DE1667107A1 - Verfahren zum Beschichten und Impraegnieren mit Platin und mittels dieses Verfahrens hergestellte Gegenstaende und Beschichtungen - Google Patents
Verfahren zum Beschichten und Impraegnieren mit Platin und mittels dieses Verfahrens hergestellte Gegenstaende und BeschichtungenInfo
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- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/42—Platinum
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description
Patentanwalt 1 R B 7 1 Π 7
Dipl.-Phys. W. Kemp f M ' V '
Köln- Lindenthal
Stadtwaidgürtel 20-22 j
Stadtwaidgürtel 20-22 j
JOHNSON, ΜΑΤΙΗΒΓ ε 00. ,1IKITSD
78 Hatton Garden, London, E.C.1, Grossbritannien
Verfahren zum Beschichten und Imprä*gnieren mit Platin und
mittels dieses Verfahrens hergestellte Gegenstände und Beschichtungen
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Beschichten und Imprägnieren mit
Platin und mittels dieses Verfahrens hergestellte Beschichtungen und Gegenstände und insbesondere, obwohl nicht darauf fcesohränkt, die
Herstellung von Katalysatoren und katalytischen Elektroden,
Ea ist eine Aufgabe der Erfindung, Beläge aus Platin auf verschiedenen
Unterlagen zu schaffen, insbesondere auf Kohle, Metallen, Keramikstoffen
Kunstharzen und anderen, zum Tragen von Katalysatoren geeigneten Trägern.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Beschichtungen zu schaffen,
die aus Platin und mindestens einem weiteren Metall der Platingruppe besteheni wobei das Platin mindestens 50 v.H. des Metallgehalts der
Beschichtung bildet.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Platinbeläpo mit hoher
katalytischer Aktivität zu sohaffen.
109824/1832 ■*■ bad original
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, chloridfreie Platinbeläge
zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, beim Aufbringen
der Platinbeläge auf den Trägern die Anwendung von VJärme in einem
beschädigendem Ausmass zu vermeiden.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, abgestutzte Katalysatoren
zu schaffen, die sich insbesondere dazu eignen, durch an sich bekannte
Mittel in Brennstoffzellen oder katalytisohe Elektroden eingebaut zu werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das gleichzeitige Bilden von
Belägen aus Platin oder einer Mischung von Werkstoffen, insbesondere einer Mischung, welche ein elektrisch leitendes Pulver und kleine
Teilchen eines Kunstharz-Bondierungsmittels umfasst.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Mittel zu schaffen, um eina derartige Mischung von abgestütztem Katalysator und Kunstharz
in einen Elektrodenaufbau einzubringen·
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, katalytische Elektroden
zu schaffen, in welchen eine niedrige Platinkonzentration imstande ist, eine hohe katalytische Tätigkeit hervorzurufen.
Die beiliegende Zeichnung stellt einen Querschnitt einer erindungsgemässen
Ausfuhrungsform einer Elektrode dar·
Katalytische Elektroden für Brennstoffzellen und für den Einsatz in
elektrochemischen Verfahren befinden sich im Entwicklungsstadium. Man hat erkannt, dass Platin und Kombinationen von Platin mit anderen
Hetiillen der Platingruppe wirksame Katalysatoren für viele der in
109824/1832
-J- BAD ORIGINAL
diesen Elektroden stattfindenden Reaktionen darstellen. Ein Typ einer katalytischen Elektrode, die sogenannte Gasdiffusionselektrode,
umfasst:
a) Mittel zum Sammeln des Stroms, beispielsweise ein
Metallgitter,
b) einen Katalysator, z.B. Platinschwarz und
c) ein plastisches Bindemittel, welches gleichzeitig
ein Wasserabweisungsmittel ist, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen.
Verschiedene Verfahren wurden entwickelt, um diese Stoffe zu katalytischen
Elektroden zu verbinden. L.W.Niedrech und H.R.Alford
beschreiben ein solches Verfahren in einem Artikel im Journal of the Electrochemical Society, Bd.112, Nr. 2, Seite 117-124
(Februar 19&5) unter dem Titel "Eine neue Hochleistimgs-Brennstoffzelle
mit leitenden, porösen Teflonelektroden in flüssigen Elektrolyten"
(Englischer Titel: "A New High Performance Fuel Cell Employing Conducting, Porous Teflon Electrodes and liquid Electrolytes").
Auch das britische Patent 1 025 370 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von geformten, porösen, katalytischen Elektroden.
Für gewisse Zwecke, z.B. fur den Einsatz mit einem im wesentlichen
in einem Gefüge immobilisierten Elektrolyt, können die ELektoden
einen verhaltnismässig offenen Aufbau haben. In anderen Fällen, z.B. wo sie eine Reaktion eines gasförmigen Brennstoffs or des
Sauerstoffs mit einem beweglichen, flüssigen Elektrolyt fördern, ist es wichtig,dass die Elektrode für das Gas durchlässig sein soll, das
Benetzen des Katalysators durch den Elektrolyten ermöglicht, dabei jedoch andrerseits Fluten des Katalysators und Durchlecken des
Elektrolyten durch die Elektret© verhindert.
-A-
109824/1832
Bei Elektroden, welche Platinschwarz als Katalysator benützen, ist
der Konzentrationsbereich des Platins von 10 bis 150 Milligramm Platin (oder auch mehr) je Quadratzentimeter. Die hohen Kosten
des Platins machen es notwendig, diese Substanz so wirkungsvoll wie möglich und in der niedrigsten Konzentration zu verwenden. Nur wenn
dies der Fall ist, können mit Platin katalysierte ELektroden einen
weiten Anwendungsbereich finden. Es ist daher ein wichtiges Ziel der Erfindung, das Platin zu "strecken", indem es in der Form dünner
Beläge auf Unterlagen aufgebracht wird, und Mittel zu schaffen zum Kombinieren von Platin mit anderen Metallen, insbesondere mit Metallen
der Platingruppe, in verschiedenen Verhaltnissen, um so die katalytische
Wirkung für verschiedene Reaktionen der Elektroden zu verbessern. Besonderes Augenmerk wurde leitfähigen Pulvern als Unterlagen für
den Katalysator zugewendet* Geeignete Pulver dieser Natur sind
Silber, Gold, Nickel, Graphit, Tantal, Titan, Borkarbid u.dgl. Grossere Fla*chenunterlagen, wie beispielsweise Aktivkohle, Kieselsäure
u.dgl. wurden ebenfalls untersucht, müssen jedoch normalerweise mit leitfähigeren Pulvern verbunden werden· Leitfählga Gewebe,
z.B. aus graphitischer Kohle oder Kohle und Kieselsaure lohnen als
Unterlagen für den Katalysator und Stromsammler dienen. Alle Bestandteile einer katalytischen Elektrode müssen gegenüber der
korrosiven Wirkung des betreffenden Elektrolyten, mit dem sie eingeseitzt werden, beständig sein.
Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zum Aufbringen
von katalytischen Belügen aus Platin auf verschiedenen Unterlagen.
Andrerseits betrifft die Erfindung das Belegen des Materials der Unterlage und die Teilchen des Kunststoff-fiondierungawittels, die
dazu dienen, eine aueserordeitlich hohe Dispersion des Katalysator-
10*824/1892 -5- Μο 0R1G1NAL
metalls durch die Plastikmasse des Katalysators, au erzielen.
Weiterhin betrifft die Erfindung das Einbringen dieses Katalysators
mit dem Bondierungsraittel in eine Elektrode·
In der gleichlaufenden USA-Patentanmeldung Serial No. 430,474 wird
eine neue Platindispersion beschrieben, die hergestellt wird, indem Platinoxyd mit Alkohol oder mit einer Mischung von Alkohol und
Formaldehyd zur Reaktion gebracht wird. Dort werden auch Mittel beschrieben, mittels welcher diese Dispersion benutzt werden kann,
um Ablagerungen von Platin auf eher Reihe von Unterlagen zu schaffen.
Die Anmeldung bringt eine Reihe von Beispielen, in welchen diese
Dispersionsbelage nach dem Trocknen an der Luft in Platinfilme ungewandelt
wurden. Verschiedene Temperaturen, von der Umgebungstemperatur bis zu etwa 37O0C und darUber, können zum Trocknen der Dispersion
verwendet werden, wobei die Wahl der Temperatur von der Substanz der Unterlage und von anderen Bedingungen abhängt. Ss hat sich gezeigt,
das festhaftende Platinanlagerungen selbst auf wärmeempfindlichen Werkstoffen, wie beispielsweise auf Kunstharzen aufgebracht werden
können. Durch Wiederholet des Aufbringen und Trocknens des Belags
kann dieser bis zur gewünschten Dicke aufgebaut werden. Diese Beläge sind katalytisch aktiver als solides oder elektroplattiefces
Platin, und dies lässt sich teilweise der kleineren Grosse der Kristallgerippe zuschreiben. Obwohl die Abmessungen dieser Kristallgerippe
von der ilatur der Unterlagensubstanzen beeinflusst wird, ist
es interessant zu bemerken, dass die Grö*sse der Kristallgerippe von
Beschichtungen,welche mit dieser Dispersion auf einem geätzten Tital-.
blech hergestellt wurden, auf eine Qro*sse der Ordnung von 250 Angstrom
geschätzt wurden, während die Krietallgerippegrösse einer ELektroablagerunc
von Platin mit entsprechenden Gewicht je Flächeneinheit
109824/1832 ^ BADOBlGtNAL
auf einem anderen geätzten Stuck desselben ELtanfclechs auf mehr als
1000 Angstrom geschätzt wurde.
Ablagerungen, die auf diese Art und Weise aus einer Platindispersion
hergestellt wurden, und die Dispersion selbst, bilden den Gegenstand der gleichlaufenden Anmeldung. Da diese Ablagerungen verschleissfeste
physikalische Eigenschaften mit einer grcJsseren Aktivität vereinigen,
eignen sie sich insbesondere für eine Reihe von Anwendungszwecken,
darunter auch für das Platinieren von Titananoden für die elektrolytische Erzeugung von Chlor aus einen Salzlosungselektrolyten. Weitere
Anwendungen wurden in der genannten Anmeldung aufgezeigt oder vorgeschlagen·
Bei der Eildung der genannten Belage flitest das Platin zusammen oder
koalesziert und bildet einen zusammenhangenden und festhaftenden Belag.
Die Oxydation des Bests von absorbiertem organischen Material wird von einest anscheinenden Sintern der Platinteilchen begleitet, wobei
diese Oxydation durch das Platin selbst katalysiert wird* Während dieses Stadiums wird Warme erzeugt, und Abwohl die VJäneeerBeugung
niedrig sein kann, wenn die Dispersion auf einer verhaltnismässig glatten
Unterlage, a.B. auf einer Kunstatofflache, in einen Metallfilm umgewandelt wird, kann sie signifikant sein, wenn diese Umwandlung auf
Werkstoffen mit einem grossen Flächeninhalt stattfindet, wie beispielsweise auf feinen, aktiven Pulvern, die häufig als Unterlagen für Katalysatoren verwendet werden. In diesem Fall kann es zu einem unerwünschten Sintern des Platins kommen, wodurch dessen Flächeninhalt verkleinert
und seine Aktivität verringert wird.
der bekannten Erfindung, verwendet aber ein neues Verfahren zum Ausscheiden
109824/1832
-7-
des Platins aus der Dispersion auf die Unterlage und bewirkt das
Oxydieren des am Platin adsorbierten organischen Materials in einem langsamer verlaufenden Vorgang und unter Bedingungen, unter welchen
die erzeugte Wärme schnell abgeleitet wird. Unter diesen Bedingungen erleidet das Platin veniger physikalische Änderungen und die Ablagerung
hat das Aussehen von Platinschwarz. Diese Ablagerungen haben die hohe Aktivität, die zum Fördern von Oxydations- und Reduktionsreaktionen
in Brennstoffzellen mit hoher Geschwindigkeit erforderlich ist.
Wenn die vorbekannte Dispersion mit Wasser verdünnt wird, kommt es nur
zu einer geringen oder zu gar keiner Abscheidung des Platins· Es hat
sich jedoch herausgestellt, dass die Zugabe einer Lösung einer wasserlöslichen, anorganischen Säure, wie z.B. Salpetersäure oder Schwefelsäure, oder einer andern wasserlöslichen, anorganischen SSure, oder
eines wasserlöslichen, anorganischen Salzes, z.B. Natriumnitrat, Natriumsulphat, Kaliumnitrat, Kaliumsulphat, oder eines anderen
wasserlöslichen, anorganischen Salzes, das schnelle Koagulieren und Abscheiden des Platins bewirkt. Wenn dieser PlatinniederscHbg nun
filtriert und getrocknet wird, wird das Platin zu einem gewissen Grad gesintert und zusammengezogen, und das sich ergebende Pulver hat nach
dem Trocknen einen unerwünscht kleinen Flacheninhalt· Dies dürfte auf das Oxydieren des Rückstands an adsorbiertem organischen Material
an der Luft zurückzuführen sein, welches vom Platin selbst katalysiert worden ist.
