Способ получения пористых металлосодержащих адсорбентов

 

Изобретение относится к получению пористых неорганических материалов на основе гидроксидов и оксидов металлов с развитой удельной поверхностью и сорбционной емкостью и может быть использовано при производстве адсорбентов и катализаторов , работающих в жестких температурных условиях. Цель изобретения - повышение сорбционной емкости конечного продукта после высокотемпературного прокаливания . Согласно способу получения пористых металлсодержащих адсорбентов осаждают силикат кальция в количестве 10- 30% от массы конечного продукта и гидроксида алюминия, отмывают осадок, формуют, сушат и прокаливают, причем осаждение силиката кальция ведут до образования ортосиликата кальция при соотношении CaO:Si02 2:1, а гидроксид алюминия осаждают путем последовательного введения в ортосиликат кальция раствора гидроксида аммония, а затем раствора соли алюминия. Осуществление предлагаемого способа позволяет получить термостабильный адсорбент с высокими сорбционными параметрами. 1 табл. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))5 B 01 J 20/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4868657/26 (22) 25.09,90 (46) 07.06.92. Бюл. № 21 (71) Институт общей и неорганической химии АН БССР (72) А.И.Ратько, B.Ñ.Êoìàðîâ, Н.Е.Трофименко, Н.П.Машерова и Е.А.Колос (53) 661.183(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11550000336600, кл. B 01 J 20/02, 1987.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1579559, кл. В 01 J 20/10, 1988. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ МЕТАЛЛ СОДЕ РЖАЩИХ АДСОРБЕНТОВ (57) Изобретение относится к получению пористых неорганических материалов на основе гидроксидов и оксидов металлов с развитой удельной поверхностью и сорбционной емкостью и может быть использовано при производстве адсорбентов и катализаИзобретение относится к получению пористых неорганических материалов на основе оксидов металлов с развитой удельной поверхностью и сорбционной емкостью и может быть использовано при производстве адсорбентов, катализаторов и носителей каталитически активных фаз, работающих в жестких температурных условиях.

Известен способ получения пористых мв таллсодержащих адсорбентов, включающий осаждение геля гидроксида алюминия (металла) из смеси солей двух- или двух- и трехвалентных металлов с последующим осаждением силиката металла. Осадок отмывают от посто„„. ЖÄÄ 1738325 А1 торов, работающих в жестких температурных условиях. Цель изобретения — повышение сорбционной емкости конечного продукта после высокотемпературного прокаливания. Согласно способу получения пористых металлсодержащих адсорбентов осаждают силикат кальция в количестве 10—

30 от массы конечного продукта и гидроксида алюминия, отмывают осадок, формуют, сушат и прокаливают, причем осаждение силиката кальция ведут до образования ортосиликата кальция при соотношении CaO;SiOz = 2:1, а гидроксид алюминия осаждают путем последовательного введения в ортосиликат кальция раствора гидроксида аммония, а затем раствора соли алюминия. Осуществление предлагаемого способа позволяет получить термостабильный адсорбент с высокими сорбционными параметрами. 1 табл. ронних ионов, сгущают на фильтре формуют в виде гранул, высушивают на воздухе и прокаливают при 12 С. Получают продукт с сорбционным объемом пор 0,48 — 0,85 см /г з и удельной поверхностью 41-260 м /г, г

Недостатком известного способа является невысокая термическая стабильность конечного продукта, выражающаяся в резком уменьшении удельной поверхности и сорбционного объема пор при прокаливании образцов при высоких температурах (1000 — 1200 С), Величина удельной поверхности при этом сокращается до 8-16 м /r, а г сорбционный объем пор до 0,03 — 0,11 см /r.

1738325

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения пористых металлсодержащих адсорбентов, включающий последовательное осаждение силиката кальция в количестве 10 — 30 мас. от массы конечного продукта и гидроксида алюминия, отмывку осадка, формование, сушку и прокаливание, Полученные адсорбенты обладают сорбционным объемом пор 0,23—

0,54 см /г и удельной поверхностью

140-324 м /г.

Известный способ характеризуется недостаточно высокой сорбционной емкостью конечного продукта после термообработки при высоких температурах. Величина сорбционой емкости после прокаливания при

1200 С составляет 0,22 — 0,35 см /г.

Цель изобретения — повышение сорбцион ной емкости при эксплуатации адсорбента при высоких температурах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения пористых металлсодержащих адсорбентов включающему последовательное осаждение силиката кальция в количестве 10 — 30 g, от массы конечного продукта и гидроксида алюминия, отмывку осадка, формирование, сушку и прокаливание, осаждение силиката кальция ведут до образования ортосиликата кальция при соотношении СаО: SiOz = 2:1, а гидроксид алюминия осаждают путем последовательного введения в ортосиликат кальция, / раствора гидроксида аммония, а затем раствора соли алюминия.

Осаждение силиката кальция ведут до образования ортосиликата кальция при соотношении СаО: Si02 = 2:1, а гидроксид алюминия осаждают путем последовательного введения в ортосиликат кальция раствора гидроксида аммония, а затем раствора соли алюминия, Пример 1. К 28,2 r 10 -ного раствора

Са(ИОз) приливают при интенсивном перемешивании 10,5 г 10 -ного раствора

NazSiOz. В полученный гель ортосиликата кальция (СаО: ЯО2 = 2;1) добавляют 45 г

12 -ного раствора гидроксида аммония и осаждают гель гидроксида алюминия приливанием 245,8 г 10 -ного раствора

А!(КОз)з. Полученный осадок стареет под маточным раствором в течение 2 ч. Осадок отмывают от посторонних ионов, сгущают на фильтре, сушат на воздухе, а затем прокаливают при 120 С, Конечный продукт содержит 10ф CazSi04 и 90 А!(ОН)з.

