[其他]氧化氣體物質(zhì)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87103446
• 申請日: 1987-05-11
• 公開（公告）號: CN87103446A
• 公開（公告）日: 1987-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(quán)）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(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 周中琦,戴真秀

本發(fā)明涉及一種氧化氣體物質(zhì)的方法。

已知的氧化如CO、具有1-5個(gè)碳原子的醇和具有1-5個(gè)碳原子的醛之類氣體的氧化催化劑在任何有液態(tài)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(tài)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(jì)70年代中期石油價(jià)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(jié)省費(fèi)用。一般較老的住宅由于密封性差，所以室內(nèi)空氣每小時(shí)被室外空氣置換數(shù)次。但對于現(xiàn)代能效高的住宅，每5小時(shí)只不過置換一次空氣。這可能造成室內(nèi)污染物的積累。一氧化碳就是這些污染物中的一個(gè)。

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(jié)果是使人窒息。美國政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家委員會[American????Council????of??Government??Industrial????Hygienists（ACG????IH）]推薦對于典型的40小時(shí)工作周采用CO的時(shí)間加權(quán)平均極限值[a????threshold????limit????value????time????weighted????everage（TLV-TWA）]為50ppm。由于每個(gè)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(huán)境（例如幼兒和小孩幾乎全天生活的地方）CO量還應(yīng)該更低。美國還沒有關(guān)于在居民長期居住的環(huán)境中所允許存在的CO量的聯(lián)邦規(guī)定，但在日本，對于居民長期生活的室內(nèi)環(huán)境，規(guī)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(nèi)CO具有良好效果的方法。

還需要有一種氧化環(huán)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(huán)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(quán)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(yè)已證實(shí)，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(shí)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(yīng)已廣為研究多年。Langmuir在這方面的開發(fā)工作已對其后的許多工作定下了調(diào)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(shí)際應(yīng)用始見于汽車的第一代尾氣催化轉(zhuǎn)化器。需要按各政府有關(guān)法律規(guī)定，降低發(fā)動機(jī)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化器時(shí)，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(zhuǎn)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(yè)瓦克爾方法中，在立式反應(yīng)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(chǎn)率約為95%[見C.L.Thomas著的“催化方法和已驗(yàn)證的催化劑（Catalytic Processes and Proven Catalysts）”，Academic Press，New York，1970]