Способ получения растворов метилатов рения



Способ получения растворов метилатов рения
Способ получения растворов метилатов рения

 

C25B3 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2481418:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ) (RU)

Предложенное изобретение относится к способу получения растворов метилатов рения электрохимическим методом. Электрохимическое растворение рения в предложенном способе проводят при анодной поляризации и при постоянных параметрах потенциала тока в безводном метиловом спирте, содержащем в качестве электропроводной добавки хлорид лития LiCl, содержание которого определяется исходя из количества, необходимого для обеспечения достаточной проводимости электролита. В качестве катода используют инертный электрод, а фиксированное значение потенциала анода составляет Е≤3,50±0,001, что обеспечивает получение продукта определенного состава, отвечающего формуле Re4O6-y(ОСН3)12+y, где 0≤y≤4. Снижение температуры процесса растворения рения, повышение выхода продукта и его чистоты является техническим результатом предложенного изобретения. 2 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к области химии и технологии рения, в частности электрохимическому способу получения метилатов рения, которые могут использоваться как предшественники для получения сплавов рения с другими тугоплавкими металлами, ультрадисперсных (>100 нм) и наноразмерных (<100 нм) порошков функциональных материалов на основе рения (металлического рения, оксидов рения (IV) и (VI)), нашедшие свое применение в реакциях кросс-конденсации и восстановительной дегидратации спиртов с целью получения моторных топлив и/или присадок к ним.

Алкоксотехнология является перспективной при получении при низких температурах (<500÷900°С) материалов (индивидуальные оксиды, их твердые растворы, сложные оксиды, металлы, сплавы), обладающих повышенной фазовой и химической однородностью и регулируемым гранулометрическим составом, а также ультрадисперсных и наноразмерных материалов.

Известен способ [Druce J.G.F. Ethoxides and isopropoxides of manganese and rhenium // J. of the Chemical Society. 1937. P.1407-1408] получения этилата рения Re(OEt)3 путем взаимодействия Re3Cl9 1,46 г в эфире со спиртовым раствором NaOEt (0,34 г Na; 30 с.с. EtOH). При выпаривании этоксид рения оставался в остатке.

Существенные недостатки способа заключаются в трудоемкости, необходимости использования сложного оборудования, сложности автоматизации процесса, получение исходных соединений представляет собой самостоятельную задачу синтеза.

Известен способ [Ковсман Е.П. и др. Способ получения алкоксидов титана, опубликовано / Патент РФ №2079503] получения алкоксидов титана (тетрабутоксида титана (ТБТ) и тетраизопропоксида) путем электрохимического растворения анода из титана в электролите, содержащем алканол (бутанол или изопропанол) и хлорид лития, при плотности тока 2-6 А/дм2 с циркуляцией электролита, возвратом хлорида лития и алканола в процесс и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что используют цельнометаллический анод из титана и процесс ведут при скорости протока электролита в межэлектродном зазоре не ниже 5 см/с. Недостатком является протекание вторичных химических реакций с продуктами электрохимического окисления.

Наиболее близким техническим решением является способ [Щеглов П.А. Моно-, би- и триметаллические оксоалкоксопроизводные рения (синтез, свойства и применение). Диссер. на соиск. ученой степени кандидата хим. наук. - М.: МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 2002, 139 с.] синтеза Re4O2(OMe)16 и Re4O6(ОМе)12 электрохимическим методом. Анодное растворение рения в среде МеОН (Me - метильная группа) осуществляли в присутствии фонового электролита LiCl (0,025 моль/л) как без разделения катодного и анодного пространств, так и с их разделением посредством мембраны из пористого стекла. Процесс вели при 18÷20°С. Выход по току составил 62 и 79%.

Основным недостатком данного метода является нестабильность получения продуктов синтеза.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в понижении температуры процесса, повышении выхода продукта, получении продукта, не загрязненного хлором, поскольку содержание электропроводящей добавки существенно снижено, технологической гибкости процесса и относительно низких затратах.