Сорбционная емкость поглощения полученного образца, прокаленного при 1200 С в течение 2 ч, составляет 0,4 см /г. з

Пример 2..В 84,6 г 10 -ного раствора

Ca(NOg)z вливают при интенсивном переме5

55 шивании 31,5 r 10 -ного раствора NazSiOg.

В полученную гель CazSi04 (СаО: ЯОг = 2:1) добавляют 34 г 12 /, - ного раствора гидроксида аммония и осаждают гель гидроксида алюминия приливанием 164 г 10 — ного раствора А!(МОз)з; Все последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Конечный продукт содержит 30 CazSi04 и 70

А!(ОН)з. Сорбционная емкость полученного образца, прокаленного при 1200 С в течение 2 ч, составляет 0,43 см /г.

Пример 3. В 28,2 10 -ного раствора

Са(ИОз)г вливают при интенсивном перемешивании 10,5 г 10 — íîrî раствора NazSiOg.

В полученный гель ортосиликата кальция

CazSiO4 добавляют 245,8 r 10 -ного раствора А!(ИОз)з и осаждают гель гидроксида алюминия путем приливания 45 г 12 -ного раствора гидроксида аммония. Все последующие операции выполняют аналогично примеру 1, Конечный продукт содержит 10

CaSiO4 и 90 А!(ОН)з, Сорбционная емкость поглощения полученного образца, прокаленного при 1200 С в течение 2 ч, составила

0,35 см /г.

Пример 4.B43,2г10,-ногораствора I

Ca(NOa)2 вливают при интенсивном перемешивании 10,7 r 10 -ного раствора NazSiOa.

В полученный гель трехкальциевого силиката (СаО: S !02 = 3:1) добавляют 40 г 12 / -ного раствора гидроксида аммония и осаждают гель гидроксида алюминия приливанием

218,4 г 10 -ного раствора А!(МОз)з, Все последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Конечный продукт содержит

20 трисиликата кальция и 80 гидроксида алюминия. Сорбционная емкость поглощения полученного образца, прокаленного при 1200 С в течение 2 ч, составляет 0,21 см /г.

Пример 5. В 14,1 r 10/-ного раствора

Са(МОз) вливают при интенсивном перемешивании 10,5 r 10 -ного раствора ИагЯОз, В полученный гель СаЯОз добавляют 45 г

12 -ного раствора гидроксида аммония и осаждают гель А!(ОН)з приливанием 245,8 г

10 -ного раствора А!(ИОз)з. Все последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Сорбционная емкость поглощения полученного образца, прокаленного при

1200 С, составляет 0,34 см /r.

Оценку сорбционной емкости поглощения производят по адсорбции паров С6Н6 в вакуумной установке весовым методом. Результаты измерений представлены в таблице.

Как видно из данных таблицы, поставленная в изобретении цель наиболее полно достигается при использовании всех отличительных признаков предлагаемого спосо1738325

Сорбционная емкость, см /г,при темпе ат е и окаливания

Соат- Последовательношение ность приливаКоличество сили ката кальция, мас.

Пример

800 С

1200 С

СаО:

Sl 02 ния растворов в гель металлосиликата при осаждении

Al(OH) з

Предлагаемый

2

4

6

7 известный

NH4O H,А1(М Оз)з

NH40 H,À1(NOç)ç

А!(М Оз)з,й Н40 Н

NH4OH,AI(NOH)3

NH4OQ,А3(МОз)з

Al(NOa)g, N H40 Н

Al ЙОз з,NH

2;1

2:1

2:1

3:1

1:1

2:1

1:1

0,40

0,43

0,35

0,21

0,34

0,32

0,35

0,47

0,88

0,37

0,33

0,36

0,41

0.36

25

Составитель Н.Трофименко

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор А.Мотыль

Заказ 1951 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ба, в частности осаждение силиката кальция ведут до образования ортосиликата кальция при соотношении СаО: SiOz = 2:1, а гидроксид алюминия осаждают путем последовательного введения в ортосиликат кальция раствора гидроксида аммония, а затем раствора соли алюминия.

Осаждение ортосиликата Са при соотношении СаО: $ Ог = 2:1 способствует достижению поставленной цели. Осаждение метасиликата кальция при соотношении

СаО: Si02 = 1:1 не позволяет повысить сорбционную емкость образцов после их прокаливания при 1200 С (примеры 5, 7), Увеличение соотношения СаО: Si02 = 3:1, способствующее образованию трехкальциевого силиката, сопровождается уменьшением сорбционной емкости, что связано с ускорением процесса спекания образца изза увеличения в нем доли СаО.

Таким образом, представленные в таблице данные свидетельствуют о том, что полученные образцы обладают высокой сорбционной емкостью и термостабильностью, что в условиях промышленной эксплуатации увеличивает срок их службы в

5 активном состоянии.

Формула изобретения

Способ получения пористых металлсодержащих адсорбентов, включающий по10 следовательное осаждение силиката кальция в количестве 10 — 30 от массы адсорбента и гидроксида алюминия, отмывку осадка и термообработку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения сорбцион15 ной емкости при эксплуатации адсорбента при высоких температурах, осаждение силиката кальция ведут до образования ортосиликата кальция при соотношении

CaO;SiOz равном 2:1, а гидроксид алюминия

20 осаждают путем последовательного введения в ортосиликат кальция раствора гидроксида аммония и раствора соли алюминия.