DE2936927A1

DE2936927A1 - Verfahren zum herstellen eines katalysators und eines katalysatortraegers

Info

Publication number: DE2936927A1
Application number: DE19792936927
Authority: DE
Inventors: Kazunobu Abe; Tadao Nakatsuji
Original assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1978-09-12
Filing date: 1979-09-12
Publication date: 1980-03-13
Also published as: DE2936927C2; US4416800A; GB2037342B; FR2435967A1; GB2037342A; US4280926A; FR2435967B1; DE2954517C2

Description

Verfahren zum Herstellen eines Katalysators und eines Katalysatorträgers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Katalysators mit einem zugehörigen Träger in Gestalt eines Flach- oder Wabenmaterials.

POSTADRESSE:

DR. E. NEUGEBAUER

POSTFACH 31

O-8000 MÖNCHEN 26

Bei einem wabenförmigen Katalysatormaterial sind durchgehende Kanäle vorhanden, die sich parallel zur Strömungsrichtung des zu behandelnden Gases erstrecken, und daher können solche Materialien auf vorteilhafte Weise zur Behandlung großer Gasmengen bei hohen linearen Strömungsgeschwindigkeiten verwendet werden, z.B. bei der katalytischen Reduktion von Stickoxiden, die in Abgasen, z.B. eines Kessels, einer Brennkraftmaschine oder einer Salpetersäurefabrik vorhanden sind, denn das zu behandelnde Gas erleidet beim Durchströmen des Katalysators nur einen

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unerheblichen Druckverlust. Ein weiterer Vorteil eines wabenförmigen Katalysatormaterials besteht darin, daß es möglich ist, den Durchmesser bzw. die Querschnittsabmessungen der Kanäle des Katalysators auf geeignete Weise zu wählen, so daß Staubteilchen in dem Gas den Katalysator passieren, ohne sich in dem Katalysator abzulagern.

Wabenförmige Katalysatoren werden bis jetzt unter Anwendung verschiedener Verfahren hergestellt. Bei einem in vielen Fällen angewendeten Verfahren wird eine Aufschlämmung eines keramischen Materials, z.B. von Cordierit, Mullit oder Ton, durch Strangpressen mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeugs unmittelbar zu einem wabenförmigen Erzeugnis verarbeitet, das dann getrocknet und mit einem einen Katalysator bildenden Material beschichtet wird; der Ausdruck "ein einen Katalysator bildendes Material" bezeichnet hier ein katalytisch wirksames Medium, eine Trägersubstanz für dieses Medium und/oder deren Ausgangsstoffe, die dadurch in ihre aktive Form gebracht werden, daß sie kalciniert werden. Da diese keramischen Materialien bei ihrer Verwendung als Substrat gewöhnlich inaktiv bzw. chemisch träge sind und nur ein geringes Wasserabsorptionsvermögen haben, muß bei diesem Verfahren das Substrat wiederholt in eine das den Katalysator bildende Material enthaltende Aufschlämmung oder Lösung eingetaucht werden, damit sich eine ausreichende Menge des den Katalysator bildenden Mate-

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rials auf dem Substrat ablagert. Gewöhnlich soll das Substrat mit einer Schicht aus dem den Katalysator bildenden Material versehen werden, deren Dicke etwa 200 bis 300 Mikrometer beträgt. Dieses ein wiederholtes Eintauchen bedingende Verfahren führt natürlich zu erhöhten Herstellungskosten. Da das keramische Substrat gewöhnlich nur eine geringe Affinität zu einem aufgebrachten Überzug aufweist, besteht außerdem die Gefahr, daß sich der Überzug von den betreffenden Flächen des Substrats ablöst.

Alternativ kann man einen wabenförmigen Katalysator aus keramischem Material herstellen, indem man eine Aufschlämmung des den Katalysator bildenden Materials selbst extrudiert, um den vorstehend geschilderten Nachteil zu vermeiden. Bei diesem Verfahren erhält man einen wabenförmigen Katalysator, der bereits das den eigentlichen Katalysator bildende Material enthält. Jedoch benötigt man in diesem Fall eine größere Menge des kostspieligen Materials, aus dem der eigentliche Katalysator erzeugt wird. Beiden bekannten Verfahren haftet ferner der Nachteil an, daß das Erzeugnis wegen seines großen Gewichtes nur schwer zu handhaben ist.

Im Hinblick hierauf ist bereits ein wabenförmiger Katalysator vorgeschlagen worden, der erheblich leichter und bequemer zu handhaben ist als ein wabenförmiger Katalysator aus keramischem Material. Beispielsweise ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 53-1978 ein wabenförmiger Katalysator

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beschrieben, bei dem sowohl flache bzw. ebene als auch gewellte Materialstücke vorhanden sind, die beide aus Asbest bestehen und miteinander abwechselnd so zu einem Stapel vereinigt sind, daß sie eine Anordnung bilden, die einer mehrschichtigen Wellpappe ähnelt, so daß eine Wabenkonstruktion vorhanden ist, die mit dem den Katalysator bildenden Material beschichtet ist. Jedoch bietet ein solcher Katalysator nur eine sehr geringe katalytische Aktivität, denn bei dem Asbest fehlt die sog. Trägerwirkung, d.h. die Wirkung einer Steigerung der katalytischen Aktivität, die bei einem Substrat aus keramischem Material vorhanden ist; außerdem übt ein Kleber, z.B. Wasserglas und Aluminiumphosphate, wie er zur Stabilisierung der Wabenkonstruktion verwendet wird, eine vergiftende oder deaktivierende Wirkung auf das aktive Medium und/oder den zugehörigen Träger aus. Ebenso wie bei dem keramischen Substrat müssen die Materialstücke aus Asbest wiederholt in das den Katalysator bildende Material eingetaucht oder mit diesem Material beschichtet werden, so daß sie eine ausreichende Menge des Materials aufnehmen; schließlich besteht bei dem so erzeugten dicken Überzug die Gefahr, daß sich bei der Trocknung oder Kalcinierung Risse bilden. Wird eine Aufschlämmung oder Lösung des den Katalysator bildenden Materials verwendet, die eine hohe Dichte aufweist, ist es ferner schwierig, einen Katalysator herzustellen, bei dem das den Katalysator bildende Material gleichmäßig verteilt ist, denn der Trocknungs- oder Kalciniervorgang führt zu einer ungleich-

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mäßigen Verteilung dieses Materials.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Katalysator mit einem zugehörigen Träger zu schaffen, bei dem die vorstehend genannten Nachteile vermieden sind, ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Katalaysators in Form eines allgemein flächenförmigen Materials, in dem das den Katalysator bildende Material gleichmäßig dispergiert und festgelegt ist, weiterhin einen Katalysator von hoher Aktivität mit einem dünnen Überzug aus dem den Katalysator bildenden Material mit einer Stärke von etwa 50 bis 100 Mikrometer bzw. einen Katalysator, bei dem das Substrat mit einer kleinen Menge des den Katalysator bildenden Materials imprägniert ist, so daß sich ein Katalysator mit hoher Leistung unter geringem Kostenaufwand herstellen läßt, sowie einen Katalysator mit einem zugehörigen Träger in Gestalt eines Wabenmaterials, bei dessen Herstellung ein verbesserter Kleber verwendet wird.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Schaffung eines Verfahrens zum Herstellen eines Katalysators und eines zugehörigen Trägers in Gestalt eines Flach- oder Wabenmaterials gelöst, zu dem Maßnahmen gehören, die dazu dienen, ein hitzebeständiges Fasermaterials, z.B. Asbestfasern, in Wasser zu einer Aufschlämmung zu vermählen, diese Aufschlämmung mit einem katalytisch wirksamen Stoff, einem Trägermaterial für diesen Stoff und/oder deren Aus-