Man hat nun gefunden, dass, wenn der Niederschlag von Flatinschvarz
erst durch Waschen vom Grossteil der Mutterlauge, welche Alkohol und/
oder Formaldehyd enthält, befreit worden ist, und dann mit Sauerstoff oder einem Oxydationsmittel behandelt wird, während er unter-Wasser ist,
1 0982-4/ 1 832 "*"
kann der organische Rest oxydiert und das Platin gesammelt und getrocknet
werden, ohne dabei übermässig zu leiden. Durch dieses Verfahren liess
sich Platinschwarz mit hohen Flacheninhalten von 30 bis 60 Quadratmeter
je Gramm herstellen. Die durchschnittliche Grosse des Kristallgerippes
dieses Platinschwarz wir* auf weniger als 100 Angstrom geschätzt.
Wenn diese Dispersion mit dem feingemahlenen Unteilagenraaterial zu
einem Schlamm verarbeitet und Wasser zugegeben wird, wird der Grossteil des Platins einfach in einer verdünnten Dispersion abgewaschen. überraschenderweise
hat sich jedoch herausgestellt, dass, wenn diesem Schlamm eine verdünnte, wasserlösliche» anorganische Saure oder eine
anorganische Salzlosung zugegeben wird, praktisch das ganze Platin
koaguliert und fest als Belag auf der unterlage haftet. Wenn das platinbeschichtete Pulver von der Mutterlauge getrennt und jetzt
getrocknet wird, lasst sich eine maximale Aktivität nicht erreichen. Wie im Falle des oben beschriebenen Platinschwarzes werden Verbesserungen
dadurch erzielt, dass der adsorbierte, organische Rest oxydiert wird, während das platinbeschichtete Pulver unter Wasser liegt.
Die Arbeitsstufen, die notwendig sind, um eine fest an einer Unterlage
anhaftende Abscheidung zu erhalten, die sich durch maximalen Flächeninhalt und hohe Aktivität auszeichnet, sind daher die folgenden:
1. Die Platindispersion in Alkohol, vorzugsweise mit Formaldehyd,
wird mit der Unterlage in Berührung gebracht.
2. Das Platin wird auf der Unterlage durch Zugabe einer verdünnten lösung einer wasserlöslichen, anorganischen Säure oder eines
solchen Salzes koaguliert.
3. Der Grossteil des Alkohols (und Formaldehyds) wird beseitigt und Wasser wird zugegeben, um die platinbeschichtete Unterlage zu bedecken.
109824/1832
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4. Der an Platin adsorbierte organische Rest wird vor dem Trocknen des Platins oxydiert.
Im Folgenden wird eine Aäeahl von Beispiel· der Herstellung der
Dispersion gegeben; diese Beispiele stammen aus der gleichlaufenden USA-Anmeldung, Serial No. 430,474.
Das zum Herstellen dieser Dispersion verwendete Platinoatyd PtO2
oder PtO.HgO is ein braunes Pulver, das mitunter als Adam Katalysator
bezeichnet wird. Dieses Pulver wurde bisher weitgehend zum Hydrieren
oder Härten organischer Verbindungen als Katalysator verwandet. Es wird im Allgemeinen durch eine Reaktion von Chlorplatinsäure,
Ammoniumchloroplatinat, Kaliumchloroplatinat oder anderen Platinverbindungen mit geschmolzenem Natriumnitrat hergestellt. Die Chloroplatinatsalze können so erzeugt werden, dass sie verschiedene Mengen
anderer Metalle der Platingruppe enthalten, insbesondere eine innige,
mitunter vorteilhafte Mischung von Metalloxyden der Platingruppe. Die Metalle der Platingruppe umfassen ausser Platin Rhodium,
Ruthenium, Iridium und Palladium«
SLn neues Verfahren sun Herstellen von Platinoxyd umfasst das anodische
elektrolysieren von Platin in geschmolzenem, ein Alkalimetallchlorid
enthaltenden Natriumnitrat; dies 1st in der USA-Anmeldung der Anmelderin, Serial No.370,690 Über "Verfahren zum Herstellen von
Oxyden von Paltin und Palladium, und Platin-und Palladiumoxyde"
beschrieben worden»
Bun aliphatischer Alkohol im Bereich von Cg bis C5 (beide Werte
eingeschlossen) wird verwendet» Geeignete Alkohole sind Xthyl,
1-Propanol (normal), 2^ropanol (iso), L-Butanol (normal),Isobutanol,
109824/1832
Amylalkohol (noreal), Ifoamylalkohol und ttrtiSrer Amylalkohol. Für
die meisten Experimente wurde denaturierter Äthylalkohol (Formel 3A)
benützt.. Dieser enthält 20 Volumteile JEthyläkohol und einen Volumteil
Methylalkohol.
Der Alkohl wird vorzugsweise mit Formaldehyd in der konventinnallen
Reaktionsraittelf orm verwendet, wobei die wässrige Lösung 37 Gew.Prozent
Formaldehyd und 10 bis 15 Gew.-Prozent Methylalkohol enthält. Methylalkohol über das im Formaldehyd und im denaturierten Äthylalkohol enthaltene Mass ist nicht anzuempfehlen, da bei einem Experiment, bei
dem dies der Fall war, die Dispersion beim Aussetzen an die Luft spontan zu brennen begann.
BEISPIELE DER HERSTELLUNG DER DISPERSION
Beispiel 1
Eine Reihe von Proben von Platinoxyd im Gewicht von jeweils 2,5 g
wurde in 50 com Glasbecher eingebracht. Zu jeder Probe wurde eine
Lösung von 12,5 ecm eines der oben genannten Alkohole in Mischung
mit 12,5 ecm Formaldehyd (35 °/oige Lösung) zugegeben. Vor dem Zugeben dieser Lösung wurde Kohlensäure in den abgedeckten Becher
eingeblasen, um die darin befindliche Luft zu beseitigen. Dies wurde während der Reaktion fortgesetzt, sowie auch nach der Reaktion während
des Kühlens der Lösung. Nach dem Zugeben der Alkohol-Formaldehyd-Lösung wurde der Becher im Wasserbad erwärmt, um die Reaktion auszulösen.
Bei den verschiedenen Proben geschah dies im Bereich von 33° bis 490C.
Die Reaktion kennzeichnete sich durch die Entwicklung von Gas, Schäumen, einen Anstieg der Temperatur auf zwischen 55°C und 75°C und eine Fr(abänderung bei der Reduktion des braunen Plifeinoxyds zur schwarzen Platin-
109824/1832 ~11"
dispersion. In aEsn Fallen wurden anscheinend stabile Dispersionen
erzielt, wobei sich nur kleine Mengen von Platin als Rest absetzten.
