Способ получения адсорбента на основе оксида алюминия

 

Изобретение относится к способам получения адсорбентов, катализаторов и носителей катализаторов, работающих при высоких температурах. Способ включает осаждение геля силиката двухвалентного металла при рН 7-9, добавление раствора соли алюминия, выдержку в течение 10-30 мин, осаждение раствором гидроксида аммония геля гидроксида алюминия, промывку , сгущение, формование и термообработку. Способ позволяет получить термостабильный сорбенте высокими сорбционными параметрами. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 J 20/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4869657/26 (22) 26.09.90 (46) 07.06.92. Бюл. ЬЬ 21 (71) Институт общей и неорганической химии АН БССР (72) А.И,Ратько, В.С.Комаров, Н.Е.Трофименко, Н.П.Машерова и И.Б,Дубницкая (53) 661.183(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1500360,,кл. B 01 J 20/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1579559, кл. В 01 J 20/10, 1988. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТА

НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к получению пористых неорганических материалов на основе гидроксидов и оксидов металлов с развитой удельной поверхностью и может быть использовано при производстве адсорбентов, катализаторов и носителей каталитически активных фаз, работающих в жестких температурных условиях.

Известен способ получения смешанных металлсодержащих адсорбентов, включающий осаждение геля гидроксида алюминия (металла) из смеси солей двух- или двух- и трехвалентных металлов с последующим осаждением силиката металла. Осадок отмывают на фильтре от посторонних ионов, сгущают, формуют в виде гранул, высушивают на воздухе и прокаливают при 120 С.

Получают продукт с удельной поверхностью

41-260 м /г.Известный способ характеризуется недостаточно высокой термической

5U 1738326 А1 (57) Изобретение относится к способам получения адсорбентов, катализаторов и носителей катализаторов, работающих при высоких температурах. Способ включает осаждение геля силиката двухвалентного металла при рН 7-9, добавление раствора соли алюминия, выдержку в течение 10 — 30 мин, осаждение раствором гидроксида аммония геля гидроксида алюминия, промывку, сгущение, формование и термообработку. Способ позволяет получить термостабильный сорбент с высокими . сорбционными параметрами. 1 табл. стабильностью конечного продукта, выражающейся в резком уменьшении удельной поверхности при прокаливании образцов при высоких температурах (1000-1200 С).

Величина удельной поверхности уменьшается до 8 — 16 м /г.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения пористых металлсодержащих адсорбентов, включающий осаждение геля гидроксида алюминия и геля силиката двухвалентного металла проводят перед осаждением геля А!(ОН)з и ведут до получения в адсорбенте 10-30 мас.% силиката, Получают адсорбенты с сорбционным объемом пор 0,23 — 0,54 см /г и удельной поверхностью 140-324 м /г, г

Известный способ характеризуется недостаточно высокой удельной поверхностью конечного продукта после термообработки при 1200 С, Величина

1738326 удельной поверхности после прокаливания п и 1200 С в течение 2 ч составляет 52 — 88 м /г.

Цель изобретения — повышение термостабильности конечного продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения адсорбента на основе. оксида алюминия, включающему осаждение геля силиката двухвалентного металла, добавление в него раствора соли алюминия с последующим осаждением раствором аммиака геля гидроксида алюминия, отмывку, сгущение, формование и термообработку, осаждение метасиликата двухвалентного металла ведут при рН 7 — 9, а после добавления раствора соли алюминия полученную смесь выдерживают в течение 10—

30 мин, Пример 1. В 14,1 г 10ф -ного раствора

Ca(NOa)2 вливают при интенсивном перемешивании 10,5 г 10 -ного раствора ИА23!Оз, Раствором азотной кислоты доводят рН полученного гидрогеля СаЯОздо 8, Затем в полученный таким образом гель Са$!Оз добавляют 245,8 г 10 -ного раствора А!(МОз)з.

Полученную смесь выдерживают в течение

20 мин и осаждают гель гидроксида алюминия приливанием раствора гидроксида аммония до рН 8. Полученный осадок стареет под маточным раствором в течение 2 ч. Осадок отмывают от посторонних ионов, сгущают на фильтре, формуют, сушат на воздухе, а затем прокаливают при 120 С. Конечный продукт содержит 10 СаЯ!Оз и 90

А!(ОН)з. Удельная поверхность полученного образца после прокаливания при 1200 С составляет 98 м /г.

