Способ получения кристаллического борофосфата

 

„„5U„„1234358

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A STOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3829009/23-26 (22) 24.12.84 (46) 30.05; 86.Бюл. 11 20 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт нм. С.М.Кирова (72) А.В,Иаргулец, Л.С.Ещенко, А.Н.Пырх и В.В.Печковский (53) 546.185(088.8) (56) Авторское .свидетельство СССР

9 882924, кл. С 01 В 25/26, 1980

Авторское свидетельство СССР

Р 1161178, кл.. С 01 В 25/26, 1984. (54) (57) 1.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО БОРОФОСФАТА, включающий взаимодействие борной кислоты с фосфорной кислотой в гидротермальных условиях, отделение осадка, его про(5g 4 С О! В 25 26 В Ol 3 20/02 мывку, сушку, прокалку, о т л и— чающий ся тем, что, сцелью повышения адсорбционной.емкости и термостабильности целевого продукта, взаимодействие ведут в присутствии диметиламина и золя гидроксида алюминия при молярном соотношении золя гидроксида алюминия и фосфорной кислоты (в пересчете на Р 0 ), равном

0,2-0,4:1.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что взаимодействие ведут при молярном соотношении борной кислоты (в пересчете на В О ) и

3 фосфорной кислоты (в пересчете на

Р.О ), равном 2,2-3,0:1 и молярном g соотношении диметиламина н фосфорной кислоты (в пересчете на Р, 0 ), равном 4,0-4,5:1.

С:

1234358

Изобретение относится к технологии получения микропористых соединений, а именно к синтезу кристаллических борофосфатных композиций с разви:той системой микропор, которые могут быть использованы в качестве избирательных адсорбентов, катализаторов и носителей.

Цель изобретения — повышение адсорбционной емкости и термостабильности, Пример 1. К суспензии, содержащеЦ 12,74 r кристаллической борной кислоты и 6,38 мп фосфорной кислоты (85 "ная Н РО„), добавляют

16,7 г золя гидроксида алюминия (содержит 5,7 мас.% Аl О ) в соотношении А1 0 . Р О 0 2:1,0. В полученную смесь вводят 8,4 г диметиламина, что соответствует соотношению (СНЗ) МН;Р О =4,0:1,0, Реакционную смесь затем в тефлоновых ампулах помещают .в автоклав и выдерживают 10 ч при 200 С. Полученный осадок:отделяют от маточного раствора, проьывают дистиллированной водой, сушат при

:110 С и прокаливают при 500 С.

Характеристика продукта. состав, мас.Е: Al<03 5,3; H„O> 32,.88; Р О ;

61,82; в молях " О, Г Al О . В,О х х 0,93 Р 0 ; сорбционная емкость: по воде U 0,31 см /г; по кислороду

V 0,17 см /г, температура разрушения кристаллической структуры продукта Тр 800 С.

Пример 2. 1; суспензии, содержащей 17,37 г Н ВО и 6,38 мл

85Х Hîé Н РО„ (В 0 . Р О -),0:1,0), добавляют 33,5 г золя гидроксида алюминия (А1 О : Р О =0,4:l 0). К полученной смеси добавляют 9,45 г диметиламина, что соответствует молярному соотношению (СН ) ИН:Р Оз 4,5:1,,0. Затем реакционную .смесь помещают в автоклав и выдерживают

15 ч нри 250 С. Осадок отделяют от маточного раствора, промывают дистиллированной водой, сушат при 110 С и прокаливают при 500 С.

Характеристика продукта: состав, мас.X: Al О 8,26; В 0 33,68; P О

58 06; в молях — 0,17 А! О В Оэ х . x 0,85 Р20 ; V„o — 0»29 сМ Чr; Чо

=0,13 см /г; Тр =880 .С, Пример 3. Е суспенэии, содержащей 15,05 r Н ВО,.и 6,38 мл 85 -ной

Н PÎ (В О . P O =2, 6: l, О), добавляют

25,1 г золя гидроксида алюминия (A1 О : P 0 0,3:1,0).. К полученной смеси добавляют 8,93 r диметиламина, что соответствует соотношению (СН ) NH:P 0 4,25:1,0. Реакционную смесь помещают в автоклав и вы" держивают 15 ч при 250 С. Осадок отделяют от маточного раствора, промывают дистиллированной водой, сушат при 110 С и прокаливают при 500 С.

1О Характеристика продукта: состав, мас. : Аl 0 7,32; В О 34,11; Р О>

58,57; в молях — 0,15 А1; О ВОз х

-О, 1 7 см /r; Тр =880 С.