Diese Dispersionen wurden in Fläschchen abgefüllt und nach 90-tSgigem
Abstehen wieder untersucht. Es wurde gefunden, dass verhältnisraSssig
kleine Mengen von Rückständen in den Präparaten vorhanden waren, die
mittels der Alkohol-Forinaldehyd-Mischungen hergestellt wurden, in
denen Xthyl, 1-Propanol, 1-Butanol, Isobutanol und tertiärer Amylalkohol
verwendet wurden. Dispersionen aus Mischungen, enthaltend 2-Propanol (iso), Amylalkohol und Isoamylalkohol hatten sich zersetzt,
wobei das Platin in der Form eines Rückstands unter einer kliren Losung vorhanden war.
Weitere Proben von Platinoxyd wurden nach Beispiel 1 zur Reaktion gebracht, wobei jedoch anstelle von Alkohol-Forraaldehyd-Mischung
einmal nur Forraaldeliyd, ein anderes Mal nur Äthylalkohol, ein weiteres
Mal nur 1-Propanol (normal) und schliesslich nur (nroraaler) Amylalkohol
verwendet wurden. Dispersionen von Platinschwarz wurden durch Reduktion im Formaldehyd, Äthylalkohol und Amylalkohol erzeugt,
wobei jedoch mehr rückstandiges Platin anfiel, als im Präparat nach
Beispiel 1. In der 1-Propanol-Lösung fiel das ganze Platin aus.
Wach 90-tägigem Abstehen wurden, wo vorhanden, nur geringe !änderungen
festgestellt, u.zw. bei der Xthyl- und Amylalkohol-Losung. Die
FormaldehydlSsung hatte sich fast vollkommen zersetzt.
Eine Probe von 1 g Platinoxyd wurde mit 5 ecm Formaldehyd nach Beispiel
1 umgesetzt» Ihidti der Reaktion wurde die Dispersion vor Verwendung
1 09824/ 1 832 -ia-
mit 5 ecm Äthylalkohol verdünnt.
Beispiel 4
Beispiel 4
10 g Platinoxyd wurden in einen 200 ecm Becher eingegeben und
Kohlensäure wurde wie in den vorhergehenden Beispielen durchgeblasen. 80 öcm Äthylalkohol wurden zugegeben und der Becher wurde im Wasserbad
erwärmt. Die Reaktion lief bit ca 6O0C an und diese Temperatur musste
beibehalten werden, um die Reaktion durchzuführen« KLe lösung wurde
mit Äthylalkohol auf 138 ecm verdünnt und in Flaschen gefüllt. Am
Boden des Reaktionsgefässes wurde ein betrachtliche Menge-von
Schlamm festgestellt.
10 Gramm Platinoxyd wurde in einen 200 ecm Becher eingegeben
und Kohlensäure wurde eingeblasen wie in den vorangehenden Beispielen.
10 ecm Formaldehyd und 90 ecm Äthylalkohol wurden gemischt und dem
Platinoxxyd zugesetzt. Der Becher wurde in einem "Wasserbad erwSrrat,
bis die Reaktion bei ungefähr 5O0C anlief. Die Temperatur stieg
auf ca 6O0C an, wo sie sich verlangsamte, obwohl die Reaktion offensichtlich
noch nicht beendet war. Der Becher wurde sodann weiter erwSrmt und die Reaktion ging mit einem Temperaturanstieg auf 7 6° C
weiter. Die Losung wurde mit Alkohol auf 138 ecm verdünnt (0,06 g Pt/ccm)
und in Flaschen gefüllt. Es wurde nur eine sehr geringe Menge von HBokstand gefunden.
10 Gramm Platinoxyd, enthaltend 8,28 g Platin wurden in einen 200 ecm Becher eingegeben und Kohlensäure eingeblasen, wie in den voran-
-13-103824/1832
gehenden Beispielen. 25 ecm Äthylalkohol und 25 ecm Formaldehyd
wurden gemischt und dem Platinoxyd zugesetzt. Der Becher wurde im Wasserbad erwärmt. Die Reaktion begann bei 490C und die Temperatur
stieg bei fortschreitender Reaktion auf 820C an. Die lösung wurde
auf 69 ecm (0,120 g Pt/ecm) verdünnt und in Flaschen gefüllt.
100 Gramm Platinoxyd, enthaltend 83«5 Gramm Platin, wurden in
einen 4000 ecu Becher eingegeben. 500 ecm Äthylalkohol und 500 ecm
Formaldehyd wurden gemischt und dem Platinoxyd zugesetzt. Der Becher wurde im Wasserbad erwärmt. Die Reaktion setzte bei 520C ein und
die Temperatur stieg bei fortschreitender Reaktion auf 740C an.
Nach vollendeter Reaktion wurde die Lösung unter Kohlensaure gekühlt,
mit Äthylalkohol auf 1392 ecm (0,06 g Pt/ecm) verdünnt und in Flaschen
gefüllt.
2,5 Gramm eine Platln-Ruthenium-Oxyds, enthaltend 2,03 g
Platin - 5 Prozent Ruthenium, wurden in einen 200 ecm Becher eingegeben
und mit 2 ecm Wasser benetzt. Kohlensäure wurde wie in den vorangehenden
Beispielen eingeblasen· 12,5 ecm Äthylakohol und 12,5 ocra
Formaldehyd wurden gemischt und zugegeben. Ohne Aufwendung von Warme
lief die Reaktion nach ungefähr 5 Minuten bei einer Temperatur von 250C an, wobei die Temperatur im Verlauf der Reaktion auf 450C anstieg.
Naoh dem KUhlen wurde die lösung mit Äthylalkohol auf 34 ecm (0,06
Gramm Pt/com) verdünnt und in Flaschen abgefüllt.
-14-
109824/1832
2,5 Gramm Platin-Rhodium-Oxyd, enthaltend 2,10 g Platin 5 Prozent
Rhodium, wurden in einen 200 ecm Becher eingegeben und mit 2 ecm
Wasser benetzt. Kohlensaure wurde wie in den vorangeh enden Beispielen
eingeblasen« 12,5 ecm Äthylalkohol und 12,5 ecm Formaldehyd wurden
gemischt und zugegeben. Das Wasserbad wurde erwMrmt. Die Reaktion lief bei 280C an und die Temperatur stieg bei fortschreitender Reaktion
auf 60°C. Nach dem Kühlen wurde die Losung mit Äthylalkohol auf
34 ecm (0,06 g Pt/ccm) verdünnt und in Flaschen abgefüllt.
2,5 Gramm Platin-Iridium Oxyd (enthaltend 2,10 g Platin und
5 Prozeet Iridium) wunden in einen 200 ecm Becher eingegeben und mit
2 ecm Walser benetzt. Kohlensaure wurde wie in den vorangehenden
Beispielen eingeblasen. 12,5 ecm Äthylalkohol und 12,5 ecm Formaldehyd wurden gemischt und zugegeben. Das Wasserbad wurde erwSrmt.