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gangsstoffe zu mischen und sie auf den Fasern zu fixieren, und aus der Aufschlämmung ein Flach- bzw. Wabenmaterial zu formen, das dann getrocknet wird. Zur Herstellung eines Wabenmaterials kann ein verbesserter Kleber verwendet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematis eher Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schrägansicht eines ebenen Flachmaterialstücks und eines gewellten Materialstücks, die beide erfindungsgemäße Merkmale haben und so miteinander verklebt sind, daß sie eine Wabenkonstruktion bilden;

Fig. 2 einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform einer Wabenkonstruktion, die aus Fig. 1 entsprechenden Teilen aufgebaut ist;

Fig. 3 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Wabenkonstruktion, die sich aus den Materialstücken aus Fig. 1 herstellen läßt;

Fig. 4 eine Schrägansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Wabenkonstruktion;

Fig. 5 eine Schrägansicht eines Halters ζ im Befestigen der bei der Wabenkonstruktion nach Fig. 4rerwendeten

Flachmaterialstücke; und
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Fig. 6 die Umrißform eines Flachmaterialstücks, das es ermöglicht, die Klebkraft eines erfindungsgemäßen Klebers abzuschätzen.

Zu dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Katalysators mit einem zugehörigen Träger gehören Maßnahmen, um ein hitzebeständiges Fasermaterial in Wasser zu vermählen, so daß man eine Aufschlämmung erhält, um diese Aufschlämmung gründlich mit mindestens einem einen Katalysator bildenden Material zu mischen, welches aus der Gruppe gewählt ist, zu der ein katalytisch wirksamer Stoff, ein Träger für diesen Stoff sowie deren Ausgangsmaterialen gehören, so daß man ein fertiges Gemisch erhält, um aus diesem Gemisch ein Flachmaterialstück zu formen, das Flachmaterialstück zu trocknen und es ggf. zu einem Bestandteil einer Wabenkonstruktion zu verarbeiten.

Bei dem erfindungsgemäß verwendeten hitzebeständigen Fasermaterial handelt es sich entweder um ein anorganisches Fasermaterial oder ein organisches Fasermaterial, das sich in der beschriebenen Weise vermählen läßt, das vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 200 C stabil ist, bei dem die Fasern einen Durchmesser von etwa 0,1 bis 30 Mikrometer haben, und bei dem die Länge der Fasern etwa 1 bis 20 mm beträgt. Gemäß der Erfindung werden vorzugsweise anorganische Fasern verwendet, z.B. Fasern aus Asbest, Kieselerde, Kieselerde-Tonerde, keramischem Material, Glas, Steinwolle,

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Chrysotil, Anthophyllit, Kaliumtitanat und Kohlenstoff. Gemäß der Erfindung wird vorzugsweise von Asbestfasern Gebrauch gemacht, denn diese Fasern lassen sich sehr gut zu Flach- und Wabenmaterialien verarbeiten. Als organische Fasern werden gemäß der Erfindung vorzugsweise Fasern aus Polytetrafluoräthylen verwendet. Ferner sind Gemische aus den vorstehend genannten Fasermaterialen verwendbar.

Natürlich richtet sich die Wahl des zu verwendenden Fasermaterials nach den jeweiligen Bedingungen, insbesondere der Temperatur, bei welcher der fertige Katalysator verwendet werden soll. Beispielsweise verwendet man entsprechende Asbestfasern, wenn der Katalysator bei Temperaturen unter etwa 500⁰C betrieben werden soll. Findet dagegen die gewünschte Reaktion bei einer Temperatur in der Nähe von 1000⁰C statt, verwendet man vorzugsweise Fasern aus keramischem Material.

Das hitzebeständige Fasermaterial wird in Wasser in einem solchen Ausmaß vermählen, daß sich das Fasermaterial zusammen mit dem den Katalysator bildenden Material mit Hilfe einer Papiermaschine bekannter Art oder eines Handsiebes zu Blättern verarbeiten läßt. Solche Blätter aus hitzebeständigem Fasermaterial und Verfahren zu ihrer Herstellung sind bekannt; gemäß der Erfindung wird das Fasermaterial auf bekannte Weise so weitgehend vermählen, wie es erforderlich ist, um die Herstellung solcher Blätter mit Hilfe eines bekannten Verfahrens zu ermöglichen. Das den Katalysator bil-

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dende Material wird der Faseraufschlämmung entweder während oder nach der Vermahlung zugesetzt, und zwar ggf. zusammen mit weiteren noch zu behandelnden Zusatzstoffen. Die so erhaltene Aufschlämmung wird gründlich gerührt und dann mit Hilfe eines bekannten Verfahrens zu einem blattförmigen Material verarbeitet. Verwendet man eine Aufschlämmung, die einen aktiven Stoff oder einen Ausgangsstoff dafür sowie ein zugehöriges Trägermaterial enthält, entsteht somit ein Katalysator in Gestalt eines Flachmaterials. Aus der Aufschlämmung, die nur ein Trägermaterial oder ein Ausgangsmaterial dafür enthält, entsteht natürlich nur ein Träger in Gestalt eines Flachmaterials. Dieses Flachmaterial wird dann mit einem aktiven Stoff oder einem Ausgangsstoff dafür beschichtet oder imprägniert und erforderlichenfalls getrocknet oder kalciniert, so daß man einen Katalysator in Gestalt eines Flachmaterials erhält.

Gemäß der Erfindung enthält das fertige Gemisch etwa 95 bis 20 und vorzugsweise etwa 80 bis 40 Gewichtsteile des hitzebeständigen Fasermaterials und etwa 5 bis 80 und vorzugsweise etwa 20 bis 60 Gewichtsteile des den Katalysator bildenden Materials. Das den Katalysator bildende Material hat eine Teilchengröße von etwa 0,01 bis 50 und vorzugsweise von etwa 0,1 bis 10 Mikrometer. Wenn das Gemisch mehr als etwa 95 Gewichtsteile an Faserr.iaterial und weniger als etwa 5 Gewichtsteile des den Katalysator bildenden Materials enthält, ist es nicht möglich, ein Flachmaterial herzustellen,

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das eine ausreichende katalytische Aktivität und/oder eine Trägerwirkung entfaltet. Wenn dagegen das Gemisch weniger als etwa 20 Gewichtsteile an Fasermaterial und mehr als etwa 80 Gewichtsteile des den Katalysator bildenden Materials enthält, läßt es sich nur schwer zu einem Flachmaterial verarbeiten, und selbst wenn tatsächlich ein blattförmiges Erzeugnis entsteht, genügt die Festigkeit des Erzeugnisses nicht, um eine weitere Verarbeitung bzw. eine Verwendung in der Praxis zu ermöglichen.

