[其他]多孔無機隔膜催化劑載體

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87103502
• 申請日: 1987-04-15
• 公開（公告）號: CN87103502A
• 公開（公告）日: 1988-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅賓·克里斯托弗·弗爾諾;亞歷山大·菲利普·戴維森;梅爾維爾·道格拉斯·鮑爾
• 申請（專利權(quán)）人: 艾爾坎國際有限公司
• 主分類號: C25B11/04
• 分類號: C25B11/04;C25B13/04;B01J21/04
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅才希

本發(fā)明涉及應(yīng)用多孔無機隔膜，特別是作為催化劑的載體的陽極氧化鋁隔膜。多孔氧化鋁陶瓷廣泛用作催化劑的載體是公知的。通過控制沉積催化劑的孔隙的尺寸大小以控制催化劑的活度也是公知的。應(yīng)用中，氣體反應(yīng)物以不規(guī)則的方式擴散入或擴散出孔隙，而且對反應(yīng)產(chǎn)物沒有特有的分離作用。

先前，如日本專利說明書第53146988、53022185及5350082號中曾介紹應(yīng)用陽極氧化鋁薄隔膜作為催化劑的載體。在所有情況中，該薄隔膜是在仍附著于金屬底材的情況下被使用的。因此，多孔薄隔膜中的孔隙其端部是閉合的，而反應(yīng)物與沉積在孔隙中的催化劑之間的接觸只通過擴散入或擴散出孔隙的相同端部而實現(xiàn)的。

K.N.Rai和E.Ruckenstein（催化劑雜志，40，（1975），117至123）報告有關(guān)制備有柱狀平行孔隙的陽極氧化鋁隔膜的問題，由于沒有附著在金屬底材上，所以該隔膜是能滲透的，由于可按預(yù)定的要求制作具有輪廓清晰的微孔幾何結(jié)構(gòu)，所以該文作者認(rèn)為該隔膜可以用于多相催化作用進行系統(tǒng)的研究。

在一個方面，本發(fā)明提供一種多孔無機隔膜，在該隔膜中催化性活性物質(zhì)的沉積物是存在于孔隙內(nèi)，而沉積物是集中在鄰近隔膜的表面的孔隙的端部。

在另一個方面，本發(fā)明提供一種具有從一側(cè)表面向內(nèi)伸展的較大孔隙系統(tǒng)與一種具有從另一側(cè)表面向內(nèi)內(nèi)伸展的較小孔隙系統(tǒng)互相連接的多孔無機隔膜，其中催化性活性部位存在于孔隙之中。

這些隔膜特別適合用于流通方式中。因此，在另一方面，本發(fā)明提供一種催化劑裝置，該裝置包括多孔催化性活性無機隔膜、用以向隔膜的第一表面提供流體反應(yīng)物的設(shè)備及用以從隔膜的第二表面回收流體反應(yīng)產(chǎn)物的設(shè)備。

在又另一方面，本發(fā)明提供通過應(yīng)用多孔催化性活性無機隔膜完成化學(xué)反應(yīng)的方法，該方法包括向該隔膜的第一表面提供流體反應(yīng)物及從該隔膜的第二表面回收反應(yīng)產(chǎn)物。

不論是對稱的或是非對稱的多孔無機隔膜在文獻中已有敘述。例如，氧化鋁和其它金屬氧化物隔膜可用J.Mat.Sci.，19（1984）1077-1088，A.F.M.Leenaars等人文章中所述的溶膠-凝膠技術(shù)制成;或用R.E.Mistler等人在G.Y.Onoda等人編著“焙燒前的陶瓷加工”Wiley出版社，NY，1978第411至448頁中發(fā)表的文章中所述的帶澆鑄技術(shù)制成。而優(yōu)選應(yīng)用的為陽極氧化鋁隔膜。

當(dāng)某種鋁質(zhì)底材在某種電解質(zhì)，例如在稀硫酸中陽極化，在大部分包含非晶態(tài)氧化鋁的表面上形成多孔陽極氧化薄膜。孔隙從薄膜的外表面伸展到近金屬/氧化物的交界面。每個孔隙的底實際上由陽極氧化的薄粘附層形成的（氧化阻擋層），可用若干種技術(shù)將陽極氧化薄膜從形成它的金屬底材上分離開來：（1）用稀鹽酸將金屬底材腐蝕;（2）將金屬底材溶解在溴/甲醇中;（3）用氯化汞的水溶液浸蝕氧化物/金屬表面，導(dǎo)致氧化隔膜從金屬面上被提起;（在所有前面三種方法中，如果需要隔膜有兩端開口的孔隙，則須接著用化學(xué)處理的方法把陽極薄膜的阻擋層部分溶解下來）;（4）用溶解阻擋層及在不必破壞底材下分離氧化隔膜的電化學(xué)方法。所有這些技術(shù)導(dǎo)致產(chǎn)生對稱陽極氧化隔膜。該隔膜具有從一側(cè)表面伸展到另一側(cè)表面通常為柱狀的孔隙而且通常在它們整個長度上有均勻的直徑。

歐洲專利早期公開說明書EPA????178831敘述如何用低電壓還原技術(shù)通過從傳統(tǒng)陽極氧化鋁隔膜的金屬底材上分離該陽極氧化鋁隔膜以形成多孔隔膜，設(shè)計用來減薄該阻擋層并把最終余留在金屬/氧化物的交界面上任何阻擋層溶解掉，生成的非對稱陽極氧化鋁隔膜具有從隔膜的一側(cè)表面向內(nèi)伸展的較大孔隙的系統(tǒng)和從另一側(cè)表面向內(nèi)伸展的較小孔隙的系統(tǒng)，較大孔隙的系統(tǒng)與較小孔隙的系統(tǒng)互相連接，使得一個或多個較小孔隙的內(nèi)端部與較大孔隙的內(nèi)端部連接起來，而且基本上不存在較大的盲孔。應(yīng)用這些隔膜作為催化劑的載體有許多有益的特性。尤其是，這些隔膜可作高孔率安排。從而將良好的催化劑接觸與高的流通率結(jié)合起來。

陽極氧化鋁隔膜一般厚度是從0.1至100微米。在流通方式中用作催化劑載體時，該隔膜通常至少為5微米厚以提供必需的強度。孔隙直徑依陽極化電壓而定，對柱狀孔隙而言，一般范圍為10至2000毫微米（1毫微米＝10^-3微米＝10^-9米）。在歐洲專利早期公開說明書EPA 178831中敘述的那種非對稱隔膜中，最小孔隙的直徑可能低至2毫微米。