得られる、担持させた白金族金属触媒により解決される。
【０００８】
本発明はさらに、水素化すべき化合物を本発明による触媒の存在下に水素と接触させる、分子状の無機もしくは有機化合物を水素化するための方法に関する。
【０００９】
白金族金属を溶解したイソポリ酸および／またはヘテロポリ酸の存在下に担体上に無電解メッキすることにより、より均一な被覆、つまり担体上での貴金属粒子の均一な分散および均一な粒径が達成され、これは改善された活性および／または選択率につながる。被覆の均一性はたとえば走査型電子顕微鏡分析および／またはｘ−光電子放出分光分析法（ＥＳＣＡ）により調査することができる。
【００１０】
イソポリ酸またはヘテロポリ酸はニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンおよびバナジウムから、有利にはモリブデン、タングステンおよびバナジウムから選択される元素、特に有利にはタングステンから誘導される。イソポリ酸とは無機のポリ酸であると理解され、これはこれらの元素のオルト酸の部分的な無水物であり、かつこの種類の中心原子のみを有する。このための例はヘプタモリブデン酸、ヘキサタングステン酸、ドデカタングステン酸、ジバナジウム酸、デカバナジウム酸、ヘキサニオブ酸、ヘキサタンタル酸である。ヘテロポリ酸とは無機のポリ酸であると理解され、これはこれらの元素以外にもう１の中心元素、多くの場合はヒ素、ヨウ素、リン、セレン、ケイ素またはテルルを含有する。このようなヘテロポリ酸のための例は１２−モリブドリン酸、１２−タングストリン酸、１２−タングストケイ酸またはヘキサタングストヨウ素塩である。イソポリ酸またはヘテロポリ酸を予め形成し、かつメッキ液に添加することができるが、またはメッキ液中現場で適切な前駆体化合物から形成することができる。イソポリ酸および／またはヘテロポリ酸の縮合度は重要ではない。メッキ液のｐＨ値で調整される縮合度が適切である。適切な前駆化合物はモノマーのオキソ酸、たとえばメソ酸もしくはオルト酸、もしくはオリゴマーのオキソ酸、たとえば前記の元素のメタ酸もしくはこれらの塩である。イソポリ酸および／またはヘテロポリ酸の塩もしくはこれらの前駆化合物として特にアルカリ金属塩、特にナトリウム塩およびカリウム塩またはアンモニウム塩が考えられる。
【００１１】
適切な前駆化合物はたとえばタングステン酸ナトリウム、メタバナジン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウムなどである。
【００１２】
メッキ液中の白金族金属対イソ−および／またはヘテロポリ酸もしくはこのための前駆化合物のモル比は、白金族金属原子対ニオブ原子、タンタル原子、モリブデン原子、タングステン原子および／またはバナジウム原子のモル比として計算して、有利には０．０１〜５．０、特に０．１〜２．０である。
【００１３】
本発明の範囲で白金族金属とは周期系の鉄族に所属しない第８副族の貴金属、つまりルテニウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、オスミウムおよび白金である。ルテニウム、ロジウム、パラジウムおよび白金は有利であり、パラジウムおよび白金が特に有利である。前記の白金族金属の組合せもまた適切であり、パラジウムと白金、パラジウムとロジウム、パラジウムとイリジウム、パラジウムと白金とロジウム、およびパラジウムと白金とイリジウムとからなる組合せが適切である。パラジウムと白金とからなる組合せが特に有利である。パラジウムとの組合せの場合、有利にはパラジウムが主成分である。従ってパラジウムの割合は白金族金属の全含有率に対して有利には４０質量％以上、好ましくは６０質量％以上および特に有利には８０質量％以上である。
【００１４】