Di a Reaktion begann bei 3O0C und die Tmeperatur stieg bei fortschreitender Reaktion auf 6o°C an* Nach den Kühlen wurde die Lösung mit
Äthylalkohol auf 34 ecm (0,0έ g Pt/ccm) verdünnt und in Flaschen abgefüllt.
2,5 Gramm Platin-Ruthenium Oxyd (2,03 Gramm Platin und 15,2
Prozent Ruthenium) wurden in einen 200 cc» Becher eingegeben und mit 2 ecm Wasser benetzt. 12,5 ecm Äthylalkohol und 12,5 ecm Formaldehyde
wurden gemischt und zugegeben. Die Reaktion setzte unmittelbar bei 260C ein und die Temperatur stieg bei fortschreitender Reaktion
auf 540C an. Nach dem Kohlen wurde die LSsung mit Xthyläkohol auf
33 ecm (0,06 g Pt-Ru/ccm) verdünnt und in Flaschen gefüllt.
1 09824/ 1 832 .-45-
2,5 Gramm Platin-Rhodium-Oxyd, enthaltend 2,05 g Platin - 11,5
Prozent Rhodium, wurden in einen 200 com Becher eingegeben und mit
2 ecm Wasser benetzt. 12,5 ecm Äthylalkohol und 12,5 ecm Formaldehyd
wurden gemischt und zugegeben. Das Wasserbad wurde erwärmt. Die Reaktion setzte bei ca 400C ein und die Temperatur stieg bei
fortschreitender Reaktion auf 690C an. Nach dem Kühlen wurde die
Lösung mit Äthylalkohol auf 35 ecm (0,06 g Pt-Rh/ccm) verdünnt und
in Flaschen abgefüllt.
In den meisten der vorangehenden Beispielen wurde Warme aufgebracht,
um die Reaktion zwischen dem Platinoxyd und dem Alkohol oder Alkohol-Formaldehyd-Reaktionsmittel
auszulösen. Platinoxyde unterscheiden sich in ihrer Reaktionsfähigkeit mit diesen Reagenzien. Ih manchen
Fällen war keine Wärme nötig. Die gemischten Metalloxyde neigen zur übermässigen Reaktion und wurden daher mit Wasser benetzt, um
Schäumen zu verringern. Ih allen Fallen wurde die Reaktion unter Kohlensäure durchgeführt, um die Feuersgefahr zu vermeiden.
Alle Dispersionen ixx diesen Beispielen bildeten festhaftende Beläge,
wenn sie auf eine Platinfläche mit einer BUrste aufgetragen wurden
und durch ein Warmluftgebläse getrocknet wurden. Die durch Alkohol-Formaldehyd-i-üschungen
gebildeten Dispersionen sind Torzuziehen und die aus Xthylallcohol-Formaldehyd gebildeten eigneten sich gut sum
Platinieren verschiedener Proben ffeV experimentelle Versuchszwecke*
Die relativen Konzentrationen von Alkaohol und Formaldehyd scheinen
hierbei nicht kritisch zu sein xma auch die Gegenwart von Wasser in
der Dispersion hat keinen nachte!Xig<§n Einfluss. Das Benetzen des
■ Platijioxydß mit Wasser vcr de? l^e&iion mit Hkohol-Fomaldehyd stellt
109824/1832 *"16"
sogar eine wtfnsehenswerte Massnahme dar. Die Dispersionen mit
schlechter Ausbeute oder Dispersionen, die sich nach längerem Abstehen
zersetzen, liegen trotzdem im Rahmen der Erfindung, da sie Platinbeläge zu bilden imstande sind.
Ih den folgenden erfindungsgemässen Beispielen wurde die Dispersion
durch Reaktion von 10 ecm einer 1:1 Mischung (nach Volumteilen} von
Äthylalkohol (denaturiert nach Formel 3A) und Formaldehyd (37 Gew.-Prozent
des Reaktionsraitteis) je Gramm Platinoxyd, nach Massgabe des
Beispiels 7f erzeugt. Das Volumen eher Dispersion, die norwendig ist
um einen dünnen Schlamm mit einer bewerteten Menge von Unterlage zu bilden,wurde bestimmt, und wo nichts anderes angeführt ist, wurde
die Verdünnung der Dispersion auf dieses Volumen mit Äthylalkohol vorgenommen. Verschiedene graphitische Kohlenstoffe wurden benutzt,
die durch ihre Dichten gekennzeichnet sind (bestimmt durch einen Scott'»-ehen Mengenmesser) und durch ihre Flächengehalte, bestimmt
me
durch ihre Stickstoffadsorption, gqfesen mit einem Parkin-Elmer Shell
durch ihre Stickstoffadsorption, gqfesen mit einem Parkin-Elmer Shell
Sorptometer. Die verwendete Polytetrafluoräthylendispersion war eine Teflon TFE Dispersion Nr.58 (Fabrikat der C.I.duPont deNemours Co.),
Die Herstellung von Polytetrafluoräthylendisperi&onen ist in the
folgenden US-Patentschriften beschrieben» 3 066 122, 2 965 595,
3 009 892 und 3 072 590, sowie auch in den "duPoat Bulletins11 X-50e
und X91b· Diese Dispersion wurde mit Wasser verdünnt. Die Bestandteile
wurden in Bechern geeigneter GrSsse gemischt, in welche Kohlensäure
eingeleitet wurde, um die Luft zu beseitigen«
Dae Platin wurde auf der Unterlage durch verdünnte Salpetersäure koaguliert,
geeigneterweiie 20 ocas kons. Salpeter säure verd&int mit Wasser
auf 1 liter·
109824/1832 "17""
50 ecm der Platindispersion nach Beispiel 7» enthaltend 14g Platin,
wurden zu 26 g Polypropylenpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 35 Mikron zugegeben und zu einem Schlamm vermischt. Dieser
wurde eine Stunde unter gelegentliche» Rühren stehen gelassen· 500 can
2-prozentiger Salpetersaure in Wasser wurde eingerührt. Nach dem
Ausfällen wurde das platinierte Pulver filtriert und gewaschen. Dann
wurde es in den Becher zurückgegeben, der mit Wasser gefüllt war. Sauerstoff wurde 2 Stunden lang durchgeblasen, u.zw. in genügender
Menge, um das Pulver in Suspension zu halten. Das Pulver wurde wieder filtriert uti in einem Ofen wahrend der Nacht bei 6O0C getrocknet.
Dieses Pulver war mit 35 Prozent Platin beschichtet. Das Aussehen war schwarz. Bei Besichtigung unter dem Mikroskop liessen sich
keine weissen Polypropylenteilchen entdecken· Dieses Beispiel zeigt,
dass eine verhäTtnismässig grosse Beschichtung mit Platin auf diese
Art und Weise selbst auf einer Unterlage mit kleinem Flächeninhalt
möglich ist.