Natürlich richtet sich die Wahl des zu verwendenden Trägermaterials nach dem aktiven Stoff, der bei der durchzuführenden Reaktion eine Rolle spielt. Als Beispiele für häufig verwendete Trägermaterialien seien die folgenden genannt: Titandioxid, Tonerde, Kieselerde, Kiesel-Tonerde, Magnesia, Zirkonerde und Thoriumoxid. Das Trägermaterial wird gewöhnlich in Pulverform verwendet und der Faseraufschlämmung in dieser Pulverform oder als Aufschlämmung zugesetzt. Anstelle eines Trägermaterials in seiner aktiven Form kann man entsprechende Ausgangsstoffe zusetzen, die beim Trocknen und Kalcinieren in die aktive Form verwandelt werden. Beispielsweise bilden Titanhydroxid, Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid die Ausgangsstoffe von Titandioxid bzw. Tonerde bzw. Magnesium.

Die Wahl des als Bestandteil des Flachmaterials zu verwendenden aktiven Stoffs richtet sich natürlich nach der durchzu-

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führenden Reaktion. Soll z.B. eine katalytische Reduktion von Stickoxiden in einem Abgas in Gegenwart eines Reduktionsmittels, z.B. von Ammoniak durchgeführt werden, verwendet man als aktive Stoffe z.B. Kupfer(ll)-Oxid, Eisen(lll)-Oxid, Vanadiumpentoxid, V/olframtrioxid, Molybdähntrioxid und hieraus hergestellte Gemische bekannter Art. Ein Ausgangsstoff, der in die genannten Oxide umgewandelt wird, wenn eine Kalcinierung stattfindet, kann, wie erwähnt, anstelle der aktiven Stoffe verwendet werden. Beispielsweise bilden Eisenhydroxid und Ammoniummetavanadat die Ausgangsstoffe für Eisen(lll)-Oxid bzw. Vanadiumpentoxid.

Wie erwähnt, enthält das beschriebene Gemisch vorzugsweise ein Bindemittel in einer Menge, die etwa 0,5 bis 10 Gew.-% des in dem Gemisch vorhandenen, den Katalysator bildenden Materials entspricht. Zu den erfindungsgemäß verwendeten Bindemitteln gehören anorganische Bindemittel, z.B. Tonerdesol, Kieselerdesol und Titandioxidsol, und man kann organische Bindemittel verwenden, insbesondere Synthesekautschuke wie Acrylnitrilbutadienkautschuk und Styrolbutadienkautschuk. Ferner kann das Gemisch ein Fixiermittel und/oder eine Schlichte enthalten. Gemäß der Erfindung werden als Fixiermittel vorzugsweise organische kationische PoIyelektrolyte verwendet, z.B. Polyacrylamid Polyamin, Polyamin- und Polyamidepichlorhydrin-Kondensationspolymerisat sowie Polyäthylenimin. Zu den Polyaminen gehören Kondensate von Alkylendichloriden mit Alkylenpolyaminen

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wie Äthylendiamin, Tetramethylendiamin und Hexamethylendiamin, PoIy(N,N-dimethyl- und diäthylaminomethacrylat), Polyvinylimidazolin, Polyvinylpyridin, Cycloadditionspolymere von Diallylamin, Copolymere von N-Vinylpyrolidon und Acrylamid, sowie deren quaternäre Salze, z.B. Halogenide und Ammoniumverbindungen. Gemäß der Erfindung werden vorzugsweise auch anorganische Fixiermittel wie Aluminiimsulphat und Eisen(ll)sulphat verwendet. Die Menge der in dem Gemisch enthaltenen Fixiermittel liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 2 bis 10 Gew.-% des den Katalysator bildenden Materials. Ferner kann das Gemisch eine Schlichte in einer Menge enthalten, die 0,01 bis 1 Gew.-% der festen Bestandteile, d.h. der Fasern und des den Katalysator bildenden Materials, entspricht. Zur Verwendung als Schlichte kommen Holzharze und Organosiliconpolymere, z.B. Polysiloxane, in Frage. Das Fixiermittel und die Schlichte werden gewöhnlich dem Gemisch aus den Fasern und dem den Katalysator bildenden Material in Form einer wäßrigen Emulsion oder Lösung zugesetzt.

Beispielsweise kann man das Gemisch in der nachstehend beschriebenen Weise herstellen. Die Fasern werden in Wasser vermählen, so daß eine wäßrige Aufschlämmung entsteht, der dann das den Katalysator bildende Material zugesetzt wird, worauf ein gründliches Durchmischen erfolgt. Ggf. kann man der Aufschlämmung zunächst das Fixiermittel und/oder die Schlichte zusetzen und danach eine Mineralsäure, z.B. Schwefelsäure, beifügen, um den pH-Wert des fertigen Gemisches

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auf etwa 3 bis 6 und vorzugsweise etwa 4 bis 5 einzustellen. Wird kein Fixiermittel als Bestandteil des Gemisches verwendet, kann der pH-Wert vorzugsweise etwa 6 bis 8 betragen. Schließlich wird der Aufschlämmung erforderlichenfalls ein Bindemittel zugesetzt. Hierauf wird die Konzentration der festen Stoffe in dem Gemisch auf etwa 1 bis 10 und vorzugsweise etwa 2 bis 6 Gew.-% eingestellt, um die Verarbeitung auf einer Papiermaschine zu ermöglichen.

Aus dem so angesetzten Gemisch wird dann ein getrocknetes Flachmaterial mit Hilfe einer Papiermaschine bekannter Art hergestellt, wobei man eine Rundsiebmaschine, eine Langsiebmaschine oder eine Kurzsiebmaschine benutzen kann. Erforderlichenfalls kann man das Gemisch zu Handblättern verarbeiten. Das Flachmaterial wird gewöhnlich bei Temperaturen von etwa 60 bis 150⁰C getrocknet. Sind Fasern mit einem hohen Schmelzpunkt vorhanden, kann man das Flachmaterial jedoch auch bei höheren Temperaturen trocknen.

Gemäß der Erfindung kann das so hergestellte Flachmaterial zusätzlich mit dem den Katalysator bildenden Material beschichtet oder imprägniert werden, um das Material auf oder in dem Flachmaterial in einer größeren Menge bereitzuhalten; dies kann vor oder nach der Verarbeitug des Flachmaterials zu einer Wabenkonstruktion geschehen. Hierbei wird das Flachmaterial oder das aus ihm hergestellte Wabenmaterial in eine Aufschlämmung oder Lösung eingetaucht, die je Liter

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etwa 50 bis 500 g des den Katalysator bildenden Materials enthält; die überschüssige Menge der Aufschlämmung oder Lösung wird von dem Substrat entfernt, das dann getrocknet und erforderlichenfalls kalciniert wird, um das Ausgangsmaterials in seine aktive Form zu bringen. Ggf. können diese Arbeitsschritte wiederholt werden. Nach dem Beschichten oder Eintauchen wird das Flachmaterial vorzugsweise durch Vorbeioder Hindurchleiten von Luft getrocknet, so daß sich eine gleichmäßige Verteilung des den Überzug oder die Imprägnierung bildenden Materials ergibt. Es ist auch möglich, ein elektromagnetisches Trockenverfahren anzuwenden. Die Trocknungstemperatur beträgt gewöhnlich etwa SO bis 200⁰C, doch kann man je nach den Eigenschaften der Fasern und der Zusatzstoffe auch eine höhere Temperatur wählen.

