Способ получения адсорбентов на основе гидроксидов металлов

 

I. СПОСОБ ПОЛУЧЕЮШ АДСОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ГИДРОКСИДОВ ШТАЛЛрв , вклочакщий осаащение гидрдгеля из растворов солей, отрывку , сгущение осадка, гр шуляцию и сушку, о тлича . ющийся reUf что, с целыо увеличения объема пор адсорбента , раствор соли перед осаждеш ем гидрогеля подвергают замораживанию с последующим размораживанием. 2.Способ по п. ,отличающ и и.с я тем, что замораживанию подвергают растворы соли с концентрацией 1-10 мас.% при минус 4-минус 5°С. 3.Способ по п. 1, отличающ н и с я тем, что замораживаниеразмораживание проводят 1-4: раза.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) ((!) 3(588 01 J 20

/-:.

ОПИСАНИЕ ИЗ06РЕТЕНМЯ .:

Н ASTQPCHOMV СВИЩтВЪСтвю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3477702/23-26 ,(22) 23.07.82 (((6) 30.1 1.83. Бюп. У 44 (72) В. С. Комаров и,О. Ф. Скурко . (7l) Институт общей и неорганической химии АН БССР (53) 661. 183 (088. 8)

56) 1. Комаров В. С., Дубницкая И.Б.

Физико-мимические основы регулирова-.

aalu пористой структуры адсорбеитов и катализаторов. Иииск, "Наука и-техника", 1981, с. 336.

2. Авторское свидетельство СССР

В 893246, кл. В Ol J 20/08, 1981.

Ü l) 57) . СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ П(ДРОКЩЦОВ HETAJIЛОВ, включаке(ий осаждение гидрогеля из растворов солей, отае(вку, сгущение осадка, грануляцию и сушку, о тл и ч а. ю шийся тем, что, с целью увеличения объема пор адсорбента, раствор соли перед осаждением гидрогеля подвергают замораживанию с последующим размораживанием.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й. с я - тем, что замораживанию подвергают растворы соли с концентрацией )-10 мас.Ж при минус 4-минус

15ОС.

3. Способ по п. !, о т л н ч а ющ н й: с я тем, что замораживаниеразмораживанне проводят 1-4-раза.

Ф 10570

Изобретение относится к производству адсорбентов н катализаторов на их основе, в частности к способам получения адсорбционно-активных гидроксндов алюминия, железа, магния и ;ругих,и может быть использовано на предприятиях, производящих эти продукты.

Известны способы получения адсорбентов, позволяюшие увеличить адсорб- 10 цноиную активность путем замены интермицеллярной воды гидрогеля на органические соединения, например днхлорэтан, бенэол, спирты и др.; введением поверхностно-активных веществ (IIAB) и высокомолекулярных веществ в гидрогель; изменением рН с помощью гидротермапьной обработки и т.д. (1) . однако эти способы сложны и много- 20 ст адийны.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения адсорбентов, в соответствии с которым гель гидроксида алюминия осаждают азиз 1Х-ного раствора хлорида алюминия аммиаком, осадок подвергают сиперезису, отделяют от.маточника центрифигурированием, промывают от растворимых солей, сгущают, обрабатывают органической жидкостью, выбранной из группы спиртов, и подвергают воздействию отрицательных температур; flocae размораживания гель сепарируют, гранулируют и сушат. Способ позволяет получать гидроксил алюминия и алюмосиликатные адсорбенты с различными адсорбционноструктурными свойствами в зависимости от выбранныхусловнй обработки (2).

Недостатком известного способа является -небольшой объем пор у получаемых адсорбентов.

Цель изобретения — увеличение

45 объема пор адсорбентов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения адсорбентов на основе гидроксидов металлов, включиацему осаждение гидрогеля иэ растворов солей, отмывку, сгущение осадка, грануляцию и сушку, раствор соли перед осаждением гидрогеля подвергают замораживанию с последующим размораживанием.

Кроме того, замораживанию подвергают растворы соли с концентрацией

1-1Ц мас.Х при (-4)- (15)OC

93 2 Причем замораживание-разморажива. ни@ пвовоцят 1-4 раза.

Сушность способа заключается в том что перец осаждением гидрокси" дов алюминия, железа, магния и др. водный раствор соли замораживают при (-4) - (-75) С, затем оттаивают

О и при определенной температуре путем добавки аммиака в раствор соли осаждают гидрогель. В результате получают агсорбенты с увеличенным объемом пор.

Пример 1. 50 мл 6Х-ного раствора А1 q (SOrl) g замораживают в .криостате при -ЗОС . После размораживания и установления температуры раствора 20 С добавляют 9. мл 12,5Х-ного раствора аммиака до рН 8. Полученный осадок гидроксида алюминия подвергают сиперезису в течение 1 ч .промывают декантацией до отуицатель2ной реакции на ион S04, после чего отсасывают на .вакуум-фильтре, гранулируют экструзией, сушат при комнатной температуре в течение 3-5 ч, затем при 110 и 300 С . Полученный

0 таким образом гидроксид алюминия имеет удельную поверхность (Sip, ), определенную по сорбции паров СС14, 117 м /r, объем пор (Vg) 0,86 см /г.

Пример 2. 50 мл 6Х-ного раствора А1g (SO ) q замораживают в криостате при -8 С, после размораживания замораживают второй раз. Последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Получают гидроксид алюминия $ = 718 м /г и Ч = 0,96 см /r.

Я

Пример 3. 50 мл 6Х-ного раствора сернокислого алюминия замораживают при -8 С и раэмораживают 3 раза. о

Последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Получают гидроксил алюминия с Sq>= 96 и /r и V>=7,19 смlг.

