[其他]氧化氣體物質的方法

無效

• 申請號: 87103446
• 申請日: 1987-05-11
• 公開（公告）號: CN87103446A
• 公開（公告）日: 1987-12-09
• 發明（設計）人: 卡爾·T·張;詹姆斯·B·麥克蒙那格爾;羅伯特·J·奎阿蒂尼;威廉·A·塞頓
• 申請（專利權）人: 加拿大原子能有限公司
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J31/34
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 周中琦,戴真秀

本發明涉及一種氧化氣體物質的方法。

已知的氧化如CO、具有1-5個碳原子的醇和具有1-5個碳原子的醛之類氣體的氧化催化劑在任何有液態水和水蒸汽存在的情況下，性能都極差。此外，這些氧化催化劑在室溫下的性能也都非常不好。

因此需要一種所用的催化劑在液態水和水蒸汽存在下，并且在室溫下都具有令人滿意的性能的氧化上述氣體的方法。

從80世紀70年代中期石油價格猛漲以來，居民一直在密封其住宅以防止空氣損耗，借此降低能耗并節省費用。一般較老的住宅由于密封性差，所以室內空氣每小時被室外空氣置換數次。但對于現代能效高的住宅，每5小時只不過置換一次空氣。這可能造成室內污染物的積累。一氧化碳就是這些污染物中的一個。

一氧化碳是一種無色、無味并具有很大毒性的氣體，這種氣體具有比氧高200倍以上的與血液中氧合血紅蛋白的親合力。呼吸了含CO的空氣會使血液的載氧能力降低，其結果是使人窒息。美國政府工業衛生學家委員會[American????Council????of??Government??Industrial????Hygienists（ACG????IH）]推薦對于典型的40小時工作周采用CO的時間加權平均極限值[a????threshold????limit????value????time????weighted????everage（TLV-TWA）]為50ppm。由于每個人的感受性差別很大，有些人可能在低于所推薦的TLV-TWA水平下就會感到不適。此外，對于居住環境（例如幼兒和小孩幾乎全天生活的地方）CO量還應該更低。美國還沒有關于在居民長期居住的環境中所允許存在的CO量的聯邦規定，但在日本，對于居民長期生活的室內環境，規定最大的CO量為10ppm。

因此，特別需要有一種在室溫下對氧化室內CO具有良好效果的方法。

還需要有一種氧化環境可受控制的室中的CO的方法。這類室包括潛水艇、海底潛水鐘和焊接室。在某些這樣的環境中，濕度可能較高，并且非常需要降低動力消耗。

還需要有一種氣體面具（例如消防人員用的氣體面具）上CO脫除/過濾器的氧化CO方法。如果有一種適宜的方法，那么在許多需要帶呼吸用瓶裝空氣的場合就可以不用帶空氣瓶。

第一種眾所周知的常用的氧化一氧化碳的方法采用有專利權的錳和銅的氧化物的混合物為催化劑，其商品名為Hopealite，由美國匹茲堡的礦山安全用具公司（Mine????Safety????Appliance????Company）銷售。例如，可用這種催化劑脫除潛水艇日常呼吸用空氣中的CO。業已證實，這種催化劑會因吸收水蒸汽而減活，因此只能在相對濕度較低的時候使用。因此，在潛艇中，要將催化劑保持在較高的溫度下以防止吸水。第二種眾所周知的氧化CO的方法采用過渡金屬元素催化劑。一氧化碳在過渡金屬元素上的反應已廣為研究多年。Langmuir在這方面的開發工作已對其后的許多工作定下了調子（見：Langmuir，I.J.Am.Chem.Soc.，37，1162，1915;Trans.Faraday????Soc.，621，1922;Trans.Faraday????Soc.17，672，1922）

例如，用于氧化CO的過渡金屬元素催化劑的實際應用始見于汽車的第一代尾氣催化轉化器。需要按各政府有關法律規定，降低發動機的CO排放量。這些催化劑由鉑和/或鈀沉積在高孔隙、高表面積的氧化鋁上而形成，此氧化鋁或呈1.5-3毫米小球的形式，或呈“涂層”（Wash????coat）的形式涂敷在陶瓷或金屬塊的壁上。

眾所周知，氧化鋁是親水的，即其具有吸附水蒸汽的傾向。由于催化轉換器在高溫（500℃或更高）下操作，故存在于氣體中的水蒸汽通過轉化器時，不會在氧化鋁載體材料的孔隙中冷凝，因此能保持較好的催化劑性能。

但是，在室溫和較高的相對濕度下，氧化鋁卻能吸附水，其孔隙可能迅速被蒸汽冷凝水填滿。因此，除非采取防止吸水的加熱措施，否則這種用于汽車催化轉化器的催化劑就不能長期維持其活性。

第三種已知的氧化CO方法采用一般稱為瓦克爾（Wacker）方法催化劑的派生催化劑。在工業瓦克爾方法中，在立式反應器中采用含微量Pd Cl₂的Cu Cl₂水溶液使乙烯部分氧化成乙醛，產率約為95%[見C.L.Thomas著的“催化方法和已驗證的催化劑（Catalytic Processes and Proven Catalysts）”，Academic Press，New York，1970]