Способ получения катализатора для электрохимического окисления водорода

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности получения катализатора для электрохимического окисления водорода . Цель - упрощение способа и снижение его безопасности. Для этого окисленный графит пропитывают аммонийной солью вольфрамовой кислоты, сушат и проводят высокотемпературную обработку в туннельной печи. В этом случае достигаются замена двухстадийной термообработки на одностадийную и исключение горючего газа - водорода с аргоном. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)5 В 01 J 37/02,27/22 вт-„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ь .т

Т ;,,":-" р 1 .;. Д; т " .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4811892/04 (22) 14.02.90 (46) 23.04.92. Бюл. М 15 (71) Новочеркасский политехнический инс,титут им. Серго Орджоникидзе (72) М.Г.Смирнова, О.А.Петрий, H.B.Ñìèðнова, Г.А.Цирлина и M.À.Õðèçàëèòîâà (53) 66,097.3(088.8) (56) Маэулевский Е.А, и др, Оптимизация процессов получения катализаторов карбида вольфрама. — Кинетика и катализ, 1977, т.

18, вып. 3, с. 767-775.

Косолапова Т.В. Карбиды. — M.: Металлургия, 1968.

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к способам получе.ния карбида вольфрама, и предназначено для использования в качестве катализатора электродного материала для осуществления электрокаталитических процессов, в частности для электрохимического окисления водорода.

Известен способ получения карбида вольфрама иэ вольфрамовой кислоты двухстадийной термообработкой реакционной массы. На первой стадии исходный продукт восстанавливают до металлического вольфрама водородом при 700 С в течение 3 ч, на второй поднимают температуру до 900 С и проводят кэрбидиэацию в течение 4 ч при продувке реакционной массы оксидом угпе рода.

Недостатком известного способа является применение взрывоопасного водорода и токсичного оксида углерода.

„, Ж, 1727878 Al (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА

ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕHI4R ВОДОРОДА (57) Изобретение касается каталитической химии. в частности получения катализатора для электрохимического окисления водорода. Цель — упрощение способа и снижение его безопасности. Для этого окисленный графит пропитывают аммонийной -олью вольфрамовой кислоты, сушат и проводят высокотемпературную обработку в туннельной печи. В этом случае достигаются замена двухстадийной термообработки на одностадийную и исключение горючего газа — водорода с аргоном. 1 табл.

Наиболее близким к изобретению является способ получения катализатора для электрохимического окисления водорода путем пропигки сажи вольфраматом аммония. с последующим и сушкой и высокотемпературной термообработкой катализаторной массы.

При этом высокотемпературную абра- О ботку ведут в две стадии. В начале нагревают при 700 С в токе водорода в течение 2 ч, Q) а затем в -.îêå аргона при 1000 С в течение

30 ч, что приводит к квроидиввции вовьфрв- ) ма.

° апиЬ

Однако применение взрывоопасного водорода, осуществление процесса термообработки в две стадии усложняет его проведение, кроме того, недостаточно высокая удельная поверхность карбида вольфрама.

Целью изобретения является упрощение и снижение способа безопасности его осу щестэл ения.

1727878

Поставленная цель достигается согласно способу получения катализатора для злектрохимического окисления водорода путем пропитки углеродсодержащего материала — окисленного графита аммониевой 5 солью вольфрамовой кислоты с последующим на реванием, сушкой и высокотемпературной термообработки катализаторной массы в туннельной печи. в качестве углеродсодержэщего материала используют 10 окисленный графит и проводят высокотемперэтурную обработку в туннельной печи.

Наличие кислорода на поверхности кристаллитов графита приводит при карбидизации к вспучиванию реакционной смеси и 15 образованию высокопористого карбида вольфрама, Пример 1. 250 г окисленного графита пропитывают раствором вольфрамата аммония, содержащего 10 г соли, сушат при 20 перемешивании и помещают в графитовом тигле в обычную туннельную печь, предназначенную для обжига углеграфитовых материалов. поднимают температуру от комнатной до 1050 С по режиму обжига yr- 25 леграфитовых материалов. Термообработку осуществляют в течение 40 ч. Удельная поверхность полученного карбида вольфрама

20,5м r

Пример 2. 250 г окисленного графита пропитывают раствором вольфрамата аммония, содержащего 25 r соли, сушат при перемешивании и термообрэбатывают при таких же условиях, как дано в примере 1. 35

Удельная поверхность полученного карбида

z вольфрама 18,4 м г

Пример 3. 250 r окисленного графита пропитывают раствором паравольфрамата аммония, содержащего 75 rсоли,,сушат при 40 перемешивании и термообрабатывают аналогично примеру 1. Удельная поверхность полученного карбида вольфрама 15,2 м2. r

Для выявления преимущества окислен- 45 ного графита параллельно проводят получение кэталитически активной массы с использованием в качестве углеродсодержащего материала сажи ГМ-15, Данные об удельной поверхности и размерах кристаллитов карбида вольфрама, полученного по предлагаемому способу из окисленного графита и по известному, приведены в таблице.

Приведенные в таблице данные указывает, что в случае применения окисленного графита увеличивается удельная поверхность карбида вольфрама по сравнению с известным способом. На зто же указывает антибальное уменьшение размеров кристаллитов карбида вольфрама, Кроме того, использование предлагаемого способа позволяет исключить создание специальных установок для получения указанной продукции и вести термообработку в одну стадию в условиях технологического режима обжига углеграфитовых материалов в туннельной печи.

Полученный по предлагаемому способу карбид вольфрама испытывают в качестве катализатора злектрохимического окисления водорода, Испытания с единичными элементами показали, что в 92-98 -ной фосфорной кислоте при 175 С на электроде, содержащем в качестве активной массы карбид вольфрама, полученный по примеру 1, и в качестве связующего — тефлон (5%), при отборе тока

80 А падение напряжения составляет 100 мВ, Формула изобретения

Способ получения катализатора для злектрохимического окисления водорода путем пропитки углеродсодержащего материала аммониевой солью вольфрамовой кислоты с последующими сушкой и высокотемпературной термообработкой катализаторной массы, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и снижения безопасности его осуществления, в качестве углеродсодержащего материала используют окисленный графит и высокотемпературную термообработку ведут в туннельной печи.

1?27878

Составитель T.áåëîñëþäîâà

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни.

Редактор М,Бланар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101.

Заказ 1360 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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