Способ получения оксида меди с повышенной удельной поверхностью
Владельцы патента RU 2455233:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Осетинская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (RU)
Изобретение может быть использовано в химической промышленности, а именно в технологии получения оксида меди. Сливают горячие растворы медного купороса и едкого натра в мольном соотношении 1:2,2. Смесь нагревают 15-20 минут при температуре 90°C. Выпавший осадок тщательно промывают водой, затем 10% раствором аммиака и снова водой до исчезновения реакции на сульфат ионы и выдерживают при температуре 100°C в течение 5-6 часов. Способ позволяет получать оксид меди с повышенной удельной поверхностью. 3 пр.
Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к способам получения оксидов металлов.
Химическое модифицирование поверхности оксида меди молекулами органических соединений возможно лишь при достаточной удельной поверхности оксида, которая должна быть больше 50 м2/г. Поэтому возникает необходимость повышения удельной поверхности оксида меди.
Известен способ получения оксида меди (Заявка 2145422, МКИ C01G 3/02 Абулио Мицуо и др. «Производство порошка чистого оксида меди» Япония, 1991), включающий:
- растворение в азотной кислоте высокочистой электролитной меди;
- нейтрализацию полученного раствора нитрата меди раствором гидрокарбоната аммония;
- промывание осадка водой;
- фильтрацию и сушку при температуре 70°C;
- прокаливание осадка при температуре 200-400°C.
Недостатком этого способа является низкая удельная поверхность полученного оксида меди (Sуд.=40 м2/г), которая определялась объемным методом при постоянном давлении (1. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность и пористость. М., Мир, 1984; 2. Темкин М.И. ЖФХ, 29, вып.9, 1610, 1955).
Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения оксида меди (Ю.Карякин, И.И.Ангелов «Чистые химические вещества», 1974 г., с.236), который включает:
- осаждение гидроксида меди (II) при сливании растворов медного купороса и едкого натра;
- отмывку осадка от сульфат ионов;
- прокаливание полученного гидроксида меди (II) при 300°C в течение 3 часов.
Недостатком этого способа является низкая удельная поверхность полученного оксида меди (40 м2/г).
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся и создании оксида меди с повышенной удельной поверхностью.
Решение этой задачи позволит в дальнейшем химически модифицировать поверхность оксида меди органическими соединениями.
Для получения этого технического результата заявляемое изобретение «Способ получения оксида меди с повышенной удельной поверхностью» содержит следующие существенные признаки:
- получение гидроксида меди сливанием горячих растворов медного купороса и едкого натра в мольном соотношении 1:2,2;
- нагревание смеси 15-20 минут при температуре 90°C;
- промывку выпавшего осадка оксида меди (II) водой, затем 10% раствором аммиака и снова водой до исчезновения реакции на сульфат ионы;
- выдерживание осадка при температуре 100°C в течение 5-6 часов.
Предлагаемый способ позволяет существенно повысить удельную поверхность полученного оксида меди, а также снизить энергетические затраты при его получении.
По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».
По мнению авторов, сущность заявляемого не следует явным образом из известного уровня техники, т.к. из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от аналогов заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательный уровень».
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, могут многократно использоваться в технике (и химической промышленности) для реализации способа получения оксида меди с повышенной удельной поверхностью, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».
Предлагаемый способ получения оксида меди включает:
- сливание горячих растворов медного купороса и едкого натра в мольном соотношении 1:2,2;
- нагревание смеси 15-20 минут при температуре 90°C;
- промывку выпавшего осадка оксида меди (II) водой, затем 10% раствором аммиака и снова водой до исчезновения реакции на сульфат ионы;
- выдерживание осадка при температуре 100°C в течение 5-6 часов.
Syд.=130 м2/г.
Пример конкретного выполнения 1: сливание горячих растворов медного купороса и едкого натра в мольном соотношении 1:2,2. В горячий раствор 85 г (0,33 моля) CuSO4·5H2O в 350 мл воды вливают горячий раствор 30 г (0,75 молей) NaOH (ч) в 500 мл воды, смесь нагревают при 90°C 15-20 минут. Выпавший осадок оксида меди (II) промывают водой, 10% раствором аммиака, а затем снова водой до полного удаления из осадка сульфат ионов (проба промывной жидкости не должна мутнеть при добавлении раствора хлорида бария в течение суток). Осадок оксида меди выдерживают при температуре 110°C в течение 5-6 часов и хранят в плотно закрытой банке. Определение удельной поверхности, проведенное объемным методом при постоянном давлении, показало, что S уд.=115 м2/г.
Пример конкретного выполнения 2: сливание горячих растворов медного купороса и едкого натра в мольном соотношении 1:2,2. В горячий раствор 85 г (0,33 моля) CuSO4·5H2O в 350 мл воды вливают горячий раствор 30 г (0,75 молей) NaOH (ч) в 500 мл воды, смесь нагревают при 90°C 15-20 минут. Выпавший осадок оксида меди (II) промывают водой, 10% раствором аммиака, а затем снова водой до полного удаления из осадка сульфат ионов (проба промывной жидкости не должна мутнеть при добавлении раствора хлорида бария в течение суток). Осадок оксида меди выдерживают при температуре 100°C в течение 5-6 часов и хранят в плотно закрытой банке. Определение удельной поверхности, проведенное объемным методом при постоянном давлении, показало, что Sуд.=130 м2/г.
Пример конкретного выполнения 3: сливание горячих растворов медного купороса и едкого натра в мольном соотношении 1:2,2. В горячий раствор 85 г (0,33 моля) CuSO4·5H2O в 350 мл воды вливают горячий раствор 30 г (0,75 молей) NaOH (ч) и 500 мл воды, смесь нагревают при 90°C 15-20 минут. Выпавший осадок оксида меди (II) промывают водой, 25% раствором аммиака, а затем снова водой до полного удаления из осадка сульфат ионов (проба промывной жидкости не должна мутнеть при добавлении раствора хлорида бария в течение суток). Осадок оксида меди выдерживают при температуре 100°C в течение 5-6 часов и хранят в плотно закрытой банке. Определение удельной поверхности, проведенное объемным методом при постоянном давлении, показало, что Sуд.=120 м2/г.
Способ получения оксида меди с повышенной удельной поверхностью, характеризующийся тем, что оксид меди получают сливанием горячих растворов медного купороса и едкого натра в мольном соотношении 1:2,2, смесь нагревают 15-20 мин при температуре 90°C, выпавший осадок тщательно промывают водой, затем 10%-ным раствором аммиака и снова водой до исчезновения реакции на сульфат-ионы и выдерживают при температуре 100°C в течение 5-6 ч.