Die Aufschlämmung oder Lösung zum Beschichten oder Eintauchen des Flachmaterials und des Wabenmaterials kann etwa 1 bis 10 Gewichtsteile des gleichen Fasermaterials enthalten, aus dem das Flachmaterial hergestellt wird, z.B. Fasern aus Asbest, Glas, keramischem Material, Kieselerde, Ammosit sowie Gemische daraus oder etwa 0,5 bis 5 Gewichtsteile eines organischen Fasermaterials, z.B. Fasern aus Polytetrafluoräthylen, Polyamid, Holzstoff sowie Gemische daraus, und zwar bezogen auf 100 Gewichtsteile des in der Aufschlämmung oder Lösung enthaltenen, den Katalysator bildenden Materials. Ggf. kann die Aufschlämmung oder Lösung etwa 1 bis 10 Gewichtsteile anorganische und organische Fasern bezogen auf

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100 Gewichtsteile des den Katalysator bildenden Materials enthalten. Diese Fasern führen zu einer Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Überzugs, z.B. der Klebkraft und der Kratzfestigkeit, doch wird außerdem das Entstehen von Rissen verhindert, die anderenfalls beim Trocknen des Überzugs häufig entstehen. Die hierbei verwendeten Fasern haben vorzugsweise eine Länge von etwa 4,5 bis 5 mm und einen Durchmesser von etwa 0,1 bis 30 Mikrometer.

Das erfindungsgemäße Flachmaterial kann zur praktischen Verwendung zu einer Wabenkonstruktion verarbeitet werden. Gemäß der Erfindung ergeben sich bezüglich einer Wabenkonstruktion und eines Verfahrens zu ihrer Herstellung keine besonderen Beschränkungen, d.h. man kann auch auf bekannte Weise vorgehen. Um die Erfindung zu veranschaulichen, sind in den Zeichnungen einige Beispiele für Wabenkonstruktionen dargestellt. Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Flachmaterial 11 in Form einer Kaschierungsflache, mit der ein gewelltes Materialstück 12, das aus einem erfindungsgemäßen Flachmaterialstück hergestellt wurde, an den Scheiteln 13 der Wellungen verklebt worden ist, so daß man eine Anordnung erhält, die dem Aufbau einer einseitig kaschierten Wellpappe entspricht. Das gewellte Materialstück ist auf eine nicht dargestellte Weise auf beiden Seiten mit zugehörigen Flachmaterialstücken verklebt, so daß sich eine Anordnung entsprechend einer beiderseitig kaschierten Wellpappe ergibt. Solche Wellpappe ähnelnden Flächen werden zu einem Stapel vereinigt

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und so miteinander verklebt, daß sie eine Wabenkonstruktion bilden, die gemäß Fig. 2 einer mehrschichtigen Wellpappe ähnelt. Das so hergestellte Wabenuiaterial wird gewöhnlich von einem Korb aufgenommen und in einem Reaktionsbehälter so angeordnet, daß sich die Kanäle 14 zwischen den Flachmaterialstücken 11 und den gewellten Teilen 12 parallel zur Strömungsrichtung des in dem Reaktionsbehälter zu behandelnden Gases erstrecken.

Da Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Wabenmaterial der beschriebenen Art, insbesondere von mehrschichtige.!] Material nach Fig. 2, bekannt sind, dürfte sich eine nähere Erläuterung erübrigen.

Eine weitere Wabenkonstruktion ist in Fig. 3 dargestellt; in diesem Fall ist das einseitig kaschierte Material nach Fig. 1 zu einer Rolle aufgewickelt, so daß es möglich ist, die Scheitel 13 der Wellungen mit der Rückseite der Kaschierung zu verkleben. Auch dieses Wabenmaterial wird gewöhnlich in einem Korb untergebracht und so angeordnet, daß sich die Kanäle 14 parallel zur S trömungs richtung de"s zu behandelnden Gases erstrecken.

Fig. 4 zeigt eine dritte Wabenkonstruktion, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Flachmaterials hergestellt wurde; in diesem Fall sind die Flachmaterialstücke 11 parallel zueinander in einem Korb 15 bzw. einem Rahmen angeordnet, so

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daß sie Kanäle 14 für ein zu behandelndes Gas abgrenzen; die Flachmaterialstücke 11 werden in dem Korb jeweils an beiden Enden durch an dem Korb befestigte Halter 16 in ihrer Lage gehalten. Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen an dem Korb 15 befestigten Halter 16; der Korb und die Halter bestehen aus Metall, und die Halter sind mit dem Korb verschweißt.

Gemäß der Erfindung wird bei der Herstellung des Wabenmaterials aus dem erfindungsgemäßen Flachmaterial ein verbesserter Kleber verwendet. Dieser Kleber enthält 100 Gewichtsteile einer wäßrigen kolloidalen Lösung; diese enthält ihrerseits etwa 10 bis 30 Gewichtsprozent und vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-% Kieselerde bezogen auf die Lösung, die etwa 1 bis 50 und vorzugsweise etwa 2 bis 20 Gewichtsteile mindestens eines feinkörnigen feuerfesten Oxids enthält, das aus der Gruppe gewählt ist, zu der Kieselerde, Tonerde, Kiesel-Tonerde und Titandioxid gehören, wobei das Oxid gleichmäßig dispergiert ist. Die kolloidale Kieselerdelösung enthält bekanntlich feine Kieselerdeteilchen mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 100 Millimikrometer und einem mittleren Durchmesser von etwa 10 bis 45 Millimikrometer, die in Wasser dispergiert sind. Im Handel ist z.B. eine Lösung unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Snowtex Nr. 30" (Nissan Kagaku) erhältlich, die etwa 30 Gew.-% Kieselerde enthält und gemäß der Erfindung bevorzugt verwendet wird.

