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24-05-2022 | Keramik + Glas | Nachricht | Article

Hochleistungskeramik für Katalysatorträger

Author: Leyla Buchholz

1:30 min reading time
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Von Babywindeln bis PET-Flaschen, ein Großteil der Produkte des täglichen Lebens benötigt Erzeugnisse der chemischen Industrie. Über 80 % dieser Chemieerzeugnisse werden mithilfe katalytischer Prozesse produziert.

Katalysatoren sorgen dafür, dass die nötige Aktivierungsenergie chemischer Reaktionen herabgesetzt und die Reaktionsgeschwindigkeit der Hin- und Rückreaktion beschleunigt wird. Als katalytisch aktive Materialien kommen häufig Edelmetalle wie Platin, Gold oder Silber zum Einsatz, die sehr teuer sind und daher oft zur besten Ausnutzung in einer dünnen Schicht auf Katalysatorträger aufgetragen werden.

Die katalytisch aktive Substanz kann entweder als Oberflächenbeschichtung auf einem dichten Träger verteilt oder in ein poröses System imprägniert werden. Keramik eignet sich hier sehr gut als Trägermaterial, da sie alle Eigenschaften mitbringt, die für den Katalysevorgang benötigt werden. Dazu gehören mechanische Stabilität, chemische Inertheit und für bestimme Reaktionen eine niedrige Oberfläche. Die Träger müssen zudem in speziellen Geometrien hergestellt werden können, da in der Chemiebranche vielfach Schüttgut-Katalysatoren für die Umsetzung von gasförmigen oder flüssigen Ausgangsprodukten eingesetzt werden. Solche Reaktionen laufen im industriellen Maßstab in aus Rohren bestehenden Festbettreaktoren ab, die mit dem jeweiligen Katalysator befüllt werden.

Die Katalyse ist in der Großchemie ein wichtiger Kostenfaktor. Daher müssen die Keramikträger, die für Kunden tonnenweise in Kugel- oder Ringform aus Steatit oder poröser Aluminiumoxid-Keramik hergestellt werden, für einen bestmöglichen Reaktionsumsatz immer genau auf die entsprechende Reaktion abgestimmt sein. Typische Reaktionen sind beispielsweise Oxidationen von Propen zu Acrylsäure oder von Ethen zu Ethylenoxid. Diese genaue Anpassung erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen dem Keramikhersteller und der chemischen Industrie.

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