Фотокаталитическая композиция для получения водорода

 

Изобретение относится к способам фотокаталитического получения водорода. Для получения водорода с использованием фотокаталитической композиции, включающей палладированный сульфид кадмия, четыреххлористый титан, амин, этиловый спирт и воду, для повышения выхода водорода в качестве амина используют трифениламин при следующем соотношении компонентов, мас. % : палладированный сульфид кадмия 0,17 - 0,68; четыреххлористый титан 0,18 - 0,44; трифениламин 0,07 - 0,21; этиловый спирт 54 - 75; вода остальное. 6 табл.

Изобретение относится к каталитическим способам получения водорода, в частности к фотокаталитическому способу. Целью изобретения является повышение выхода водорода. П р и м е р 1. Приготовление бифункционального гетерогенного фотокатализатора - палладированного сульфида кадмия. Бифункциональный гетерогенный фотокатализатор - палладированный сульфид кадмия - готовят путем нанесения на сульфид кадмия натриевой соли палладийхлористоводородной кислоты (Na₂PdCl₄) и последующего ее восстановления до металлического палладия. С этой целью 10 г промышленного сульфида кадмия марки "для полупроводников", предварительно растертого в агатовой ступке, помещают в 200 мл водного раствора Na₂PdCl₄ (содержащего 0,5 мас. % палладия относительно массы CdS) и перемешивают суспензию в течение 3 ч с помощью магнитной мешалки. Затем при перемешивании в суспензию барботируют водород в течение 4 ч. При этом цвет суспензии изменяется от кирпично-красного до черно-бурого. После этого раствор отфильтровывают, осадок промывают водой, затем ацетоном и сушат на воздухе в течение 20 мин. В результате этих операций получают бифункциональный гетерогенный фотокатализатор - палладированный сульфид кадмия, содержащий 0,5 мас. % палладия от массы CdS. П р и м е р 2. Испытание фотокаталитической композиции для получения молекулярного водорода, содержащей бифункциональный гетерогенный фотокатализатор - палладированный сульфид кадмия с различным содержанием палладия. 0,03 г (0,34 мас. % ) палладированного сульфида кадмия, приготовленного по примеру 1 (содержание палладия относительно массы CdS 0,5 мас. % ), 0,019 г (0,22 мас. % ) четыреххлористого титана квалификации "х. ч. " и 0,012 г (0,14 мас. % ) трифениламина (ТФА) вносят в сферический сосуд из стекла диаметром 3 см, снабженный магнитной мешалкой и краном. Затем добавляют в сосуд 10 мл смеси этилового спирта с водой (соотношение по объему спирт: вода 2: 1), причем содержание спирта от общей массы суспензии составляет 60 мас. % , остальное - вода. После этого суспензию дегазируют с помощью форвакуумного насоса в течение 1 мин и при перемешивании облучают светом ртутной лампы высокого давления ДРШ-1000 (400 нм < λ < 500 нм, комбинация светофильтров, ЖС-11 и СС-5). Количество образовавшегося водорода определяют методом газовой хроматографии (хроматограф ЛХМ-8МД). Интенсивность падающего на композицию света составляет 2,88 ˙ 10^-4 моль квантов в час. Квантовый выход образования водорода определяют по формуле = где С - количество выделившегося водорода, моль; τ - время облучения, ч; I - интенсивность света источника, моль квантов в час, в условиях стационарного режима фотореакции, который достигается через 20-30 мин после начала облучения. Квантовый выход образования водорода имеет величину, равную 0,98. Влияние содержания палладия металлического в бифункциональном гетерогенном фотокатализаторе на выход молекулярного водорода приведено в табл. 1. Влияние содержания палладированного сульфида кадмия в фотокаталитической композиции на выход молекулярного водорода приведено в табл. 2. Влияние содержания вводимого в фотокаталитическую композицию четыреххлористого титана на выход молекулярного водорода дано в табл. 3. Влияние содержания этилового спирта в фотокаталитической композиции на выход молекулярного водорода представлено в табл. 4. Влияние варьирования содержания трифениламина в композиции на выход водорода представлено в табл. 5. Сопоставление базового объекта - прототипа и предлагаемой фотокаталитической композиции для получения водорода по выходу целевого продукта представлено в табл. 6. (56) Авторское свидетельство СССР 1478571, кл. С 01 В 3/00, 1987.

Формула изобретения

ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА, включающая палладированный сульфид кадмия, четыреххлористый титан, амин, этиловый спирт и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения выхода водорода, в качестве амина используют трифениламин при следующем соотношении компонентов, мас. % : Палладированный сульфид кадмия 0,17 - 0,68 Четыреххлористый титан 0,18 - 0,44 Трифениламин 0,07 - 0,21 Этиловый спирт 54 - 75 Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2