18O ecm der Platindispersion nach Beispiel 7,· enthaltend 6,6 g
Platin, wurden zu 60 g eines Qraphitpulvere mit einer Dichte von
8,15 g/ccm und einem Flächeninhalt von 10,5 m/g, zugegeben und
gründlich gemischt. Die Mischung wurde eine Stunde unter gelegentlichen Rühren stehen gelassen. 800 ecm 2-prozentiger BalpetersHurelcisung
wurden eingerührt. Nach dem Ausfallen wurde das platinierte
Pulver filtriert, gewaschen und in de» mit Wasser gefüllten Becher
zurückgegeben. Sauerstoff wurde drei Stunden lang in genügender Menge durchgeblasen, um die Mischung in Bewegung zu halten. Die derart
1 09824/ 1832 ~18~
erhaltene platinierte Kohle wurde wieder filtriert, über Nacht in einem
Ofen getrocknet und durch ein 40-er Sieb gesiebt. Das Produkt enthielt
10 Gew.-Prozent Platin, hatte eine Dichte von 0,22 g/ccra und
einen Flächeninhalt von 13,5 m /g· Mit demselben Graphitpulver wurde
eine Menge hergestellt, welche 25 Prozent Platin enthielt. Dies
hatte eine Dichte von 0,23 g/ccm und einen Flächeninhalt von 15»4 m /g·
Das 10-prozentige Platin-Graphit-Fulver wurde mit Teflon Dispersion
Nr. 30 gemischt, um eine plastische Masse zu bilden. Diese wurde in
dünne Platten ausgewalzt und zu katalytischen Elektroden geformt, ähnlich wie in Beispiel 18 beschrieben ist. Diese Elektroden wurden
in einer Brennstoffzelle geprüft und arbeiteten zufriedenstellend.
Die beiden andern Graphitpulver mit Flächeninhalten von 5,4 bzw. 6,0
m /g wurden mit 5-prozentigem Platin auf dieselbe art und Weise beschichtet. Die Produkte hatten Flächeninhalte 1TOn 10,4» bzw.
9,7 m2/g.
332 com Platindispersion nach Beispiel 7» enthaltend 7,0 g Platin,
wurden zu 133 g eines kolloidalen Graphitpulvers, Dichte 0,20 g/ccm,
Flächeninhalt 170 m /g, zugegeben und gemischt. Die Mischung wurde unter gelegentlichem Rühren eine Stunde lang steheh gelassen. 800 ecm
2-prozentige Salpetersäure in Wassefc wurden eingerührt. Nach dem
Absetzen wurde das platinierte Pulver filtriert, mit Wasser gewasehen
und in den Becher zurückgegeben, und vier und eine halbe Stunde mit Sauerstoff so behandelt, dass die Durchwirbelung beibehalten wurde,
wobei das platinierte Pulver die ganze Zeit unter Wasser war. Die platinierte Kohle wurde dann filtriert, nachtsöber in einem Ofen bei
800C getrocknet und duroh ein 40-er Sieb gesiebt. Das Produkt enthielt
109824/1832 -19-
-ν- 166710?
5 Prozent Platin, hatte eine Dichte von 0,30 g/ccra und einen FlScheninhalt
von 217 m /g.
Dieses Beispiel .zeigt die JtowendungsmSglichkeiten dieses Platinbeschichtung
mit einem Graphitpulver mit grosserem Flächeninhalt.
6$ car der Dispersion nach Beispiel 7» enthaltend 7 Gramm Platin,
wurden zu 27 g des Graphitpulvers nach Beispiel 15 zugegeben. Dies
wurde gründlich gemischt und eine Stunde lang unter gelegentlichem Rühren stehen gelassen. 500 cnr 2-prozentiger Salpetersäure wurde
eingerührt. Nach dem Ausfallen wurde das beschichtete Pulver
600 ecm filtriert, mit Wasser gewaschen und wieder in den/Becher zurückgegeben;
hier wurde es unter Wasser drei Stunden lang mittels Sauerstoff in Bewegung gehalten. Dann wurde das Pulver wieder filtriert und in
einem Ofen nachtsüber bei 60°C getrocknet. Das Pulver wurde durch ein 40-er Sieb gesiebt. Ber Flächeninhalt dieses 10 Gew.-Prozent
Platin enthaltenden Pulvers war 218 m /g.
Eine zweite Probe wuide genau so zubereitet wie im Beispiel 16 beschrieben,
jedoch wurde hier die unter Wasser erfolgende Oxydation fortgelassen. 3h diesem Falle betrug die Oberflache des Produkts
nur 185 m /g.
Die Beispiele 16 und 17 zeigen die l&chtigkeit der Oxydationsstufe
auf, um ein Fabrikat mit einer aaximalen Oberfläche au erzeugen.
Btjgplel 18
Ein 25,4 «β x 76,2 ram messender Streifen iturde von eiri«s Tantaldreht-
109824/1832 -20"
Netz mit MaschengrSsse 50 abgeschnitten, auf dem ein sichtlich poröser
Belag aus einer Mischung von Graphitpulver und Polytetrafluorethylen
vorhanden war. Dieses wurde gewogen und 50,8 mm meiner Länge
wurde in eine Dispersion nach Beispiel 7 getaucht, die 10g Platin je cnr enthielt. Dann wurde das ganze in 5-prozentige Shwefelsaurelösung
getaucht, wodurch der Platindispersionsfilm as Platinschwarzablagerung
auf dem Graphit-Teflon koagulierte. Dies wurde durch dreimaliges Eintauchen in destilliertes Wasser gewaschen.
Das pfetinierte Stück wurde dann anodisch elektrolysiert (bei 20 mA)
bis Sauerstoff an seiner Oberflabe auszutreten begann, und die
Elektrolyse wurde dann eine Stunde lang fortgesetzt. Dann wurde das Stück gründlich gewaschen und in einem Ofen nachtsüber bei 60°C
getrocknet und wieder gewogen. Die Menge des abgelagerten Platinschwarzes betrug 28,4 Milligramm.
Dies zeigt die Platinbeschichtung einer vorgeformten Elektrode mittels
des erfindungsgemassen Verfahrens. Das Beispiel illustriert auch die
elektrolytische Oxydation des organischen Residuums in der Platinablagerung.