Пример 2. В 38,8 r 10 -ного раствора

Яг (Я!Оз) вливают при интенсивном перемешивании 22,310 -ного раствора йа ЯОз, В полученный гель SvSiOz вливают раствор азотной кислоты до рН 7. В приготовленный таким образом гель SeSiOg вносят 191,1 г

10 -ного раствора А!(МОз)з. Полученную смесь выдерживают в течение 10 мин и осаждают гель гидроксида алюминия приливанием раствора гидроксида аммония до рН 8. Все последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Конечный продукт содержит 30ф SrSiOa и 70 А!(ОН)з.

После прокаливания при 1200 С в течение

2 ч удельная поверхность образца составляет 93 м /г.

П ример 3. В20,5г10 — ного раствора

Ва(ИОз)г вливают при интенсивном перемешивании 22,3 г 10 -ного раствора Na2SIOa.

В полученный гель ВаЯ!Оз вливают раствор азотной кислоты до рН 8, Затем в полученный таким образом гель ВаЯ!Оз добавляют

218,4г 10 -ного раствора А!! !чОз) з . Пол5

55 ученную смесь выдерживают в течение 30 мин и осаждают гель гидроксида алюминия приливанием раствора гидроксида аммония до рН 8. Все последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Конечный продукт содержит 20 ВаЯ!Оз и 80 А!(ОН)з, После прокаливания при 1200 С в течение 2 ч удельная поверхность образца составляет

90 м /г.

Для полученных образцов определяют удельную поверхность из данных адсорбции паров С6Но в вакуумной установке, а также по низкотемпературной адсорбции азота. Результаты измерений представлены в таблице.

Как видно из данных таблицы, повышение термостабильности конечного продукта наиболее полно достигается при использовании всех отличительных признаков предлагаемого способа, в частности осаждение метасиликата двухвалентного металла ведут при рН 7 — 9, а после добавления раствора соли алюминия полученную смесь выдерживают в течение 10- 30 мин.

Повышение рН осаждения геля метасиликата двухвалентного металла выше 9, равно как и понижение рН ниже 7, приводит к существенному снижению поверхности. В первом случае образуются метасиликаты металлов с плотноупакованной структурой, которая подвержена спеканию при высокотемпературной обработке, а во втором случае образуются мел копористые высокодисперсные образцы, обогащенные

МеО и SiOz, структурные параметры которых также изменяются в процессе прокаливания. Металлосиликаты, полученные известным способом, осаждаются при рН

11-12 и обладают пластинчато-слоистой структурой, которая легко спекается при воздействии высокой температуры.

Осуществление способа получения адсорбента на основе оксида алюминия путем предварительного осаждения геля метасиликата двухвалентного металла при рН 7 — 9 способствует формированию рыхлых, аморфных структур с низкой степенью упорядоченности, а выдержка смеси геля метасиликата металла и раствора соли алюминия в течение 10 — 30 мин изменяет соотношение МеО:SiOz, что ведет к образованию метасиликатов металлов, содержащих небольшие количества МеО и

SiOz. Обе эти добавки (МеО и SiOz) стабилизируют пористую структуру оксида алюми. ния, а метасиликат при этом играет и роль структуроформирующего компонента. Сочетание всех указанных факторов способствует образованию образцов, пористая структура которых обладает достаточной ус1738326 добавление в него раствора соли алюминия с последующим осаждением раствором гидроксида аммония геля гидроксида алюминия, промывку, сгущение, формование и

5 термообработку, отличающийся тем, что, с целью повышения термостабильности адсорбента, перед добавлением соли алюминия рН образовавшегося геля силиката доводят до 7 — 9, а после добавления соли

10 алюминия смесь выдерживают в течение

10 — 30 мин. тойчивостью к воздействию высоких температур.

Таким образом, полученные образцы обладают высокой сорбционной активностью и термостабильностью, что в условиях промышленной эксплуатации увеличивает срок их службы в активном состоянии.

Формула изобретения

Способ получения адсорбента на основе оксида алюминия, включающий осаждение геля силиката двухвалентного металла, рН осаждения метасиликата двух валентного металла

Содержание

МеВОз в конечном продукте, мас, о

Селикат двух валентного металла

Пример

20

30

Составитель Н.Трофименко

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

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

2

4

6

8

CaSiO q

CaSiO g

CaSiO y

CaSiO>

CaSiOg

Ва90з

BaSiOy

SrSiOs

ЯгЯ! Оз

Время выдержки геля сили ката металла и раствора Ai

МОз з, мин.

Удельная поверхность образца после прокаливания при

1200 С, м /г

98

96

99

86

92

93