本発明による触媒の触媒活性成分は白金族金属以外にさらに、触媒の活性および／または選択性に影響を与える別の元素を助触媒もしくはドーパントとして含有していてもよい。これには有利にはコバルト、ニッケル、銅、銀、金、クロム、マンガン、レニウム、アルミニウム、スズ、鉛、ヒ素、アンチモンおよびビスマスのような金属、およびホウ素、炭素、ケイ素、窒素およびリンのような非金属が挙げられる。
【００１５】
助触媒もしくはドーパントとして使用される添加成分は通常、白金族金属の含有率に対して０．０１〜２０質量％、有利には０．１〜１５質量％および特に０．５〜１０質量％である。
【００１６】
白金族金属の化合物は白金族金属塩および白金族金属錯体から選択されている。有利には白金族金属錯体、特にその中で白金族金属が＋１〜＋４の酸化段階で存在しているものを使用する。複数の配位子を有する錯体が有利である。特にその中でパラジウムが配位数４で存在しているパラジウム（ＩＩ）錯体が有利である。
【００１７】
白金族金属の錯体は異なったリガンドを有していてもよい。錯体は予め製造するか、または現場でメッキ液中で形成することができる。マイナスに荷電した適切なリガンドはたとえばハロゲン化物および偽ハロゲン化物、たとえば塩化物、臭化物、ヨウ化物、ＣＮ、ＯＣＮおよびＳＣＮ、Ｃ１〜Ｃ６−カルボン酸、たとえばギ酸、酢酸およびプロピオン酸およびこれらの塩、キレートリガンド、たとえばエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ニトリロ三酢酸、１，２−ジアミノシクロヘキサン四酢酸およびこれらの塩、アミノホスホン酸、たとえばニトリロメチレンホスホン酸、ジケトネート、たとえばアセチルアセトネート、ヒドロキシカルボン酸、たとえばグリコール酸、乳酸、酒石酸およびグルコン酸、およびこれらの塩から選択されている。電気的中性のリガンドとしてたとえばアルキルニトリル、たとえばアセトニトリル、アミン、たとえばアンモニア、第一、第二および第三Ｃ１〜Ｃ６−アルキルアミン、たとえばエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、ヘキシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルイソプロピルアミンおよびＮ，Ｎ−ジメチルブチルアミン、ジ−、トリ−、テトラ−およびポリアミン、たとえばエチレンジアミン、ジエチレントリアミンおよびトリエチレンテトラミン、非芳香族および芳香族の環式アミン、たとえばピロリジン、ピペリジン、モルホリン、ピペラジン、ピロールおよびこれらのｎ−Ｃ１〜Ｃ６−アルキル誘導体、ピリジンおよびフェナントロリン、ホスフィン、たとえば第三Ｃ１〜Ｃ６−アルキル−およびＣ６〜Ｃ１２−アリールホスフィン、特にトリフェニルホスフィン、ならびにスルフィド、たとえばＣ１〜Ｃ６−モノ−および−ジアルキルスルフィド、Ｃ６〜Ｃ１２−モノ−および−ジアリールスルフィドおよび酸素化合物、ジ−Ｃ１〜Ｃ６−アルカノールおよびフェノールならびにこれらのエーテルが適切である。
【００１８】
特に有利であるのは窒素含有のリガンド、特にアミン、特に有利にはアンモニアである。有利には白金族金属化合物は窒素原子を有するリガンドを有する白金族金属錯体を含む。
【００１９】
メッキ液の白金族金属含有率は一般に０．００１〜２ｇ／ｌ、有利には０．１〜０．５ｇ／ｌの範囲である。
【００２０】
有利なパラジウム錯体はＨ２ＰｄＨａｌ４、Ｍ２ＰｄＨａｌ４、Ｍ２Ｐｄ（ＣＮ）４、（ＮＨ４）２ＰｄＨａｌ４、Ｐｄ（ＮＨ３）４Ｈａｌ２、Ｐｄ（ＮＨ３）４（ＮＯ３）２およびＰｄ（ＮＨ３）４（ＣＮ）２であり、その際、Ｍはアルカリ金属、特にナトリウムおよびカリウムであり、かつＨａｌはハロゲン原子、特に塩素、臭素およびヨウ素を表す。
【００２１】
有利な別の白金族金属錯体は（ＮＨ４）２ＩｒＣｌ６、Ｈ２ＰｔＣｌ４、（ＮＨ４）２ＰｔＣｌ４、Ｎａ２ＰｔＣｌ４およびＫ２ＰｔＣｌ４である。
【００２２】
