Pt-Katalysator auf einem Träger als Luftreinigungsmittel

Die Erfindung betrifft einen Pt-Katalysator auf einem Träger 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. Für viele Anwendungsgebiete von Luftfiltern ist es jedoch wünschenswert, außer dem CO auch noch andere schädliche Gase aus der Luft zu entfernen. Die bisher bekanntgewordenen platinmetallhaltigen CO-Filter bilden aber vor allem keinen oder nur geringen Schutz gegen saure Gase wie Chlor, Blausäure, Schwefelwasserstoff und ähnliche Gase. Sollte bisher ein Filter, z.B. ein Atemschutzfilter für eine Gasmaske,gleichzeitig Schutz bieten gegen saure Gase und CO, dann mußte es zwei unterschiedliche Filtermassen enthalten. Die eine Filtermasse war wirksam zur Abscheidung der sauren Gase, die andere war ein CO-Oxidationskatalysator. Derartige Atemschutzfilter sind sehr groß, schwer und umständlich zu handhaben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pt-Katalysator auf einem Träger als Luftreinigungsmittel zur Verwendung in Luftfiltern so zu verbessern, daß eine einschichtige und daher, bei gleicher Leistung neben CO auch zusätzlich gegen saure Gase, eine kleinere und leichtere Filterfüllung möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Träger mit Oxiden amminbildender Schwermetalle imprägniert ist. In Ausbildung der Erfindung kann dabei dasamminbildende Schwermetall Zink oder Kupfer sein. In weiterer Ausgestaltung mag zusätzlich ein Schwermetallsalz vorhanden sein, das dann ein Chromsäuresalz oder ein Chlorid ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Pt-Katalysatoren mit den Oxiden amminbildender Schwermetalle wie z.B. Zinkoxid oder Kupferoxid zusätzlich hochaktiv werden zur Abscheidung saurer Gase. Die durch die Anwendung der Platinmetalle auf dem Träger erzeugte Fähigkeit zur katalytischen CO-Oxidation wird dadurch nicht gestört. Während Doppelimprägnierungen häufig zu einer Verringerung der Abscheideleistung jeder der beiden einzelnen Imprägnierungen führen, stören sich hier die Platinmetallimprägnierung und die Oxidimprägnierung nicht. Im Gegenteil, es ergibt sich mit beiden Imprägnierungen eine Verstärkung der jeweiligen Wirksamkeit.

Ein Pt-Katalysator nach der Erfindung ist wie folgt aufgebaut:

Ein granulierter, poröser Träger aus Aktivkohle, aktiver Tonerde, Kieselgel oder Zeolith trägt eine Schicht eines Oxids eines amminbildenden Metalls, wie z.B. Zink, Kupfer, Kobalt, Nickel, Silber oder Mangan, auf der sich Platin, Palladium, Rhodium oder Ruthenium befinden. Die Platinmetalle können sich elementar, als Oxid oder als Salz, z.B. als Chlorid, auf der 1. Oxidschicht 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 Metalloxiden noch 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:

• Aktivkohle wird mit einer wäßrigen Lösung von Zinknitrat getränkt, so daß sich auf der Kohle 10 Gew.% Zink befinden. Die imprägnierte Kohle wird im Vakuum getrocknet und dann auf 200°C erhitzt, so daß das Zinknitrat in Zinkoxid übergeführt wird. Die zinkoxidhaltige Aktivkohle wird nun mit einer wäßrigen Lösung von Palladiumchlorid getränkt, so daß sich auf der Kohle O,5 Gew.% Palladium befinden. Die getränkte Kohle wird getrocknet und dann mit einer stark verdünnten Hydrazinlösung behandelt. Nach Reduzierung von etwa der Hälfte des auf der Kohle befindlichen Palladiumchlorids wird die Hydrazinlösung im Vakuum bei 50° C abgesogen. Die Filtermasse wird mit 80% rel. Feuchte ins Gleichgewicht gebracht, so daß im praktischen Gebrauch sich der Wassergehalt nicht wesentlich ändert. Die fertige Filtermasse hat ausgezeichnete Abscheideleistungen für Chlor, Blausäure, Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid und bewirkt die vollständige Oxidation von CO sowohl bei niedrigen Konzentrationen von wenigen mL CO pro m³ Luft als auch bei hohen Konzentrationen von 1,0% und 1,5% CO.