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Feinkörnige Kieselerde, wie sie für die Zwecke der Erfindung verwendet wird, hat vorzugsweise eine sehr große spezifische Oberfläche von etwa 100 bis 400 m /g, eine primäre Teilchengröße von etwa 25 bis 150 Millimikron und eine mittlere Teilchengröße von etwa 40 bis 200 Millimikron. Beispielsweise kann man die im Handel unter den gesetzlich geschützten Bezeichnungen erhältlichen Erzeugnisse "Syloid" (Shiraishi Kogyo) oder "Aerosil 2000" (Japan Aerosil) verwenden. Die gemäß der Erfindung verwendete feinkörnige Tonerde hat vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von etwa 100 bis 300 m /g, die etwas kleiner ist als diejenige von Gamma-Tonerde, eine primäre Teilchengröße von etwa 10 bis 150 Millimikron und eine mittlere Teilchengröße von etwa 30 bis 70 Millimikron. BeISpIeIsWeISe₁ kann man das unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Aluminum Oxide C" (Japan Aerosil) erhältliche Erzeugnis verwenden. Die gemäß der Erfindung verwendete feinkörnige Kiesel-Tonerde hat eine spezifische Oberfläche von etwa 200 m /g, die etwas kleiner ist als diejenige der feinkörnigen Kieselerde, eine primäre Teilchengröße von etwa 1 bis 80 Millimikron und eine mittlere Teilchengröße von etwa 10 bis 30 Millimikron. Beispielsweise kann man die von der Firma Japan Aerosil unter den gesetzlich geschützten Bezeichnungen "Aerosil COK 84" und Aerosil MOX 170" auf den Markt gebrachten Erzeugnisse verwenden. Gemäß der Erfindung verwendetes feinkörniges Titandioxid hat vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von etwa 50 m /g, eine primäre Teilchengröße von etwa

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10 bis 120 Millimikron und eine mittlere Teilchengröße von etwa 15 bis 40 Millimikron. Beispielsweise kann man das Erzeugnis verwenden, das unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Titanium P25" von der Firma Japan Aerosil vertrieben wird.

Der Kleber enthält ferner 0,01 bis 15 und vorzugsweise etwa 0,05 bis 5 Gewichtsteile eines wasserlöslichen organischen Polymers bezogen auf 100 Gewichtsteile der kolloidalen Kieselerdelösung, um die Klebkraft zu erhöhen. Das Polymer dient auch dazu, die Viskosität des Klebers zu steigern, damit sich das Eindringen des Klebers in das Flachmaterial regeln läßt, wodurch eine Verbesserung der Produktivität bei der Herstellung von Wabenkonstruktionen erreichbar wird. Gemäß der Erfindung verwendet man als wasserlösliche Polymere vorzugsweise Polyäthylenoxid mit einem Molekulargewicht von etwa 10 000 bis 100 000, Carboxymethylcellulose mit einem Polymerisationsgrad von etwa 300 bis 500, Methylcellulose mit einem Polymerisationsgrad von etwa 70 bis 650 sowie Polyvinylalkohol mit einem Polymerisationsgrad von etwa 100 bis 200. Der erfindungsgemäße Kleber hat vorzugsweise eine Viskosität von etwa 10 bis 500 cp, und er wird gewöhnlieh in einer Menge von 10 bis 400 g/m verwendet.

Der erfindungsgemäße Kleber läßt sich auf einfache Weise durch Dispergieren des hitzebeständigen Oxidpulvers in der kolloidalen Kieselerdelösung herstellen. Bei einem bevor-

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zugten Verfahren wird das Oxidpulver mit der kolloidalen
Lösung gründlich gemischt und in ihr dispergiert, wobei
Scherkräfte mit Hilfe einer entsprechenden Mischvorrichtung aufgebracht werden; dies geschieht mit Hilfe einer Dreiwalzenmühle und eines Mikrorührwerks.

Ferner kann der Kleber um weniger als etwa 5 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der hitzebeständigen Oxide
an hitzebeständigen Oxiden mit einem großen Korndurchmesser und/oder weniger als etwa 5 Gewichtsteile eines anorganischen Fasermaterials, z.B. Asbestfasern, enthalten, die eine Länge von etwa 0,1 bis 1 mm und einen Durchmesser von etwa 0,1 bis 10 Mikrometer haben.

Natürlich läßt sich der erfindungsgemäße Kleber bei beliebigen Unterlagen verwenden, die im Gebrauch einer hohen Temperatur ausgesetzt sind.

Wie erwähnt, läßt sich gemäß der Erfindung durch die Verwendung eines hitzebeständigen Materials, z.B. eines Flachmaterials aus Asbest, eine höhere katalytische Aktivität erzielen. Dies steht in einem bemerkenswerten Gegensatz zu einem Katalysator in Gestalt eines Flachmaterials, bei dem das den
Katalysator bildende Material nach dem Formen des Flachmaterials in diesem enthalten ist. Ferner wird gemäß der Erfindung das den Katalysator bildende Material auf das Flach- oder Wabenmaterial in Form einer Schicht mit einer Stärke von etwa

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50 bis 100 Mikrometer aufgebracht, die erheblich geringer ist als die bis jetzt übliche Stärke, wobei gleichzeitig eine höhere katalytisch^ Aktivität erreicht wird. Dies steht ebenfalls in einem bemerkenswerten Gegensatz zu den bekannten Katalysatoren, die einen dicken Überzug aus dem den Katalysator bildenden Material aufweisen, jedoch eine geringe Aktivität haben.

Ein weiterer Vorteil des Katalysators und des Katalysatorträgers nach der Erfindung besteht darin, daß sie ein geringes Gewicht haben und sich leicht handhaben lassen, daß sie jedoch eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, so daß sie sich weiteren Arbeitsschritten unterziehen lassen und den Beanspruchungen beim Gebrauch standhalten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert, auf die sich die Erfindung jedoch nicht beschränkt.

Beispiel 1

Es wurde eine Menge von 50 g Asbestfasern mit einem Durchmesser von etwa 8 Mikrometer und einer mittleren Länge von etwa 2 mm in 2 1 Wasser ausreichend vermählen, und der so erzeugten Aufschlämmung wurden 50 g Anatase-Titandioxid-PuIver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 Mikrometer · sowie 7 g Vanadiumpentoxid mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 3 Mikrometer zugesetzt, woraufhin diese Stoffe

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gründlich gemischt wurden. Ferner wurde die Aufschlämmung mit Ammoniakwasser gemischt, um den pH-Wert auf etwa 8 einzustellen; hierauf folgte eine Beigabe von 0,7 g eines kationischen Polyelektrolyten, der unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Lufax 295" von der Firma Rohm & Haas Co., auf den Markt gebracht wird; hierauf wurde der pH-Wert des Gemisches durch Beifügen von Schwefelsäure auf etwa 4 eingestellt; schließlich wurde 1 g eines Acrylnitril-Butadien-Copolymerbindemittels zugesetzt, das unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Nipol 1571" von der Firma Nihon Geon auf den Markt gebracht wird, um die Oxide in dem Fasermaterial zu fixieren. Aus der so angesetzten Aufschlämmung wurde mit Hilfe eines Handsiebes ein Blatt hergestellt, das dann getrocknet wurde.

Das Blatt mit einer Dicke von 0,3 mm und einem Basisgewicht von 260 g/m wurde dann in eine gewellte Form gebracht und gemäß Fig. 1 zu einer einseitig kaschierten Wellpappe verarbeitet; hierzu wurde eine Maschine bekannter Art benutzt, wobei als Bindemittel ein Kieselerdesol verwendet wurde. Aus diesem Erzeugnis wurde dann von Hand unter Verwendung des Kieselerdesols eine Wabenkonstruktion hergestellt, so daß ein wabenförmiger Katalysator A mit einem Volumen von 86 ml und einem äquivalenten Wabendurchmesser von 4 mm zur Verfügung stand.