さらにメッキ液は少なくとも１種の還元剤を溶解した形で含有している。還元剤として、そのレドックス電位が使用される白金族金属化合物のレドックス電位を下回る全ての物質もしくは物質混合物が適切である。水性媒体中での標準電位が＋０．５ボルトより小さい物質が有利であるが、しかし標準電位が０ボルトより小さいものが有利である。
【００２３】
適切な還元剤の例は、ギ酸もしくはα−ヒドロキシカルボン酸、たとえばクエン酸、乳酸、酒石酸および特にカルボン酸の塩、有利にはアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムおよびＣ１〜Ｃ１０−アルキルアンモニウムの塩、亜リン酸または次亜リン酸、亜リン酸もしくは次亜リン酸の塩、特にアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩、Ｃ１〜Ｃ１０−アルカノール、たとえばメタノール、エタノールおよびイソプロパノール、単糖類、二糖類およびオリゴ糖類の形の糖類、たとえばアルドースおよびケトース、特にグルコース、フルクトースおよびラクトース、アルデヒド、たとえばホルムアルデヒド、水素化ホウ素化合物、たとえば水素化ホウ素、ボラン、ホウ酸金属塩およびボラン錯体、たとえばジボラン、水素化ホウ素ナトリウムおよびアミンボラン、特にトリメチルアミンボラン、ヒドラジンおよびアルキルヒドラジン、たとえばメチルヒドラジン、亜ジチオン酸水素および亜ジチオン酸塩、特に亜ジチオン酸水素ナトリウムおよび亜ジチオン酸カリウム、ナトリウム、カリウムおよび亜鉛の亜ジチオン酸塩、亜硫酸水素および亜硫酸塩、特にナトリウムおよびカリウムの亜硫酸水素塩、ナトリム、カリウムおよびカルシウムの亜硫酸塩、ヒドロキシルアミンおよび尿素、ならびにこれらの混合物である。
【００２４】
有利な還元剤は次亜リン酸ナトリウムおよび次亜リン酸カリウム、ギ酸アンモニウム、トリメチルアミン−ボラン、水素化ホウ素ナトリウム、亜ジチオン酸ナトリウムおよび亜ジチオン酸水素ナトリウム、ならびにギ酸アンモニウムと次亜リン酸ナトリウムとの混合物である。
【００２５】
通常、白金族金属および添加成分（たとえば助触媒／ドーパント成分）の合計に対して酸化還元当量の還元剤を使用する。有利には還元剤を過剰で使用する。特に１０：１〜１００：１および特に有利には２０：１〜６０：１、たとえば約３０：１、約４０：１もしくは約５０：１の還元剤対白金族金属のモル比が適切である。
【００２６】
有利にはメッキ液は６より高いｐＨ値を有する。ｐＨ値は有利には７〜１４の範囲、特に８〜１２の範囲である。このためにメッキ液に塩基を添加して所望のｐＨ値を調節する必要がある。塩基は、水性媒体のｐＨ値を所望の値に調製するために適切な全ての物質もしくは化合物である。特に錯体を安定化する特性を有する、つまり少なくとも部分的にルイス塩基の特性を有する塩基を使用する。有利には金属酸化物、金属水酸化物、特にアルカリ金属水酸化物、たとえば水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウム、金属炭酸塩、特にアルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩、たとえば炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウムおよび炭酸カルシウム、窒素塩基、特にアンモニア、第一、第二および第三アミン、たとえば前記で窒素含有の錯体リガンドとして記載したものを使用する。同様に緩衝系、特に前記の塩基、前記の塩基および／または適切な酸の塩が適切である。特に有利な塩基はアンモニアおよび水酸化ナトリウムである。
【００２７】
メッキ液は通常水性である、つまり該溶液は少なくとも１０質量％、有利には少なくとも３０質量％および特に少なくとも５０質量％の水を含有する。水とは異なる成分は有利には水と混和性の溶剤、たとえばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサンから選択されている。
【００２８】