120 cnr der Dispersion nach Beispiel 7» enthaltend 1,5 g Platin,
wurden zu 28,5 g des kolloidalen Graphitpulvers nach Beispiel 15 zugegeben. Die Mischung wurde 5 Minuten lang gerührt. 20 cnr
PolytetrafluorSthylen-Dispersion (Teflon Dispersion Nr.30), enthaltend
7,5 Gramm Polytetrafluorethylen wurden in die Platin-Kohle-Mischung
öinfeerührt. Dies wurde 15 Minuten lang stehen gelassen, und dann
wurden 500 ortT Salpetersäure (2-prozentig in Wasser) eingerührt.
-21-
109824/1832
Die Mischung von platinbeschichtetem Polytetrafluorethylen und Graphit
fiel in der Form von Flocken an. Sie wurde filtriert, mit Wasser gewaachen und in den Becher zurückgegeben, wo sie mit Wassws bedeckt
wurde; Sauerstoff wurde drei und eine halbe Stunde lang so durchgeblasen, dass die Durchwirbelung aufrecht erhalten wurde. Das Produkt
wurde wiederum filtriert und zu einer plastischen Masse geknetet, aus welcher überschüssige Flüssigkeit entfernt wyrde. Diese feuchte
plastische Katalysatormasse hatte einen Feststoffgehalt von ungefähr
41,7 Prozent.
Um aus diesem katalytischen Material eine Elektrode herzustellen, wird erste eine Efektüodenunterläge mit einer Rtickensohicht aus
Graphit-Polytetrafluorathylen verfertigt. Ein Stück eines Siens
20 mit 40 Maschen je Linearzoll (25 mm), mit den Abmessungen von
101,6 mm χ 127 mm aus Nickeldraht mit einem Durchmesser von 0,?.5 mm
wurde in Säure gereinigt, gewaschen und mit 16,9 mg Platin einfach
dadurch beschichtet, dass das Sieb in eine verdünnte Platindispersion
getaucht
nach Beispiel 7/und dann durch Warmluft getrocknet wurde.
nach Beispiel 7/und dann durch Warmluft getrocknet wurde.
82 cnr einer verdünnten Dispersion von Polytetrafluorethylen in Wasser
(Teflon Nr.30), enthaltend 20 g Polytetrafluorathylen, wurde einem
Graphitpulver mit einer Dichte von 0,41 g/cnr zugegeben. Die Misehung
wurde gründlich gemischt und zu einer feuchten plastischen Masse geknetet. EiLn Teil dieser Masse wurde zwischen zwei Stück feuchten
Filterpapiers zu einem dünnen Blech ausgewalzt.
Ein etwas grosser als 101,6 χ 127 mm messendes Stück wurde davon
abgeschnitten, dass feuchte Filterpapier wurde auf einer Seite abge- ■ zocen und diese eine Seite des Blatts 21 wurde in eine Seite des
Nickoldrahtsiobs mit einer einen Preedruck von 4500 kg liefernden Presse
—2?—
109824/1832 '
eingepresst. Das andere Filterpapier wurde benetzt und ebenfalls abgezogen. Das Sieb mit der darin eingebetteten, dünnen Schicht
der Graphit-PolytetrafluorSthylenmischung wurde in einem Ofen
getrocknet, zuerst bei 90°C und dann bei 18O°C. Schliesslich wurde
es im Ofen auf 343°C erhitzt. Die Kanten wurden zugeschnitten. Das Gewicht der Rückenschicht beliefysich auf 12 Gramm.
ESLn Teil der feuchten, plastischen Katalysatormasse wurde nun zwischen
zwei feuchte Filterpapiere gelegt und zu einem dünnen Blatt gewalzt,
wie bereits mit Hinsicht auf die Rückenschicht beschrieben wurde. Ein etwas grb'sseres Stück als 101,5 x 127 mm wurde abgeschnitten,
das feuchte Filterpapier auf der einen Seite abgezogen und das plastische Stück 22 wurde in die andere Seite desselben Nickeldrahtsiebs eingepresst,
wie bereits oben beschrieben.
Das andere Filterpapier wurde befeuchtet und abgezogen. Das Nickelsieb
20 war daher auf einer Seite mit einen nichtkatalytischen Rückenbelag
21 aus Graphit-Polytetrafluorathylen und auf der andern Seite mit einem katalytischen Belag 22 aus Platin-Graphit-Polytetrafluoräthylen
bezogen. Die Elektrode wurde bei 700C getrocknet und dann 15 Minuten
lang auf eine Temperatur zwischen 180 und 1950C erhitzt, die Kanten
wurden zugesohnitten und die Elektrode gewogen. Das Gewicht des
katalytischen Belags ergab sifc zu 5,4 Gramm, woraus sich berechnen
Hess, dass die Platinkonzentration 2,1 rag je cm war. Die Elektrode
wurde in zwei Stücke zu je 63,5 χ 101,6 mm zerschnitten. Der anfangliche Blasendruck einer dieser Elektroden für Sauerstoff belief
sich auf ca 25 mm Hg. Die beiden Elektroden wurden in einer kleinen Brennstoffzelle eingebaut, deren Elektrolytkammer einen Durchmesser
von 38 mm bei einem Elektrodenabstand von 3,18 ram hatt. Eine wässrige
-23-10982A/1832
Losung von 300 g kaliumhydroxid per Liter wurde als Elektrolyt benützt.
Wasserstoff wurde surch das 38-mm Abteil hinter einer Elektrode, und
Sauerstoff mit einem Druck von ca 25 mm Hg durch ein ähnliches Abtei},
hinter der anderen Elektrode durchgeleitet. Die beiden Endplatten, zwischen welchen der Aufbau zusammengrepresst wurde, waren an ihren
Aussenflachen mit an sich bekannten Heizkissen ausgestattet. Die
Ergebnisse waren gut.
Die Strom- und Spannungsangaben bei verschiedenen Temperaturen sind
in der folgenden Tabelle Zusammengestellt:
Strom Milliamperes
800 1000 1200 1400
1600 1800 2000
| Zellenspannune (Millivolt) | 57.20C | 76.70C |
| 6.70C | 840 | 860 |
| 790 | 815 | 835 |
| 760 | 795 | 820 |
| 730 | 780 | 795 |
| 705 | 760 | 780 |
| 680 | 740 | 760 |
| 650 | 720 | 730 |
Die platinbeschichteten Graphitpulver nach Beispiel 14t 15 und 16
und andere ahnlich beschichtete Pulver eignen sich sehr gut zum Einbringen in katalytische Elektroden mittels bekannter Verfahren.
Alternative Kittel zum Einbringen des aktiven Platinkatalysators der Erfindung in diese Elektroden sind in den Beispielen 18 und Ϊ9 beschrieben·
Die Erfindiing beschränkt sich nicht darauf, dass die Anlagerung nur
Platin odet Platin mit weniger als 50 Prozent mihdestens eines der
Rhodium, Ruthenium, Iridium Palladium umfassenden Klasse, oder eine
109824/1832 -24-
derselben enthalt, wie in den Beispielen 8 bis 12 beschrieben. Die Platindispersion
kann verschiedene Mengen der anderen Metalle der Platingruppe in Korabination mit mehr als 50 Prozent Platin enthalten, und
jede solche Kombination kann auf die Unterlage erfindungegemäss aufgebracht
werden.