Технический результат достигается электрохимическим методом, заключающимся в анодном растворении рения в обезвоженном метиловом спирте в присутствии электропроводящей добавки, отличающимся тем, что растворение рения ведут при фиксированном значении потенциала анода Е≤3,50±0,01, что обеспечивает получение продукта определенного состава, отвечающего общей формуле Re4O6-у(ОСН3)12+у, где 0≤у≤4.

Сущность предложенного способа заключается в следующем. В электрохимическую ячейку помещают электролит, представляющий собой обезвоженный метиловый спирт с растворенной в нем и предварительно осушенной электропроводящей добавкой (LiCl). Концентрация LiCl определяется исходя из количества, необходимого для обеспечения достаточной проводимости, обычно 0,03-0,08 моль/л. В качестве катода используют инертный электрод, в качестве анода - металлический рений. Растворение рения ведут при фиксированном значении потенциала анода, определяющего протекание интересующей анодной реакции, что позволяет получать продукт определенного состава Re4O6-у(ОСН3)12+у, где 0≤y≤4 (Фиг.2). Потенциал анода определяют с помощью поляризационных и деполяризационных кривых, полученных с использованием электрохимического исследовательско-технологического комплекса (ЭХК-1012, ООО ИП "Тетран"), использующего некомпенсационный способ измерения потенциала [патент РФ №2106620 от 26.04.96].

Установлено, что в литературе не описано влияние потенциала электрода на получение оксометилатов рения определенного состава.

Пример 1. Анодное растворение металлического рения в метиловом спирте с добавкой LiCl 0,05-0,06 моль/л проводили в двухкамерной проточной ячейке из фторопласта (Фиг.1), суммарным объемом 100 мл. Камеры ячейки разделены катионообменной мембраной МК-40. Поток электролита с заданной скоростью в установке обеспечивается перистальтическим насосом.

С помощью поляризационных и деполяризационных кривых, полученных с использованием ЭХК-1012, выбрали технологические параметры: потенциал растворения рения Е=2,91 В, точность поддержания потенциала ΔЕ=±0,01 В, температура - 20-25°С, скорость потока - 0,4 л/ч. Выбранные параметры обеспечивают протекание единственной реакции на аноде при максимально возможной скорости и производительности процесса, ограничиваемой техническими характеристиками ЭХК-1012.

По окончании эксперимента были проведены анализы проб растворов электролита методами ИК-спектроскопии, ЭПР-спектроскопии; фотометрическим методом определена концентрация рения в анолите и католите.

Продуктами электрохимического синтеза в метиловом спирте в присутствии электропроводящей добавки при потенциале Е=2,91±0,01 В является комплекс рения (VI) Re4O6(ОСН3)12, где на один атом рения приходится один концевой оксолиганд (связь Re=O).

Пример 2. Анодное растворение металлического рения в метаноле с добавкой LiCl 0,05-0,06 моль/л проводили в двухкамерной проточной ячейке из фторопласта (Фиг.1).

При технологических параметрах: потенциал растворения рения Е≤2,91±0,01 В, температура - 20-25°С, скорость потока - 0,4 л/ч продуктом электрохимического синтеза в метиловом спирте является комплекс рения (VI) Re4O6(ОСН3)12 аналогично примеру 1.

Пример 3. Анодное растворение металлического рения в метаноле с добавкой LiCl 0,05-0,06 моль/л проводили в двухкамерной проточной ячейке из фторопласта (Фиг.1) при технологических параметрах: потенциал растворения рения Е=3,50 В, точность поддержания потенциала ΔЕ=±0,01 В, температура - 20-25°С, скорость потока - 0,4 л/ч продуктом электрохимического синтеза в метиловом спирте является комплекс Re4O2(ОСН3)16 (V), в котором отсутствуют концевые оксолиганды.

Таким образом, из описания примеров и результатов следует, что предлагаемая методика позволяет реализовывать управляемый электрохимический синтез метилатов рения. Установка фиксированных электрохимических параметров делает возможным получение воспроизводимых результатов анодного растворения.

Пояснения к фигурам.