担体として、金属であっても非金属であってもよく、当業者に公知の全ての触媒担体を使用することができる。適切な金属担体はたとえばＷＯ００／５９６３５に記載されており、その開示内容をここで引用する。非金属担体は通常、無機材料もしくはプラスチックから選択される。
【００２９】
「無機材料」という表現は本発明ではごく一般的に非金属の無機材料を包含し、たとえば天然もしくは合成の無機塩、ガラス、セラミックなどである。有利には無機材料としてガラスを使用する。有利にはガラスは溶融した二酸化ケイ素または溶融した石英からなるガラス、ならびにアルカリ金属ケイ酸塩、アルカリ土類金属珪酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩およびケイ酸鉛をベースとするガラスである。有利な無機担体材料はさらにホウ酸塩、リン酸塩、ゲルマニウム酸塩、カルコゲニドおよびハロゲン化物のガラス、たとえばフッ化ベリリウムからなるガラスである。
【００３０】
有利には担体として使用される無機材料はさらに、セラミック材料から選択される。適切なセラミック材料は金属の酸化物、ホウ化物、窒化物および／または炭化物から製造することができる。本発明により使用されるセラミック材料はガラス化されていてもよいしガラス化されていなくてもよいし、結晶質であっても部分的に結晶質であってもよい。有利には本発明による方法のために、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、二酸化ジルコニウムおよびこれらの混合物から選択されているベース材料からなるセラミックを使用する。有利にはさらにたとえばキレタイト（Ｃｈｅｌａｔｉｔ）、ステアタイト、コーディエライト、灰長石、ムライトまたはポルサイトの場合のように、カチオンを有するセラミックを使用する。さらにセラミック複合材料が有利である。
【００３１】
非金属担体は通常、活性化しなくてはならない。担体の「活性化」とは、その後の白金族金属の無電解メッキを促進するのためのシードを担体の表面上に形成する工程であると理解する。シードは通常、金属、有利には白金族金属、特に有利にはパラジウムからなる。有利には活性化のための担体を鋭敏化剤（ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒ）の溶液で処理し、かつ引き続き白金族金属の塩の溶液で処理する。鋭敏化剤として一般に、還元剤が適切であり、その際、スズ（ＩＩ）化合物、特に塩化スズ（ＩＩ）およびチタン（ＩＩＩ）化合物が特に有利であり、場合によりその他の還元剤と組合せる。鋭敏化剤として有利なその他の還元剤は次亜リン酸の塩である。活性化はたとえばＥＰ−Ａ−０８７５２３５に記載されており、その開示内容を引用する。
【００３２】
析出は一般に０〜１００℃の範囲の温度で、有利には３０〜１００℃の範囲、および特に４０〜８５℃の範囲の温度で行う。
【００３３】
たとえば白金族金属を析出させるために担体を完全に調製したメッキ液と接触させる。あるいは担体をまず、場合によりメッキ液の任意の成分を完全にもしくは部分的に含有する還元剤および調整剤の溶液と接触させる。白金族金属および残りの任意の成分を次いで析出温度で、またはたとえば３０℃までの低い温度で添加する。あるいはまた、担体を白金族金属化合物および調整剤の溶液と接触させ、かつ次いで還元剤の溶液を添加してもよい。
【００３４】
本発明による方法では、白金族金属を担体上に析出させている間に、ポンプもしくは攪拌によってメッキ液の十分な循環に配慮することが有利であることが判明した。
【００３５】
メッキ液を担体と十分に長く接触させて、担体上での白金族金属の無電解メッキを達成する。必要とされる反応時間は通常、０．５〜５００分、有利には１〜３００分、および特に有利には２〜６０分である。通常、使用される白金族金属の７０質量％以上、有利には８０質量％以上および特に有利には９０質量％以上が担体上に析出する。その際、白金族金属は通常、担体に強固に結合しているので、触媒反応において使用する際に液体および気体との接触によって顕著なはく離は生じない。調整剤のベースになっている元素は触媒上で無視できる量で検出されるにすぎない。
