Способ металлизации кремнеземистого носителя

 

СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ КРЕМНЕЗЕМИСТОГО НОСИТЕЛЯ, включающий обработку носителя парами хлорида метал ла, удаление физически сорбированного хлорида, восстановление и обработку сухим аммиаком, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса при одновременном создании возможности гидрофобизаций получаемого продукта, в качестве кремнеземистого носителя используют кремнеземистый носитель с гидридными группами на поверхности, а все стадии обработки проводят в токе водорода при температуре ниже температуi ры восстановления хлорида металла водородом в газовой фазе. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3553274/23-26 (22) 25.11.82 (46) 30.03.84. Бюл. ¹ 12 (72) А. Г. Сырков, В.M. Смирнов, Т.З. Шарафутдинов, И.Б. Слинякова и В.Б. Алесковский (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. A.À. Жданова (53) 546.28(088.8) (56) 1. Патент ГДР № 41765, кл. 12 g 4/01, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР № 779302, кл. С О! В 33/12, 1980. (54)(57) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ КРЕМНЕЗЕМИСТОГО НОСИТЕЛЯ, включающий обработку носителя парами хлорида металла, удаление физически сорбированного хлорида, восстановление и обработку сухим аммиаком, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса при одновременном создании воэможности гидрофобизации получаемого продукта, в качестве кремнеземистого носителя используют кремнеземистый носитель с гидридными группами на поверхности, а все стадии обработки проводят в токе водорода при температуре ниже температуры восстановления хлорида металла Я водородом в газовой фазе.

1082759 аммиаком (2) .

Недостатком известного способа является большая продолжительность стадии восстановления. Кроме того, продукт получается гидрофильным, что обусловлено гидроксильным покровом поверхности носителя и нанесЕнным металлическим слоем.

Цель изобретения — интенсификация процесса при одновременном создании возможности получения более гидрофобного продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу металлиэации кремнеэемистого носителя, включающему обработку носителя парами хлорида металла, удаление физически сорбированного хлорида, восстановление и обработку сухим аммиаком, в качестве кремнеземистого носителя используют кремнеземистый носитель с гидридными группами на поверхности, а все стадии обработки проводят в токе водорода при температуре ниже температуры восстановления хлорида металла водородом в газовой фазе.

Обработка кремнеземистого носителя с группами Si-H на поверхности парами хлоридов металлов приводит к образованию низших труднолетучих хлоридов, молекулярно-дисперсных в момент появления, количество которых регламентируется концентрацией групп Si-Н на поверхности.

35

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 кремнеземистых или алюмосиликатных носителей, включающий обработку носителя парами хлорида металла, обработку 10 водой, сушку и восстановление (1) .

Однако данный способ длителен, а получаемый продукт гидрофилен и имеет малую удельную поверхность у восстановленного металла. 15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ металлизации кремнеэемистого носителя, включающий обработку носителя парами хлорида металла в инертном газе, удаление физически сорбированного хлорида током инертного газа, восстановление и обработку сухим

Кремнеземистый носитель может быть получен предварительно соответствующим модифицированием обычного кремнезема, приводящим к созданию гидридных групп на поверхности, или может быть использован гидридполисилоксан — кремнеземистый носитель с группами Si-Н на поверхности, полученной голиконденсацией кремнийорганических мономеров.

Осуществление взаимодействия кремнеземистого носителя с гидридными группами на поверхности и хлоридов металлов в обезвоженной газовой фазе с последующим восстановлением в водороде позволяет интенсифицировать процесс и получить поверхность металлизированного носителя с гидридными гидрофобными группами.

Восстановление нанесенных низших хлоридов происходит легче и быстрей, чем в случае восстановления металлоксидного слоя по известному способу, так как в восстанавливаемом продукте нет прочных связей иона металла с носителем. Вместе с тем получается высокодисперсный металл, что обусловлено высокой дисперсностью предварительно нанесенной металлосодержащей компоненты

Если температура обработки носителя ниже температуры восстановления паров хлорида водородом, то на стадии обработки парами хлорида металла носителя и удаления физически сорбированного хлорида водород будет выступать в качестве инертного газа-носителя. Но время на металлизацию, в целом, будет сокращаться, так как параллельно с протеканием двух указанных стадий будет происходить восстановление образующихся на поверхности носителя низших хлоридов до металла.

Получаемые металлизированные твердые вещества могут быть эффективно применены для очистки сложных влагосодержащих газовых смесей от кислорода (за счет связывания его на развитой металлической поверхности) и от органических веществ (за счет адсорбции на гидрированной части поверхности), Пример 1. В проточный реактор помещают 3 г кремнеземистого носителя, имеющего на поверхности гидридные группы (S g = 315 м /г, Н 1,82 вес.7), и обрабатывают пара1082759 4 ненную полученным продуктом, в течение 10 ч со скоростью 200 мл/мин аргона, содержащего 50 ммоль/м влаги, 50 ммоль/м гексана и 1 ммоль/м кислорода, быпо связано кислорода . на грамм железа ао = 25 ммоль, количество адсорбированного .гексана на грамм продукта а -н = 1,О ммоль. ь и

В известном способе время восстановления 4 ч при 3000С, ао.1 =

= 27 ммоль, а н, = 0,02 ммоль.

П р и м,е р ы 2 и 3. Осуществлены с другими хлоридами технически аналогично.

Условия металлиэации и характеристики готового продукта приведены в таблице. ми треххлористого железа, которые подают иэ испарителя током сухого и очищенного от кислорода водорода при 280 С (выше 300 С происходит восстановление хлорида В газовой фазе) в течение 1,5 ч. Последующей операцией прово,.г удаление непрореагировавшего треххлористого железа током водорода при той же температуре в течение 1 ч. Если первые две }б .стадии проводить не r. токе водорода, а в токе инертного газа, то стадия, восстановления протекает 2 ч. Образец содержит 8 вес,X Fe. Металлизированный носитель 0,5 ч обрабатывают аммиаком при комнатной температуре.

При пропускании через колонку, заполПоказатели по примерам

Условия металлизации и свойства продукта

2 с хлоридом Си 1 .; 3 с хлоридом Ni !

Температура t, С, о и время ь, ч обработки парами хлорида

300 и 1,5

500 и 4

t и 1; удаления физически сорбированного хлорида 300 и 4

500 и 5

500 и 1,0

500 и 3,5

300 и 0,75

300 и 2,5

t и восстановления

Содержание металла, вес.X:

3,05

7;О а, ммоль 1

15,3

1,6,2

15,8

0,8

15,5

0,5 аС, ммоль

С н

0,01

0,03

ВНИИПИ Заказ 1664/21 Тираж 464 Поддисмое

Филиал ШШ "Патеит", r. Ужгород, ул.Проектная,4

Условия известного способа.

Из приведенных данных следует, что в предлагаемом способе по сравнению с прототипом восстановление происходит более чем в 3 раза быстрей (1 и 4 и в примере 1).

Получаемый металлизированный носитель может связывать кислород из газовых смесей на уровне известного способа (25 и 27 ммоль на грамм железа соответственно), что обусловлено высокой металлической поверхностью получаемого объекта. Вместе с тем за счет происходящей по предлагаемому способу гидрофобизации поверхности получаемый продукт может селективно адсорбировать из влажных смесей гексан (см. пример 1) °