15 Пример 4.;То же, что и в IYpHмере 1, только борную кислоту берут. в количестве 8,68 r, что соответствует соотношению В ОЗ:Р 0 =1,5:1,0;

Характеристика продукта: состав, 20 мас : А! 0 0 5; В 0 31 98; P 0g

62,53; в молях — 0,01 А! 0 . В О х

=600 С.

Пример 5. Тоже,чтоивпри-! мере 1, только диметиламин берут в количестве 6,3 г, соотношение. (СН ) ИН:Р О Зй l.

Характеристика продукта: состав, 1 мас X: А1,0 1,2; В О 32 39; РО

30 66,41; н молях - 0,03 Al О В О х

0,06 см /r-, Тр=770 C.

Пример 6. То же,чтои впримере 2, только диметиламин берут в количестве 10,5 г, что обеспечивает соотношение (СН ) ЙН:Р О =5:l. Время кристаллизации йрй этом увеличивается до 72 ч.

4О Характеристика продукта: состав, мас. : Аl О . 6,44; В О> 33,12; Р О .

60,44; в молях — 0,13 А! О В 0 х

=0,11 см /г; Т . = 830 С.

Пример 7. То же,что-и в примере 1, только эоль гйдроксида алюминия берут в количестве 4,2 г, что соответствует соотнош:нию Аl<0 :Р О>9

=0,05:1,О. Время кристаллизации 63 ч, 5р температура 200 С, Характеристика продукта: состав, мас,X: Al О, 1,3; В О 32,69; Р,О

66,01; в молях — 0,03 Al<0> . B O> х

55 0,01 смз/г;.T„=580 C .

Пример 8. То же, что ив примере 2, только золь гидроксида алюми,ния берут в количестве 42,5 г, что

1234358

2,2 . О,г

4,О

5,ЗО О,Ю 0,3I о.п

8ОО

45 250 IS

О,4

8,26 О,!7 0,29

2, 3,0 г50 1з

3 2,6 0, 3

7,32

О,Н о 32

OOI 0 l2

О,I7

880

Ъ

200

l O 0,50

4 1,5 О 2 4 О

l,20

0,2

5 2,2 з,о

0,09

|о о,оз о, з

77О

250 72

200 63

6 Э,О 0 4 5 0 о,» о,а огб

6,44

880

0,05

5,30

4,0

7 2,2

Ф 3,0

003 0 09 0 Îl

8 26

O,I7 0,23

0,6

4,5

0,08

880

9 3,0 0,4

4,S

250 !5

0ý90 Оъ02 оэ08

3фе» мкв 0,8

ПО 18

О,24

480 соответствует соотношению А1 О :Р2 05

=0,5:1,0.

Характеристика продукта: состав, мас.Ж: А1>03 7,28; 320 29,39; pz0 63,33; в молях — 0,17 Al. 0 В О х

0,08 см /г; Тр = 880 С.

Пример 9. То же, что и в примере 2, только вместо золя гидроксида алюминия используют окись алюми- II3 ния.

Характеристика продукта: состав, мас.Ж: Аl Оэ 0,9; В203 33,17; P 05—

65,92;. в молях — 0,02 Аl Оэ В Оэ х

= 490 С.

Проведение кристаллизации алюмобор . фосфатной смеси в присутствии диметиламина позволяет получить кристал" 20 лическую модификацию борофосфата с развитой системой микропор. Диметиламин выполняет при синтезе роль структурообразующего реагента. При соотношении (СН,) МН:Р 05 > 4,5: 1,0 из- 25 биток диметиламина затрудняет кристаллизацию смеси, увеличивает расходные коэффициенты по сырью, а также снижает сорбционную емкость продукта эа счет образования побочных соединений.

Введение алюминия в борофосфатную структуру обеспечивает получение продукта с высокой термической стабильностью и сорбционной емкостью. Введение золя гидроксида алюминия в реакционную смесь при соотношении

0 снижению выхода целевого продукта, уменьшению его сорбционной емкости и термической стабильности. При соотношении Аl Оэ : P О ) 0,4:1,0 дальнейшее внедрение алюминия в структуру борофосфата не происходит, à его избыток приводит к снижению адсорбционной емкости продукта эа счет образования непористых примесей. Использование в качестве соединения алюьс ния золя его гидроксида обеспечивает максимально возможное внедрение алюминия в структуру. Применение других соединений алюминия, например окиси алюминия, приводит к образованию продукта с низкой сорбциоиной емкостью и термической стабильностью, Применение борной кислоты при соотношении В 0 : P О с 2,2:1,0 приводит к получению продукта с низкими значениями сорбционных объемов и пониженной термостабильностью. Избыточное количество боросодержащего реагента В О . Р О >3,0:1,0 увеличивает количество окклюдированных примесей и приводит к перерасходу борной кислоты (см. таблицу).