Способ металлизации кремнезема

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ВЭВЛ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1057419 А

3(5() С 01 В 33/,12.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3479836/23-26 (22) 05,.08. 82 (46) 30.11.83..Áþë. 9 44 (72) A.Ã.Cûðêîâ, В.М.Смирнов и В.Б Алесковский (7l} Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. A.À.Æäàíîâà (53) 546.28(088.8) (56) 1. Патент ГДР Р 41865, кл. 12 ф 4/01, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 779302, кл. С 01 В 33/12, 1980. (54) (57) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ КРЕМНЕ3ЕМА, включающий его обработку парами хлорида металла с последующим восстановлением водородом при повышенной температуре, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения стабильности металлизированногО кремнезема, перед обработкой кремне« вема парами хлорида металла его обрабатывают последовательно парами хлорида вольфрама.и воды и сушат, обработку парами хлорида металла ведут в токе водорода, а восстановление проводят при 400-600 С.

1057419 частично переходит в нуль-валентное сОстОяние

Пример. В проточный реактор помещают 3 г силикагеля ШСК, который при.200 С обрабатывают парами гексахлорида вольфрама, подаваемыми.из испарителя током сухого и очищенного от кислорода инертного газа. Время обработки 2 ч. Далее проводят удаление непрореагировавшего гексахлорида вольфрама в токе инертного газа при той же температуРе в течение 2 ч. Затем обрабатывают полученный продукт парами воды (гидролиэ) 1 ч и сушат 1,5 ч в токе инертного газа при подъеме температуры от 200 до 275 С. 66 Гидролизованный и высушенный продукт подвергают обработке парами треххлористого железа в токе сухого и очищенного от кислорода водорода ,при 275 С (при этой температуре па ры хлорида железа обладают хорошей

Изобретение относится к технологии сорбентов, наполнителей и других активных твердых веществ, которые широко используются в химической промышленности в различных процессах сорбции, очистки .газов, катализа.

Известен способ металлизации кремнезема, включающий его обработку парами хлорида металла, обработку водой, сушку и восстановление (1 ), Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ металлиэации кремнезема, включающий его обработку парами хлорида металла в токе сухого азота, восстановление водородом при 300-350 C и обработку парами сухого аммиака (2 ).

К недостаткам известных способов относится невысокая стабильность частиц нанесенного металла. Вследствие слабого взАимодействия между кремнеземом и металлическими частицами металлиэированного кремнезема может происходить спекание активной компоненты на носителе, приводящее к уменьшению металлической поверхности на единицу веса образца.

Цель изобретения — повышение стабильности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу металлизации кремнезема, включающему его обработку парами хлорида металла с последующим восстановлением водородом при повышенной температуре, перед обработкой кремнезема парами хлорида металла его обрабатывают последовательно парами хлорида вольфрама и воды и сушат, обработку парами хлорида металла ведут в токе водорода, а восстановление проводят при 400-600 С .

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.

Перед металлизацией в газовой фазе (обработкой парами хлорида металла) на поверхность кремнезема наносят вольфрамоксидный слой, приводящий впоследствии к етабилизации частиц металла на поверхности кремнезема. Для нанесения вольфрамоксидного слоя кремнезем обрабатывают парами хлорида вольфрама, с поверхности кремнезема удаляют физически сорбированный хлорид, гидролизуют парами воды и сушат в инертном газе. Обработку вольфрамсодержащего кремнезема парами хлорида металла, удаление физически сорбированного хлорида и восетановление проводят в токе водорода при температуре ни" же температуры восстановления хлорида металла водородом в газовой фазе.

Весь процесс металлизации кремнезема осуществляют в газовой фазе.

В газовой фазе модиФицирующий кремнезем — элементооксидный слой — целесообразно наносить иэ хлорида вольфрама, пары которого наиболее плотно реагируют с ОН-группами кремнезема при относительно низкой .темпе5 ратуре (200 С) . Ниэковалентные ионы вольфрама наилучшим образом стабилизируют частицы таких практически важных металлов, как железо, медь и другие.

Обработка парами хлорида металла в токе водорода позволяет. интенсифицировать процесс металлиэацни. Если проводить обрабо ку при температуре ниже температуры восстановления хло,(5 рида металла в газовой фазе молекулярным водородом, то водород будет служить инертным газом-носителем для паров хлорида металла, Вместе с тем он может восстанавливать хлорид металла, вступивший в реакцию с ОНгруппами поверхности вольфрам содер-. жащего кремнезема. C другой сторсйгы, избыток хлорида металла, не вступивший во взаимодействие с кремнеземом, будет удаляться в токе водорода. При этом в течение времени, необходимого для вступления всех ОН-групп поверхности в реакцию с хлоридом металла, происходит одновременно и уда,,ление физически сорбированйого хло-30 рида и восстановление хлорида, хемосорбированного на поверхности вольфрамсодержащего кремнезема, т.е. частично совмещаются во времени три стадии обработки.

35 Получение на поверхности кремнезема ниэковалентных ионов вольфрама согласно предлагаемому способу Осуществляют изменением температурного режима (400-600ОС) обработки твердого продукта в водороде. При температурах ниже 400 С вольфрам не полно" стью переходит в низковалентное состояние, а при температурах выше 600 С

1057419

290

300

Прототип

180

400

600

100

ПредлагаеМый

290

300

290

400

9,5

280

600

Составитель Т.Беренштейн

Редактор А.Огар Техред С,Мигунова КорректорО.Тигор

Заказ 9499/25 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 летучестью и твердый хлорид практически возгоняется в токе водорода, так как восстановление может происходить только при температурах выше 300 С), Затем подачу паров трех-. хлористого железа прекращают и образец 1 ч выдерживают при той же температуре в токе водорода до удаления избытка трвххлорнстого железа, Далее продукт в течение 1-2 ч выдерживают в водороде при температуре соответственно 600-400 С до полного перехода железа в нуль-валентное

Из таблицы видно, что металлическая поверхность по предполагаемому способу находится на уровне способапрототипа (290 м /г) и практически не изменяется при повышении температуры .восстановления до 600 С.,Металлический контакт, полученный по способу-прототипу, не содержащий стаби-,4(1 лизирующегo слоя низковалентных ионов вольфрама, менее стабилен: при повышении температуры восстановления от 300 до 600 С металлическая поверхность снижается почти s 3 раза 45 (290 м2/г Fe и 100 м "/г Feo соответственно), состояние и до получения закрепленных на поверхности кремнезема ниэковалентных ионов вольфрама. Образец содержит 7,3 вес. Ъ Fe . Если полууенный продукт не используется сразу, то его обрабатывают 0,5 ч сухим аммиаком при комнатной температуре.

Данные о величине металлической поверхности металлизированного кремнезема и о продолжительности про.цесса металлизации приведены в таблице.

Интенсификация процесса металлиэации незначительно увеличивается по сравнению со способом-прототипом нЕсмотря на введение нескольких дополнительных операций обработки кремнезема (11 и 9 ч 9,5 и 8 ч при температурах восстановления 400 и 600 С соответственно).

Использование полученного металлиэированного кремнезема в процессах химической технологии, проходя» щих при повышенных температурах, позволит увеличить производительность процессов.