Фиг.1 - Электрохимическая ячейка для синтеза алкоксопроизводных:

1 - корпус ячейки;

2 - токоподвод к титановому катоду;

3 - токоподвод к аноду (Re);

4 - мембрана МК-40;

5 - штуцер.

Фиг.2 - Структура Re4O6(OCH3)12.

Способ получения оксометилатов рения электрохимическим методом, заключающийся в анодном растворении рения в обезвоженном метиловом спирте в присутствии электропроводящей добавки, отличающийся тем, что растворение рения ведут при фиксированном значении потенциала анода Е≤3,50±0,001, с получением продукта определенного состава, отвечающего формуле Re4O6-y(ОСН3)12+y, где 0≤y≤4.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, а именно к материалам для газодиффузионных электродов электрохимических источников тока, в том числе для топливных элементов с полимерными протонообменными мембранами, использующихся в качестве высоконадежных, экологически чистых источников тока, например, для резервных устройств бесперебойного питания.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к материалам для газодиффузионных электродов электрохимических источников тока, в том числе для топливных элементов с полимерными протонообменными мембранами, использующихся в качестве высоконадежных, экологически чистых источников тока, например, для резервных устройств бесперебойного питания.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к материалам для газодиффузионных электродов электрохимических источников тока, в том числе для топливных элементов с полимерными протонообменными мембранами, использующихся в качестве бесшумных источников тока, например, на подводных лодках.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к материалам для газодиффузионных электродов электрохимических источников тока, в том числе для топливных элементов с полимерными протонообменными мембранами, использующихся в качестве бесшумных источников тока, например, на подводных лодках.

Изобретение относится к способу получения водорода из воды и может быть использовано в химической промышленности, для переработки углеводородов, а также в системах аккумулирования и транспорта энергии и как топливо в транспортных и стационарных энергоустановках.

Изобретение относится к способу получения водорода из воды и может быть использовано в химической промышленности, для переработки углеводородов, а также в системах аккумулирования и транспорта энергии и как топливо в транспортных и стационарных энергоустановках.
Изобретение относится к катализаторам получения молекулярного водорода. .

Изобретение относится к способу синтеза 3,7-диаминофенотиазина из 1,4-фенилендиамина и сернистого реагента. .
Изобретение относится к электрохимическому способу получения композиций карбида вольфрама с платиной и может быть использовано для создания нового поколения топливных элементов и электролизеров для электрохимического получения водорода.

Изобретение относится к устройству для обеспечения опоры электродов в установке для электролиза, причем указанная опора содержит шинопровод, к которому прикреплены электроды, расположенные на обеих сторонах шинопровода и вертикально проходящие ниже шинопровода, а шинопровод и указанные электроды предназначены для погружения, по меньшей мере, частичного в электролит, который выделяет один или большее количество газообразных продуктов коррозионного характера

Изобретение относится к устройству для обеспечения опоры электродов в установке для электролиза, причем указанная опора содержит шинопровод, к которому прикреплены электроды, расположенные на обеих сторонах шинопровода и вертикально проходящие ниже шинопровода, а шинопровод и указанные электроды предназначены для погружения, по меньшей мере, частичного в электролит, который выделяет один или большее количество газообразных продуктов коррозионного характера

Изобретение относится к способу получения диарилкарбоната и переработке, по меньшей мере, одной части образованного при этом раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, в находящемся ниже по технологической цепочке электролизе хлорида щелочных металлов, включающему следующие стадии: a) получение фосгена взаимодействием хлора с монооксидом углерода, b) взаимодействие фосгена, образованного согласно стадии a), c, по меньшей мере, одним монофенолом в присутствии основания, при необходимости, основного катализатора до диарилкарбоната и раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, c) отделение содержащей образованный на стадии b) диарилкарбонат органической фазы и, по меньшей мере, одноразовая промывка содержащей диарилкарбонат органической фазы, d) отделение раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, оставшегося согласно стадии с), от остатков растворителя и, при необходимости, остатков катализатора путем отпаривания раствора с водяным паром и обработкой адсорбентами, e) электрохимическое окисление, по меньшей мере, одной части раствора, содержащего хлорид щелочных металлов со стадии d) с образованием хлора, щелочи и, при необходимости, водорода, где при отделении d) раствора перед обработкой адсорбентами значение рН раствора устанавливают меньше или равно 8 и f) по меньшей мере, одну часть полученного согласно стадии e) хлора возвращают на получение фосгена согласно стадии a) и/или g) по меньшей мере, одну часть полученного согласно стадии e) раствора щелочи возвращают на получение диарилкарбоната согласно стадии b)

