PLATINUM CATALYST ON A SUPPORT AS AIR PURIFYING AGENT

Abstract: 1. Catalyst for the oxidation of carbon monoxide, for use in air filters, with a support consisting of alpha-aluminium oxide, impregnated with a vanadium compound, characterized in that the support is provided with an additional impregnation of an elementary platinum metal and/or a platinum metallic oxide.

Description: Pt-Katalysator auf einem Träger als Luftreinigungs mittel Die Erfindung betrifft einen Katalysator mit einem Platinmetall auf einem Träger (im folgenden als Pt-Katalysator bezeichnet) als Luftreinigungsmittel zur Verwendung in Luftfiltern. Ein derartiges Luftreinigungsmittel ist bereits aus der ASME publication der American Society of Mechanical Engineers der Ausgabe 77-ENAs-28 bekannt. Es katalysieren hier Platinmetalle auf Trägermaterialien die Umsetzung von CO mit Luftsauerstoff. Diese Eigenschaft wird auf granulierten, platinmetallhaltigen Trägern als Filtermasse für CO-Filter verwendet. Während das ebenfalls als Luftreinigungsmittel für CO-Filter bekannte Hopkalit unter dem Einfluss der Luftfeuchtigkeit seine Wirksamkeit verliert, ist die Filtermasse mit Pt-Katalysator im wesentlichen gegen Luftfeuchtigkeit beständig. Es hat sich jedoch bei höheren Feuchtegraden und vorübergehend auch bei hohen CO-Konzentrationen eine gewisse Leistungseinbusse gezeiqt, zu deren Ausgleich ein grösseres Volumen an Filtermasse vorqesehen werden muss. Ausser erhöhtem Aufwand und Platzbedarf ist damit, z.B. bei dem Einsatz in Atemschutzfiltern, eine Gewichtsbelastung des Trägers gegeben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pt-Katalysator auf einem Träger als Luftreinigungsmittel zur Verwendung in Luftfiltern so zu verbessern, dass auch bei hohen Luftfeuchtigkeiten und CO-Konzentrationen eine Leistungsabnahme vermieden und damit eine kleinere und leichtere Filterfüllung möglich wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Träger mit Vanadinverbindungen imprägniert ist. In Ausbildung der Erfindung kann dabei die Vanadinverbindung ein Vanadinoxid oder ein Vanadat sein. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Pt-Katalysatoren mit den Vanadinverbindungen wie z.B. den Oxiden oder den Vanadaten Substanzen enthalten, deren Oxidationsleistung von höheren Feuchtegraden nicht beeinträchtigt wird. Damit wird der sich dann bemerkbar machende Leistungsrückgang des Pt-Katalysators vermieden. Die durch die Anwendung der Platinmetalle auf dem Träger erzeugte Fähigkeit zur katalytischen CO-Oxidation in trockenem Zustande wird durch die Vanadinimprägnierung nicht gestört.Während Doppelimprägnierungen häufig zu einer Einbusse einer Eigenschaft zugunsten einer anderen Eigenschaft führen, stören sich hier die Platinmetallimprägnierung und die Vanadinimprägnierung nicht. Im Gegenteil ergibt sich mit beiden Imprägnierungen sogar eine Verstärkung sowohl der Wirksamkeit im trockenen wie im feuchten Zustand als auch eine Stabilisierung gegenüber dem Auftreten hoher CO-Konzentrationen. Unter den Vanadinoxiden ist neben Vanadin(IV)-oxid und Vanadin < 'III)-oxid vor allem Vanadinpentoxid wegen seiner starken oxidationsfördernden Eigenschaft geeignet. Entsprechendes gilt unter den Vanadaten für das Vanadat(V), doch ist auch das Vanadat(IV) geeignet. Unter den bekannten Trägern ist-Aluminiumoxid wegen seiner feuchtigkeitsregulierenden Eigenschaft besonders geeignet. Dadurch wird das Luftreinigungsmittel stets in einem Bereich mittlerer Feuchte gehalten, bei dem die höchste Leistung gegeben ist. Ein Pt-Katalysator nach der Erfindung ist wie folgt aufgebaut: Ein granulierter, poröser Träger aus Aktivkohle, aktiver Tonerde, Kieselgel oder Zeolith trägt eine Schicht einer Vanadinverbindung, wie z.B. Vanadinpentoxid, Vanadin(IV)-oxid, Vanadin(III)-oxid, Alkalivanadat(V), Alkalivanadat (IV) oder ein Schwermetallvanadat, auf der sich Platin, Palladium, Rhodium oder Ruthenium befinden. Die Platinmetalle können sich elementar, als Oxid oder als Salz, z.B. Chlorid, auf der 1. Imprägnierung befinden. Je nach dem Feuchtigkeitsgehalt des Trägers sind die Platinmetalle in den verschiedenen Formen unterschiedlich wirksam. Ist der Träger sehr trocken, sind die elementaren Platinmetalle besonders wirksam. Bei mittlerer Feuchtigkeit des Trägers steigert ein gewisser Anteil an Platinmetalloxid die Wirksamkeit, während bei hohen Feuchtigkeiten ein Zusatz von Platinmetallchlorid sich vorteilhaft auswirkt. Im praktischen Gebrauch wird man daher versuchen, Platinmetalle in allen drei Formen auf dem Träger zu erhalten. Ferner kann es günstig sein, zur Erzielung besonderer Gasabscheideleistungen zusätzlich zu den Vanadinverbindungen noch andere Metalloxide z.B. Zinkoxid, oder Metallsalze, z.B. Chloride oder Chromate, auf den Träger zu bringen. Aufbau und Herstellung eines Luftreinigungsmittels nach der Erfindung sollen an einem Beispiel erläutert werden: a¯-Aluminiumoxid als Träger wird mit einer wässrigen Lösung von Ammoniumvanadat getränkt, so dass sich auf dem Träger 1 Gew. % Vanadin befindet. Der imprägnierte Träger wird im Vakuum getrocknet und dann auf 2000 C erhitzt, so dass das Ammoniumvanadat in Vanadinpentoxid übergeführt wird. Der vanadinpentoxidhaltige Träger wird nun mit einer wässrigen Lösung von Palladiumchlorid getränkt, so dass sich auf dem Träger 0,5 Gew. % Palladium befinden. Der getränkte Träger wird getrocknet und dann mit einer stark verdünnten Hydrazinlösung behandelt. Nach Reduktion des auf dem Träger befindlichen Palladiumchlorids wird die Hydrazinlösung abgegossen und der doppelt imprägnierte Träger mit Wasser gewaschen. Danach wird die Filtermasse getrocknet. Die fertige Filtermasse hat ausgezeichnete Oxidationswirkung für CO sowohl in trockenem Zustande als auch im Gleichgewicht mit 80 % relativer Feuchte bei 23 C, und zwar bei niedrigen Konzentrationen von wenigen mL CO pro m3 Luft wie auch bei hohen Konzentrationen von 1,0 % und 1,5 % CO.

Claims: Patentansprüche 1. Katalysator mit einem Platinmetall auf einem Träger zur Verwendung in Luftfiltern, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger mit Vanadinverbindungen imprägniert ist. 2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vanadinverbindung ein Vanadinoxid ist. 3. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vanadinverbindung ein Vanadat ist. 4. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein zu dc-Aluminiumoxid ist.

Inventors: VAN DER SMISSEN, CARL-ERNST, DR.
Applicants: DRAGERWERK AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: A62B19
IPC codes: B01J23, B01D53, B01J37, A62B19