Die Erfindung beeehränkt sich nicht darauf, dass die benutzte
Dispersion aussehliesslich Metalle der Platingruppe enthält. Die erfindungsgemässe Dispersion kann mit einer Dispersion von Polytetrafluorethylen
gemischt werden, und kompatible Dispersionen von Graphit und Metallen können einbezogen werden. Auf diese Art und Weise
lassen sich Ablagerungen von gemischter Zusammenstellung auf Unterlagen mittels der beispielsweise im Beispiel 18 beschriebenen Methode
erhalten. .
Auch ist die Erfindung nicht mit Hinsicht auf das Volumen der Dispersion
beschränkt» die mit der Unterlage in Berührung gelangt, um den Schlamm in den ersten Stufen des erfindungsgemassen Verfahrens zu
schaffen. Ohne die Erfindung dadurch einzuschränken, wird angenommen, dass gewisse Volumverhältnisse besonders geeignet sind, um die gewünschte
Anlagerung auf Teilchen mit einer bestimmten Oberfläche, Teilchengrosse oder Dichte zu erzeugen*
Die Erfindung ist nicht mit Hineicht darauf beschrankt, welche· besondere
anorganische wasserlösliche Säure oder welches besondere «organische
wasserlösliche Salz benutzt wirjfd, um den Platinbelag auf der Unterlage
zu koagulieren. Es wird angenommen, dass besondere Säuren oder Salze in besonderen Fallen besonders geeignet sind, aber im Allgemeinen
kann jede anorganische Säure und jedes anorganische Salz, welches
109824/1832
wasserlöslich ist, die Unterlage nicht korrodiert, und den Katalysator
nicht zerstört, benützt werden.
Es ist zu ersehen, dass der organisehe Rucketand in Platin vor de»
Trocknen einfach dadurch oxydiert werdin k«nn, da·» er einfach dem
Sauerstoff oder der Luft ausgesetzt wird, während er in Wasser oder in einer wässrigen Losung einer SSure oder eines Salzes liegt· Alternativerweise können Oxydationsmittel, wie z.B. Wasserstoffsuperoxyd
benützt werden, oder die Oxydation kann auf elektrolytisohera Wege
erfolgen.
Eine Vielzahl von verschiedenen Unterlagen lasst sieh erfindungsgemSss
beschichten, einsohliesslich einer weiten Reihe von bereits erwähnten
Metallen und anderen elektrisch leittenden Pulvern, wie Graphit, sowie
auch verschiedene Kunststoffe, wie Polytetrafluorethylen, ehlortrifluorSthylen, PolySthylene u.dgl. Bekannte KatalysatorentrSger,
wie aktivierte Kieselerden, Tonerden, Kohlen, und andere Werkstoffe
lassen sich derart mit Platin belichten. Die Unterlagen, welche
die Beschichtung aufnehmen, kJhnen die Form von Pulvern, Granulat,
pillenförmigen Werkstoffen, Feststoffen usw. haben*
Es liegt auf der Hand, dass gewisse der Unterlagen sich nach den
Beschichten besonders für den Einsatz als ILektrokatalysatoren
eignen? sie können aber auch als Katalysatoren in einer Vielzahl anderer Verfahren bentttzt werden. Andere eignen sich zwar nicht
als Elektrokatalysatoren, sind aber wiederum fttr andere Katalysierungsverfahren geeignet.
-20-109824/1832
Claims (11)
- -26- 16671UYPat entansp ruche1« Verfahren zum Aufbringen von katalytisch aktiven, festhaftenden Platin und Kombinationen von Platin mit weniger als 50 Prozent anderer Metalle der Platingruppe, umfaewedia) das !Ansetzen eines Platinooyds oder einer Mischung von Oxyden des Platins und eines oder mehrerer der Oxyde der Metalle Rhodium, Ruthenium, Iridium, und palladium, wobei das Platin mindestens 50 Prozent des Metallgehalts darstellt, sit einem Dispersionsraediu», einschliesslich eines aliphatischen Alkohols zwischen C2 und C~» um eine Dispersion von Platin su bilden;b) das Beaufschlagen einer Unterlage mit der Platindispersion;c) das Zugeben einer wasserlöslichen anorganischen Salzlösung oder einer wasserlöslichen anorganischen SUure, um das Platin aus der Dispersion auf die Unterlage auszufällen;d) das Ausscheiden des Grossteils des Dispersionsmediums aus der platinierten Unterlage, wobei das Platin feucht gehalten wird;e) das Oxydieren des adsorbierteil organischen Rückstands im Platinbelig, wobei das Platin feucht gehalten wird; undf) das Ausscheiden des Wassers aus de» platzierten Unterlage.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Sauerstoff mit dem feuchten Platinbelag in Berührung gebracht tird, um den organischen Hockstand zu oxydieren.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl verschiedener Unterlagen mit Platin beschicjhtct wird, um einο katnlytische Mischung zu erhalten.1 0 9 8 2 A / 1 8 3 2 -27-ORIGINAL INSPECTED— Cf ·—
- 4. Verfahren nach .Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die eine Unterlage Graphit und die andere Unterlage Polytetrafluorethylen ist.
- 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das reduzierende und dispergierende Medium Formaldehyd enthalt.
- 6. Platinbelag auf einer Unterlage, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5·
- 7. Elektrode mit einer elektrisch leitenden Unterlage und einer elektrisch leitenden Basis, wobei die Unterlage mit der Basis in Kontakt steht und nach einem der Ansprüche 1 bis 5 plaiiniert ist.
- 8. Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kunststoffbondierung die elektrisch leitenden Teilchen mif dar Basis in Stellung festhält.
- 9. Elektrode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet» dass auch diese Bondierung mittels des Verfahrens nach Anspruch 1 platiniert ist.
- 10* Elektrode nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Kunstst*ffbondierung PoÜyfcetrafluortthylen ist.
- 11. Verfahren zum Formen einer Elektrode, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritteta) das Ablagern von Platin auf elektrisch leitenden Teilchen und auf Teilchen einer Kunststoffunterlage, nach Anspruch ' 1 bis 5i10982Ü/1832b) das ibrraen der verschiedenen Teilchen derart, dass sie mit der elektrisch leitenden Basis in festem Eingriff stehen; undc) das Erhitzen der Kunststoffunterlage zum Anbondieren der verschiedenen Partikel an die Basis.10Ö82A/1832
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