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Beispiel 2

Von den bei dem Beispiel 1 verwendeten Asbestfasern wurde eine Menge von 250 g in 15 1 Wasser hinreichend vermählen. Der so erhaltenen Aufschiämmung wurden 500 g Anatase-Titandioxid-Pulver der bei dem Beispiel 1 verwendeten Art sowie 7 g Lufax 295 zugesetzt; hierauf wurde Schwefelsäure beigefügt, um den pH-Wert der Aufschlämmung auf etwa 5 einzustellen. Die Aufschlämmung wurde ferner mit 10 g Nicol 1571 versetzt. Aus der fertigen Aufschlämmung wurde dann von Hand ein Blatt erzeugt und getrocknet; dieses Blatt hatte eine

Dicke von 0,3 mm und ein Basisgewicht von 290 g/m . Aus dem Blatt bzw. dem Flachmaterial wurde dann ein Wabenträger für mehrschichtige Wellpappe hergestellt, der bezüglich seiner Abmessungen dem Beispiel 1 entsprach.

Eine weitere Aufschlämmung zum Eintauchen des Trägers wurde dadurch hergestellt, daß 5 g Vanadiumpentoxid mit 45 g Anatase-Titandioxid in 250 ml Wasser in einem Becher aus nichtrostendem Material gemischt wurden; das Gemisch wurde 1 Std. lang gerührt, wobei es 50 ml Glasperlen enthielt. Der wabenförmige Träger wurde dann in die Aufschlämmung eingetaucht, die überschüssige Aufschlämmung wurde entfernt, und der Träger wurde getrocknet. Dann wurde das Wabenmaterial erneut in die Aufschlämmung eingetaucht und getrocknet, so daß man einen wabenförmigen Katalysator B erhielt, dessen Gehalt an Oxiden 4,2 g betrug.

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Beispiel 3

Asbestfasern der bei dem Beispiel 1 verwendeten Art wurden in einer Menge von 1,5 kg in 30 1 Wasser hinreichend vermählen, und der so erhaltenen Aufschlämmung wurden 500 g Anatase-Titandioxid der gleichen Korngröße wie bei dem Beispiel 1, ferner 21 g Lufax 295 und Schwefelsäure zum Einstellen des pH-Wertes des Gemisches auf etwa 5 sowie schließlich 10 g Nipol 1571 zugesetzt. Aus der so angesetzten Aufschlämmung wurde von Hand ein Blatt mit einer Dicke von 1 mm und einem Basisgewicht von 660 g/m geformt.

Derartige Flachmaterialstücke wurden in paralleler Lage fest in einen Korb mit einem Fassungsvermögen von 84 ml eingebaut, um eine Wabenkonstruktion nach Fig. 4 herzustellen. Diese Wabenkonstruktion wurde dann in die bei dem Beispiel 2 verwendete Aufschlämmung eingetaucht und entsprechend dem Beispiel 2 getrocknet, so daß man einen wabenförmigen Katalysator C mit einem Oxidgehalt von 4,8 g erhielt.

Beispiel 4

Tonerdepulver mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 0,1 Mikrometer (Caeser) wurde in einer Menge von 30 g zusammen mit 67 g Asbestfasern der bei dem Beispiel 1 verwendeten Art, 3,5 Nipol 1571 und 1,5 g Tonerdesol mit 2,5 1 Wasser gründlich gemischt, wobei die Fasern vermählen wurden. Aus der so erhaltenen Aufschlämmung wurde von Hand ein Blatt

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rait einer Dicke von 0,3 mm und einem Basisgewicht von 270 g/m² hergestellt.

Bei diesem Beispiel wurde ein verbesserter Kleber zur Herstellung einer Wabenkonstruktion aus dem Flachmaterial verwendet. Um den Kleber herzustellen, wurden 5 g Aerosil 2000 (von der Firma Japan Aerosil vertriebene feinkörnige Kieselerde) einer Menge von 100 g Snowtex Nr. 30, d.h. einer wäßrigen kolloidalen Kieselerdelösung zugesetzt, die etwa 30 Gew.-% Kieselerde enthielt (Erzeugnis der Firma Nissan Kagaku), und diese Stoffe wurden 10 min lang mittels eines Mikrorührers gründlich gemischt.

Unter Verwendung dieses Klebers wurde das Material zu einer Wabenkonstruktion entsprechend dem Beispiel 1 mit den gleichen Abmessungen verarbeitet und bei einer Temperatur von 20O⁰C etwa 3 Std. lang getrocknet. Dann wurde das Wabenmaterial in 100 ml einer wäßrigen Lösung von Vanadiumoxalat eingetaucht, zu deren Herstellung 10 g Ammoniummethavanadat und 35 g Oxalsäure in Wasser gemischt wurden; nach der Trocknung stand ein wabenförmiger Katalysator D zur Verfügung, der als aktives Medium 6,3 g Vanadiumpentoxid enthielt.

Beispiel 5

Eine Menge von 10 g Wolframtrioxid, 40 g Gamma-Tonerde, 4 g Glasfasern mit einer mittleren Länge von 0,3 mm und

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einem Durchmesser von etwa 6 Mikrometer sowie 200 ml Wasser wurden in einem Becher aus nichtrostendem Material zusammen mit 50 ml Glasperlen 20 min lang gemischt. In die so erhaltene Aufschlämmung wurde der gemäß dem Beispiel 2 hergestellte wabenförmige Träger eingetaucht; die überschüssige Menge der Aufschlämmung wurde entfernt, und das Wabenmaterial wurde 3 Std. lang bei einer Temperatur von 40 C getrocknet, wobei Luft mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 3 m/sec hindurchgeleitet wurde; auf diese Weise erhielt man einen wabenförmigen Katalysator E, der 8,5 g Oxide enthielt.

Beispiel 6

Eine Menge von 5 g Vanadiumpentoxid, 40 g Anatase-Titandioxid, 4 g keramische Fasern mit einer mittleren Länge von 2 mm und einem Durchmesser von 5 Mikrometer sowie 200 ml Wasser wurden in einem Becher aus nichtrostendem Material 20 min lang gemischt, wobei der Becher 50 ml Glasperlen enthielt.

In die so hergestellte Aufschlämmung wurde ein gemäß dem Beispiel 2 hergestellter wabenförmiger Träger eingetaucht; hierbei erhielt man einen wabenförmigen Katalysator F, der 5,1 g Oxide enthielt.

Bezugsbeispiel 1

Ein von der Firma Japan Asbesto auf den Markt gebrachtes Flachmaterial aus Asbest mit einer Dicke von 0,3 mm und einem

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Basisgewicht von 150 g/m wurde zu einer Wabenkonstruktion gemäß dem Beispiel 1 mit den gleichen Abmessungen verarbeitet. Dann wurde das Wabenmaterial in die gleiche Aufschlämmung eingetaucht, die Titandioxid und Vanadiumpentoxid enthielt und bei dem Beispiel 2 verwendet wurde; nach dem Entfernen der überschüssigen Aufschlämmung wurde das Wabenmaterial getrocknet. Nach einer viermaligen Wiederholung des Eintauchens stand ein wabenförmiger Katalysator R zur Verfügung, der 4,1 g des den Katalysator bildenden Materials enthielt.