【００３６】
本発明による触媒は有機および無機化合物の水素化のため、および特に有機化合物、たとえばオレフィン、たとえばエチレン、プロピレン、アセチレンおよびブタジエン、カルボニル化合物、たとえばアルデヒド、ケトン、芳香族化合物、たとえばベンゼンのため、および特に有利には過酸化水素を製造するための酸素の水素化のために適切である。
【００３７】
本発明のもう１つの対象は、酸素と水素とを液状の媒体中で、有利には実質的に水性の溶液中で本発明による触媒と接触させる過酸化水素の製造方法である。
【００３８】
Ｈ２Ｏ２を合成するために適切な反応器はたとえばＥＰ−Ａ−０６８８６２、ＥＰ−Ａ−２０１６１４およびＥＰ−Ａ−４４８８８４に記載されている。本発明による触媒が堆積物としてその中に存在しているか、または円筒形に構成された触媒ユニットの形で設置されている管型反応器が特に有利である。前記のとおり、担体のための相応する形状付与により気体および液体のための最適な流量比を調整することができる。
【００３９】
有利には液相は上から下へと流下して触媒堆積物を通過する。その際、気体は並流もしくは向流で案内することができるが、並流が有利である。
【００４０】
有利には１つもしくは複数の中間供給部を介して酸素もしくは空気の供給点から下流に水素を反応器に供給することができる。反応ガスおよび反応媒体のボイド管速度は有利には約２０〜７０００ｍ／ｈの範囲、特に有利には５０〜１４００ｍ／ｈの範囲である。
【００４１】
反応媒体として有利には水および／またはＣ１〜Ｃ３−アルカノール、特に水および／またはメタノールを使用する。反応媒体として水を使用する場合、ここにアルコール、有利にはメタノールを２０質量％まで添加することができる。アルコール性の反応媒体を使用する場合、これは水を４０質量％まで、有利には２０質量％まで、および特に有利には５質量％まで含有していてもよい。殊に有利には水を単独で反応媒体として使用する。過酸化水素を分解に対して安定化するために反応媒体に、そのｐｋａ値が有利に酢酸の値よりも小さい酸、特に鉱酸、たとえば硫酸、リン酸もしくは塩酸を添加する。酸の濃度は通常、少なくとも１０−４モル／リットル、有利には１０−３〜１０−１モル／リットルである。さらに通常、なお痕跡量の臭化物もしくは塩化物を１〜１０００ｐｐｍ、有利には５〜７００ｐｐｍおよび特に有利には５０〜６００ｐｐｍの濃度で添加する。あるいはまたその他の安定化剤、たとえばホルムアルデヒドを使用することもできる。
【００４２】
水素および酸素以外になおさらに不活性ガス、たとえば窒素もしくは希ガスを含有していてもよい反応ガスは通常、２：１〜１０００：１のＯ２：Ｈ２の比を有する。有利には５：１〜１００：１、特に２０：１〜１００：１の範囲のモル比を使用する。反応ガス中で使用される酸素は空気の形で反応ガスに混合してもよい。
【００４３】
有利な１実施態様では反応ガスを循環させる。この場合、新鮮な気体混合物中のモル比はほぼ化学量論的であり、有利には１．５：１〜０．５：１の範囲である。循環ガス中のモル比Ｏ２：Ｈ２は５：１〜１０００：１の範囲、有利には２０：１〜１００：１の範囲である。反応は常圧でも２００バールまでの過圧でも実施することができる。圧力は有利には１０〜１００バール、特に１０〜８０バールである。反応温度は０〜８０℃の範囲であってよく、有利には５〜６０℃の範囲、および特に２５〜５５℃で作業する。有利には反応器および循環ガス中の反応ガス混合物中の反応ガスの分圧は、反応条件下で水素濃度が爆発限界の下限値を下回るように選択する。
【００４４】
記載の方法により２質量％を上回る水素含有率、有利には３〜２５質量％の範囲の水素含有率を有する過酸化水素溶液を製造することができる。濃度は所望の方法で物質流を調整することにより予め選択することができる。長期にわたる調査により４０日以上の運転時間の後でも触媒活性および選択率の低下はわずかであることが判明した。