Пример 4. 50 мл 6Х-ного раствора сернокислого алюминия замораживают при -8 С и раэмораживают 4 раза. Последующие операции выполняют айалогично примеру Г Получают гидроксид алюминия с S> =82 ì /г и Ч =

9

1,31 см /г.

Дальнейшее замораживание и размораживание раствора нецелесообразно, так как не приводит к существенному росту сорбционной емкости, а наоборот, емкость поглощения получаемых образцов вследствие образования в их структуре макропор падает (см. табл.1).

Пример 5 . 50 мл 1Х-ного раствора Alj(SOg)g замораживают при

-4ОС и размораживают. Затем добавля3 1057 ют 12,5 -ный раствор аммиака до рН 8.

Последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Получают гидроксид алюминия с S =157 м /r и Ч =

У

=0,83 см /г.

Пример 6. 50 мл ЗХ-ного раствора сернокислого алюминия замораживают при -8 С и размораживают добавляя 12,5 -ный раствор аммиака до рН 8., Последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Получают гидроксид алюминия с Sqg 80 м /г и

Ч 0,81 см1.

Пример 7. 50 мл 10Х-ного раствора Alp (S04)g замораживают при -8 С, 1 размораживают, добавляют 12,5Х-ный раствор аммиака до рН 8. Последующие операции выполняют аналогично примеру 1.Получают гидроксид алюминия с SII>= 86 м /r и Чб= 1,12 см /г.

Я

Пример 8. 50 мл ЗХ- ного раствора хлористого магния заморажнвают при -8. С и раэмораживают. Затеи до"

6 бавляют 12,5Х-ный раствор аммиака до.рН 10. Последующие операции выполняют .аналогично примеру I. Получают гидроксид магния с S < =120 м /r и Vq 0,77 cd/г.

Пример 9. 50 мл ЗХ-ного раствора- FeCI замораживают при -8 С и размораживают, добавляют 12,5Х-ный

ЗО раствор аммиака до рН 8. Последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Получают гидроксид железа с

S *110 м /r u V 0,81 см /г.

3А 5

Пример 10. 50 мл б .-ного раст вора сернокислого алюминия эамораживают при -193 С, размораживают,добаво ляют 12,5Х-ный раствор аммиака до рН 8. Последующие операции выполняют 4О аналогично примеру 1. Получают гидроксид алюминия с S>>= 86 м /r и .

Ч = 0,47 см /г.

Пример ll. 50 мп 6Х-ного раствора сернокислого алюминия замо- 45 раживают при -21 С, размораживают

093 1 добавляют 12,5Х-ный .раствор аммиака до рН 8 ° Последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Получают гидроксид алюминия 5„„=72 м /г н 2

V 0,50 см /г.

Пример 12. 50 мл 15Х-ного раствора. сернокислого алюминия замораживают при -8 С, размораживают, о добавляют 12,5Х-ный раствор аммиака до рН 8. Последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Получают гидроксид алюминия с S A =82 м /r u

Ч = 0,61 см /г.

Пример 13. 50 мп 20Х-ного раствора сернокислого алюминия эаморажнвают при -8ОС, размораживают, добавляют )2,5Х-ный раствор аммиака до рН 8. Последующие операцки выполняют аналогично примеру 1. Полу %GIoT гидроксилы алюминия с $,1А=74 и /r

9 и Ч 0,34 см /г.

П р и и е р 14. 50 мп 6Х-ного раствора сернокислого алюминия замораживают при -I5 С, размораживают. После0 дующие операции выполняют аналогично примеру l.,Получают гидроксид алюминия с Зуд= 117 м /г и V> =0,86 см /г.

В табл. 1 приведены адсорбционноструктурные характеристики образцов, полученных предлагаемым способом.

Дополнительными опытами (см. табл. I ) установлено, что наиболее целесообразно получать гидрокснды из 1-IOX-ных растворов соли нри температуре замораживания (-4)- (-15) С, а число циклов замораживания-размораживания повторять не более 4-х раз.

В табл.2 приведены сопоставительные адсорбционно-структурные характеристики образцов, полученных известним и предлагаемым способами.

Как видно из табл. 2, предлагаемый способ позволяет получать адсорбенты с повышенным обьемом пор, а следовательно, и с повышенной адсорбционной емкостью.

)057093

Т а б л и ц а 1

КонЦентрация раствора сернокислого алюми ния, из которого после замораливания получают гидроксид алюминия, Ж

Удельная поверхность, м- /r

Температура заморааивания раствора соли, OC

Объем пор, смЗ /г

Количество заморозок

-4

-4

-4

-8

-8

-8

-8

-8

-8

-8

-8

"8

-)5

-21

- ) 93

-8

-8

-8

Таблипа2 о

7, . А

Чб, см /г

Способ

По прототи-. пу 183-225

0,30-0,69

45-61

Предлагаемый по прииеuV 1

3

5

7

)17

l!8

96

82

157

86

) 20

)10

0,86

0,96

1,19

1,3)

0,83

0,8!

l l2

0,77

0,81

147

163

247

319

106

202

128

)47

Заказ 9436/9

fl Tl

Тираа 537

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1

1

3

3

3

6

6

6

6

6

l0

lO

l0

)5

1

4

)

3

4 !

3

5 б

1

1

4

l !!

157

156

)44

133 I l3

80.

9.1

140

)84

)17

)18

82! 25

117

86!

86

77

60

72

0,41

0,83

0,86

0,91

0,93

0,44

0,8)

0,86

0,93

0,99

0,52

0,86

0,96

1,19

l,30

1,00

0,94

0,86

0,50

0,47

0,55

I,)2

1,12

1,19

1 05

0i32

0,61

0,33

0,34