Bezugsbeispiel 2

Eine Menge von 50 g Asbestfasern der bei dem Beispiel 1 verwendeten Art wurde in 1,5 1 Wasser vermählen. Aus der so hergestellten Aufschlämmung wurde von Hand ein Flachmaterialstück mit einer Dicke von 0,3 mm und einem Basisgewicht von 169 g/m hergestellt. Das Flachmaterial wurde dann zu einem wabenförmigen Träger entsprechend Beispiel 2 mit den gleichen Abmessungen verarbeitet.

Dieser Träger wurde' 100 ml einer wäßrigen Vanadiumoxalatlösung eingetaucht, zu deren Herstellung 10 g Ammoniummethavanadat und 35 g Oxalsäure in Wasser gemischt wurden; nach dem Trocknen und Kalcinieren stand ein wabenförmiger Katalysator S zur Verfügung, der 5,8 g Vanadiumpentoxid enthielt.

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Bezupisbeispiel 3

Abgesehen von der Verwendung von Wasserglas als Kleber wurde ein wabenfö'rmiger Katalysator T entsprechend dem Beispiel 4 hergestellt, der 6,3 g Vanadiumpentoxid enthielt.

Beispiel 7

Die katalytische Aktivität der beschriebenen Katalysatoren wurde anhand der Umwandlung von Stickstoffmonoxid in Stickstoff und Wasser in Gegenwart von Ammoniak als Reduktionsmittel geschätzt. Hierbei wurde jeder Katalysator in einem Pyrexrohr mit einem Innendurchmesser von 50 mm angeordnet und mit einem wärmeisolierenden Material umwickelt, um die Temperatur in dem Katalysator konstant zu halten. Dann wurde durch den Katalysator ein Gasgemisch geleitet, das 200 ppm Stickstoffmonoxid, 200 ppm Ammoniak, 10 Vol-% Wasserdampf, 12 Vol-# Kohlendioxid und 1000 ppm Schwefeldioxid enthielt, wobei der Rest aus Stickstoff bestand; dies geschah bei einer Temperatur von 350⁰C bei einer Raumgeschwindigkeit von 10 000 hr (umgerechneter Wert bei Raumtemperatur). Die Umwandlung von Stickstoffmonoxid .(NO-Umwandlung) wurde mit Hilfe der nachstehenden Gleichung berechnet: L(NO-Konzentration am Einlaß) - (NO-Konzentration am Auslaß)!/ (NO-Konzentration am Einlaß) χ 100 (%). Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengestellt.

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Tabelle 1

Temperatur

NO-Umwandlung (%) CDFRS

250 300 350

83,2 65,7 86,7 44,0

94,4 72,8 95,2 61,3

98,9 98,0 79,1 92,3 98,9 65,4 45,1 57,8

Beispiel 8

Bei der Herstellung der Katalysatoren B, C, E, F und R wurden die beschichteten Flächen bei 30-facher Vergrößerung untersucht. Bei den Katalysatoren B und C waren einige Risse zu beobachten, während bei dem Katalysator R zahlreiche Risse vorhanden waren. Jedoch zeigten die beschichteten Flächen der Katalysatoren E und F keine Risse.

Die beschichteten Flächen der vorstehend genannten Katalysatoren wurden unter einer Belastung von 100 g mit Bleistiften der Härte 2H. und HB angekratzt, um festzustellen, ob Kratzspuren entstanden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengestellt.

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Tabelle 2

2H HB

B Kratzspuren keine Kratzspuren

Q Il Il Il

E keine Kratzspuren " "

ρ Ii it Ii Ii

R Kratzspuren Kratzspuren

Beispiel 9

Eine Menge von 50 g Kiesel-Tonerde-Fasern mit einer mittleren Länge von 5 mm und einem Durchmesser von etwa 0,3 Mikrometer wurde in 2 1 Wasser vermählen; der Aufschlämmung wurden 50 g Gamma-Tonerdepulver und 50 g Kieselerdesol zugesetzt, wobei letzteres etwa 20 Gew.-% Kieselerde enthielt. Aus dem Gemisch wurde ein Blatt mit einer Dicke von 1 mm mit Hilfe eines Handsiebes hergestellt, das bei Raumtemperatur unter einem herabgesetzten Druck getrocknet und dann mittels Walzen gepreßt wurde, so daß ein Blatt mit einer Dicke von 0,5 mm und einem Basisgewicht von 310 g/m entstand. Aus solchen Blättern wurde eine Wabenkonstruktion entsprechend dem Beispiel 1 mit den gleichen Abmessungen hergestellt.

Der wabenförmige Träger wurde dann in eine wäßrige Lösung von Chloplatinsäure eingetaucht, getrocknet, kalciniert und in einer Wasserstoffatmosphäre reduziert, so daß man einen Katalysator erhielt, der 0,1 Gew.-% Platin bezogen auf das Wabenmaterial -enthielt.

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Der Katalysator wurde in einem Rohr aus Pyrexglas mit einem Innendurchmesser von 50 mm angeordnet und mit einem wärmeisolierenden Material umwickelt. Dann wurde ein Gasgemisch, das 2 Gew.-% Kohlenmonoxid, 0,2 Vol-% Propan, 5 Vol-% Sauerstoff und im übrigen Stickstoff enthielt, bei einer Temperatur von 250⁰C und einer Raumgeschwindigkeit von 90 000 hr~ (umgerechneter Wert bei Raumtemperatur) durch den Katalysator geleitet; hierbei wurde Kohlenstoffmonoxid zu 87,6% und Propan zu 60,1% in Kohlendioxid bzw. Wasser umgewandelt.

Beispiel 10

Dieses Beispiel dient zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Klebers. Einer Menge von 100 Gewichtsteilen einer wäßrigen kolloidalen Lösung von Snowtex Nr. 30, die etwa 30 Gew.-% Kieselerde enthielt, wurden ein feinkörniges hitzebeständiges Oxid und ggf. Polyäthylenoxid PEO 8 (Seitetsu Kagaku Kogyo) zugesetzt; diese Stoffe wurden 10 min lang mittels eines Mikrorührwerks gemischt. Die verwendeten Mengen an hitzebeständigem Oxid und PEO 8 sowie die Eigenschaften der betreffenden Kleber sind in der Tabelle 3 zusammengestellt.

Ein handelsübliches Asbestblatt mit einer Dicke von 0,5 mm und einem Basisgewicht von 150 g/m wurde in der aus Fig. ersichtlichen Weise so zugeschnitten, daß ein Abschnitt P von kleinerem Flächeninhalt vorhanden war. Der Abschnitt P

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wird mit 0,5 mg des betreffenden Klebers beschichtet und mit einem zweiten Blatt verbunden, wobei eine Trocknung bei einer Temperatur von etwa 120°C mit einer Dauer von 1 Std. folgte. Die Klebkraft wurde dadurch geschätzt, daß die Blätter mit Hilfe einer Vorrichtung nach Schopper voneinander geschält wurden.