【００４５】
従来技術から公知の触媒に対して、本発明により製造される触媒は優れた触媒特性を有している。該触媒は水素化反応において活性が高く、かつ極めて選択的である。さらに本方法により担体上での白金族金属粒子の特に良好な付着が達成され、従って本発明により製造された触媒を用いて特に長いオンストリーム時間が得られる。
【００４６】
本発明を添付の図面および次の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００４７】
図１は本発明による触媒もしくは比較触媒により触媒反応を行った過酸化水素の直接合成に関する空時収率の時間的な推移を示している。
【００４８】
触媒の製造
例１（＝比較例、触媒Ｂ１）：
直径２ｍｍを有する球状物の形のＣｅｒａｍｔｅｃ社のステアタイト担体１２００ｇを順次、水酸化ナトリウム溶液、２５％の硫酸および蒸留水で洗浄した。こうして前処理した球状物を引き続き、溶液Ａ（＝ＳｎＣｌ２  ５ｇ／ｌ＋濃塩酸１０ｍｌ／ｌ）を３分間作用させることによってヌッチェの上で活性化し、次いで濾別および蒸留水０．５ｌで洗浄した後、溶液Ｂ（＝ＰｄＣｌ２  ０．２ｇ／ｌ＋濃塩酸１ｍｌ／ｌ）を３分間、作用させた。改めて濾別および水で洗浄した後、全ての手順を繰り返し、かつ最後にそのつど蒸留水０．５ｌで３回洗浄した。
【００４９】
該球状物を湿ったままガラス管に設置し、かつ溶液Ｃ（＝ＮＨ４Ｃｌ  ７０ｇ／ｌ、ＮＨ３  ２３ｇ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム３０ｇ／ｌ）を添加した。ポンプを用いて、球状物がちょうど移動し、かつ流動床を形成するようにこの溶液を管に導通した。気体分離器としても同時に使用されるタンクを介して該溶液をふたたびガラス管の入口に返送した。ガラス管はさらに、加熱液で充填された二重壁を備えていた。溶液中の温度を被覆前にポンプによる循環下で４０±０．５℃にした。次いで水中のヘキサクロロ白金酸およびナトリウム−テトラ−クロロ−パラデート５２６ｍｇの溶液Ｄ２０ｇを添加し、かつ反応を開始した。１時間後に反応は終了した。該溶液を排出し、かつ水で後洗浄した。こうして製造した触媒は１４５ｍｇ／ｋｇのＰｄ含有率を有しており、これは９２％の析出度に相応する。
【００５０】
例２（＝触媒Ｂ２）：
例１からの触媒の調製を繰り返したが、ただしその際、溶液Ｄはさらにタングステン酸ナトリウム４０５ｍｇを含有していた。
【００５１】
触媒の特性を水素と酸素とからの過酸化水素の直接合成において試験した。
【００５２】
例３：
内径２．１ｃｍおよび長さ２．００ｍを有する二重壁反応器に触媒Ｂ１を装入した。４０℃および圧力５０バールで、水中のリン酸５ｇ／ｌおよび臭化水素１２０ｍｇ／ｌの溶液を１．０ｋｇ／ｈの速度で触媒床に通過させた。同時に気体圧縮機を用いて水素３％および酸素９７％の混合物を１０４００Ｎｌ／時の速度でポンプにより上から下へと流下させて触媒床を循環させた。水素および酸素のための２つの質量流量計を用いて気体混合物を製造した。その組成を、排ガス流としてわずかな部分流がその中を導通する熱伝導度検出器を用いて確認し、かつ後制御した。
【００５３】
導入された気体の質量流と排ガス流とから、過酸化水素および水への反応により消費される水素の量を算出した。
【００５４】
反応管から排出される生成物混合物を分離器中で、さらに加圧下に気体から分離し、かつ液状で装置から排出した。供給流に対する質量流により質量収支を行った。液状の排出物の過酸化水素含有率を滴定により測定した。
【００５５】
排出流の質量、過酸化水素の含有率および消費された水素の量から、水素に対する選択率を算出した。空時収率（ＲＺＵ）は触媒堆積物の体積に対する時間単位あたりのモルで水素の消費量として生じた。