Изобретение относится к способу получения диарилкарбоната и переработке, по меньшей мере, одной части образованного при этом раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, в находящемся ниже по технологической цепочке электролизе хлорида щелочных металлов, включающему следующие стадии: a) получение фосгена взаимодействием хлора с монооксидом углерода, b) взаимодействие фосгена, образованного согласно стадии a), c, по меньшей мере, одним монофенолом в присутствии основания, при необходимости, основного катализатора до диарилкарбоната и раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, c) отделение содержащей образованный на стадии b) диарилкарбонат органической фазы и, по меньшей мере, одноразовая промывка содержащей диарилкарбонат органической фазы, d) отделение раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, оставшегося согласно стадии с), от остатков растворителя и, при необходимости, остатков катализатора путем отпаривания раствора с водяным паром и обработкой адсорбентами, e) электрохимическое окисление, по меньшей мере, одной части раствора, содержащего хлорид щелочных металлов со стадии d) с образованием хлора, щелочи и, при необходимости, водорода, где при отделении d) раствора перед обработкой адсорбентами значение рН раствора устанавливают меньше или равно 8 и f) по меньшей мере, одну часть полученного согласно стадии e) хлора возвращают на получение фосгена согласно стадии a) и/или g) по меньшей мере, одну часть полученного согласно стадии e) раствора щелочи возвращают на получение диарилкарбоната согласно стадии b)

Изобретение относится к способу получения диарилкарбоната и переработке, по меньшей мере, одной части образованного при этом раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, в находящемся ниже по технологической цепочке электролизе хлорида щелочных металлов, включающему следующие стадии: a) получение фосгена взаимодействием хлора с монооксидом углерода, b) взаимодействие фосгена, образованного согласно стадии a), c, по меньшей мере, одним монофенолом в присутствии основания, при необходимости, основного катализатора до диарилкарбоната и раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, c) отделение содержащей образованный на стадии b) диарилкарбонат органической фазы и, по меньшей мере, одноразовая промывка содержащей диарилкарбонат органической фазы, d) отделение раствора, содержащего хлорид щелочных металлов, оставшегося согласно стадии с), от остатков растворителя и, при необходимости, остатков катализатора путем отпаривания раствора с водяным паром и обработкой адсорбентами, e) электрохимическое окисление, по меньшей мере, одной части раствора, содержащего хлорид щелочных металлов со стадии d) с образованием хлора, щелочи и, при необходимости, водорода, где при отделении d) раствора перед обработкой адсорбентами значение рН раствора устанавливают меньше или равно 8 и f) по меньшей мере, одну часть полученного согласно стадии e) хлора возвращают на получение фосгена согласно стадии a) и/или g) по меньшей мере, одну часть полученного согласно стадии e) раствора щелочи возвращают на получение диарилкарбоната согласно стадии b)

Изобретение относится к способу получения 2,4-динитро- или 2,4,6-тринитробензойных кислот, которые находят применение в качестве полупродуктов в синтезе биологически активных веществ, исходных соединений в производстве красителей и ароматических конденсационных полимеров

Изобретение относится к области металлургии неметаллов, а именно к производству электролитического кристаллического и/или рентгеноаморфного кремния в виде нано- и микроструктурных порошков и/или волокон

Изобретение относится к способу изготовления активированных электродов для электролитического получения водорода и кислорода в электролизерах со щелочным электролитом
Наверх