Um einen Vergleich zu ermöglichen, wurde die Klebkraft bei den verschiedenen Klebern geschätzt, und zwar bei dem Kleber ρ mit einer unzureichenden Menge des hitzebeständigen Oxids, bei dem Kleber q, der nur aus Snowtex Nr. 30 bestand, bei dem Kleber r aus Tonerde sol Nr. 20, das etwa 20 Gew.-96 Tonerde (Nissan Kagaku) enthielt, und bei dem Kleber s mit 100 Gewichtsteilen Tonerdesol Nr. 20 und 5 Gewichtsteilen Aluminiumoxid C.

Die Ergebnisse sind für die Kleber a bis ο nach der Erfindung sowie für die Vergleichserzeugnisse in der Tabelle 3 zusammengestellt.

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Tabelle

Hitzebeständige Oxide

PEO 8	Klebkraft (g)
	58
	19
	64
	45
0,5 Teile	82
0,5 Teile	23
0,5 Teile	105
0,5 Teile	62
	21
	68
	40
0,01 Teile	66
0,1 Teile	79
5 Teile	**
10 Teile	**
	9
	7

a 5 Teile Kieselerde

b 5 Teile Tonerde

c 5 Teile Kiesel-Tonerde

d 5 Teile Titandioxid

e 5 Teile Kieselerde

f 5 Teile Tonerde

g 5 Teile Kiesel-Tonerde

h 5 Teile Titandioxid

i 1 Teil Kiesel-Tonerde

j 10 Teile Kiesel-Tonerde

k 50 Teile Kiesel-Tonerde

1 5 Teile Titandioxid

m 5 Teile Titandioxid

η 5 Teile Titandioxid

ο 5 Teile Titandioxid

ρ 0,5 Teile Kiesel-Tonerde

*) Aerosil 2000, Aluminiumoxid C, Aerosil COK 84 und Titanoxid P25 wurden als feinkörnige hitzebeständige Oxide, Kieselerde, Tonerde, Kiesel-Tonerde bzw. Titandioxid verwendet.

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** Die Klebkraft war so groß, daß die Blätter zerrissen wurden.

Alle in den Unterlagen enthaltenen Angaben und Merkmale werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

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Claims

NATIONALE. PCT- UND D R. E R I C 11 N L· IJ C; K ii Λ VT K H NATIONAL PCT AND EUROPAISCHE PATENTE Ι'ΛΤΚΝΊ ANWALT EUROPEAN PATENTS WARENZEICHEN Z UC HLAKBKN LEIM Il HOrAlSCHKN PAl K N TA MT TRADEMARKS LIZENZVERTRAGE *\ fS «J /■» Λ Λ ρ» LICENSE AGREEMENTS 12. Sept. 1979 1A-4O56 Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Katalysators und eines Katalysatorträgers, dadurch gekennzeichnet, daß in Wasser mindestens ein hitzebeständiges Fasermaterial mit einer Faserlänge von etwa 1 bis 20 mm und einem Durchmesser von etwa 0,1 bis 30 Mikron, das aus der Gruppe gewählt ist, zu der Fasern aus Asbest, Kieselerde, Kiesel-Tonerde, Chrysotil, Steinwolle, Glas, Anthophyllit, Kaliumtitanat, Kohlenstoff, keramisches Material und Polytetrafluoräthylen gehören, vermählen wird, um eine Aufschlämmung zu erzeugen, daß die Aufschlämmung mit mindestens einem einen Katalysator bildenden Material gemischt wird, das aus der Gruppe gewählt ist, zu der ein katalytisch aktiver Stoff, ein Trägermaterial für diesen Stoff und ihre Ausgangsstoffe gehören, welch letztere in den aktiven Stoff bzw. das Trägermaterial verwandelt werden, wenn sie kalciniert werden, um ein Gemisch herzustellen, das etwa 20 bis 95 Gewichtsteile des Fasermaterials und etwa 80 bis 5 Gewichtsteile des den Katalysator bildenden Materials enthält, und daß aus dem Gemisch ein Flachmaterial hergestellt wird, das dann getrocknet wird.

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K-MfACHIl f INi₁ASC, MGIiA^c SISIRAS'.t .■ 11 1 I (.!<·'·ΜΜΑ[ >F» SM. (CAFIlIR) BAYFR VFFlEINSBANr. ΜΙ;\-Η[Ν

[.. . Mut.i ■ -i :■■(■ it.' ■ ί ■. : ' " ι ■■ 11 ν F'-»ι 11 ι ■ : ■ ι· t ι· 11 rj r mi '·,'. ·ι· ': »ι ■·. ro ··,■ ί»ί ί ι / ■■ <

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachmaterial in eine Aufschlämmung oder Lösung eingetaucht wird, die mindestens ein Katalysatormaterial enthält, und daß das Flachmaterial dann getrocknet wird.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachmaterial zu einer Wabenkonstruktion verarbeitet wird, daß die Wabenkonstruktion in eine Aufschlämmung oder Lösung eingetaucht wird, die mindestens ein einen Katalysator bildendes Material enthält, und daß die Wabenkonstruktion getrocknet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachmaterial zu einer Wabenkonstruktion verarbeitet wird, daß die Wabenkonstruktion in eine Aufschlämmung oder Lösung eingetaucht wird, die mindestens ein einen Katalysator bildendes Material enthält, und daß die Wabenkonstruktion getrocknet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens ein einen Katalysator bildendes Material enthaltende Aufschlämmung oder Lösung außerdem etwa 1 bis 10 Gewichtsteile mindestens eines anorganischen Fasermaterials mit einem Faserdurchmesser von etwa 0,1 bis 30 Mikrometer und einer Faserlänge von etwa 0,5 bis 5 nun enthält, das aus der Gruppe gewählt ist, zu der Fasern aus Asbest, keramischem Material, Kieselerde, Kiesel-Tonerde, Chrysotil, Stein-

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wolle, Glas, Kaliumtitanat, Anthophyllit und Kohlenstoff gehören sowie etwa 0,5 bis 5 Gewichtsteile organischer PoIytetrafluoräthylenfasern oder etwa 1 bis 10 Gewichtsteile eines Gemisches der anorganischen und der organischen Fasern bezogen auf 100 Gewichtsteile des in der Aufschlämmung oder Lösung enthaltenen, einen Katalysator bildenden Materials.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachmaterial zu einer Wabenkonstruktion verarbeitet wird, und daß hierbei ein Kleber verwendet wird, der 100 Gewichtsteile einer wäßrigen kolloidalen Kieselerdelösung enthält, in der 10 bis 30 Gewichtsprozent Kieselerde und etwa 1 bis 50 Gewichtsteile mindestens eines feinkörnigen hitzebeständigen Oxids vorhanden sind, welch letzteres aus der Gruppe gewählt ist, zu der Kieselerde, Tonerde, Kiesel-Tonerde und Titandioxid gehören, wobei das Oxid in der Lösung gleichmäßig dispergiert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber außerdem etwa 0,01 bis 15 Gewichtsteile eins organischen Polymers enthält, das aus der Gruppe gewählt ist, zu der Polyäthylenoxid, Carboxymethylcellulose, Methylcellulose und Polyvinylalkohol gehören.

8. Katalysator und Katalysatorträger, hergestellt nach

dem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7.

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