【００５６】
空時収率（ＲＺＡ）は、管型反応器中の触媒堆積物６９０ｍｌの体積に対する時間単位あたりに形成される過酸化水素の量から生じた。結果は次の第１表にまとめられている。図１は空時収率の時間的な推移を示してる。
【００５７】
例４：
例３を繰り返したが、ただしその際、触媒Ｂ２を使用した。この措置により高い活性および若干改善された選択率に基づいてより高い空時収率が生じた（第１表および図１を参照のこと）。本発明による触媒に関するＲＺＡは常に比較触媒のＲＺＡを上回ることが分かる。
【００５８】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による触媒もしくは比較触媒を用いた過酸化水素の直接合成における空時収率の推移を示す図。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月22日(2002.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ）均質に溶解した白金族金属化合物少なくとも１種、
ｉｉ）還元剤１種および
ｉｉｉ）ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンおよびバナジウムのイソポリ酸およびヘテロポリ酸またはこれらの塩から選択される調整剤少なくとも１種
を含有するメッキ液から少なくとも１種の白金族金属を制御しながら無電解メッキすることにより得られ、その際、調整剤のベースになっている元素は触媒上で無視することのできる量で検出されるのみである白金族金属の担持触媒。
【請求項２】
白金族金属がパラジウムまたはパラジウムと白金との組み合わせから選択されている、請求項１記載の触媒。
【請求項３】
白金族金属化合物が窒素含有リガンドを有する白金族金属錯体を含む、請求項１または２記載の触媒。
【請求項４】
メッキ液が８〜１２のｐＨ値を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の触媒。
【請求項５】
イソポリ酸またはヘテロポリ酸がモノマーもしくはオリゴマーのオキソ酸からメッキ液中で現場で形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の触媒。
【請求項６】
担体が析出前に活性化されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の触媒。
【請求項７】
担体が活性化のために鋭敏化剤の溶液により処理され、かつ引き続き白金族金属塩の溶液により処理されている、請求項６記載の触媒。
【請求項８】
担体がセラミック材料およびガラスから選択されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の触媒。
【請求項９】
水素化すべき化合物を請求項１から８までのいずれか１項記載の触媒の存在下で水素と接触させる、分子状の無機もしくは有機化合物を水素化するための方法。
【請求項１０】
無機化合物が分子酸素である、過酸化水素を製造するための請求項９記載の方法。
【請求項１１】
酸素および水素を液状の媒体中で触媒と接触させる、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ｉ）均質に溶解した白金族金属化合物少なくとも１種、
ｉｉ）還元剤１種および
ｉｉｉ）ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンおよびバナジウムのイソポリ酸およびヘテロポリ酸またはこれらの塩から選択される調整剤少なくとも１種
を含有するメッキ液から少なくとも１種の白金族金属を制御しながら担体上に無電解メッキする、請求項１から８までのいずれか１項記載の触媒の製造方法。
【国際調査報告】
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