Способ стабилизации поверхности высокодисперсных порошков металлов и сплавов
О П И С А Н И Е 272278
И 3 О БР Е ТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республии
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 21.111.1969 (Л1 1313398 23-4) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 03. т 1.1970. Бюллетень ¹ 19
Дата опубликования описания 3.1Х.1970
Кл. 12g, 4 OI
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
МПК В Olj 11/06
УДК 66.097.62(088.8) Авторы изобретения
Э. М. Натансон, Т. В. Чубарь, 3. P. Ульберт, М. В. Товбин, Е. В. Харченко, А. М Алексеев и Л. М. Дмитренко. . !-O
Институт коллоидной химии и химии воды АН Украинской ССР-,"
КИЕВСКИЙ ГОСударСтВЕННЫй уНИВЕрСИтЕт И ГОСударСтВЕН1тЫЙ "ИНСтИтдт1Г;..".1 Х . азотной промышленности
Г г,"-,,1333 73-Ь"
Заявители
СПОСОБ СТАБИЛ ИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ
ВЬ|СОКОДИСПЕРСНЪ|Х ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Изобретение относится к способам получения стабилизированной поверхности высокодисперсных порошков металлов и сплавов, например, применяемых в качестве катализаторов, в частности к способу получения стабилизированной поверхности железных катализаторов синтеза аммиака.
Известен способ стабилизации поверхности металлических катализаторов с помощью трудновосстанавлнваемь1х окислов. Так, в 10 промышленном катализаторе синтеза аммиака структурирующим промотором служит окись алюминия или окись кремния. Для получения катализатора синтеза аммиака обычно используют природный магнетит, который измельчают, смешивают с активатором (например, окисью алюминия) и плавят при температуре около 1600 С. Затем продукт охлаждают, измельчают, загружают в колонну синтеза аммиака и восстанавливают водородом 2О при температуре от 400 до 500 С. Недостатком этого способа является низкая удельная поверхность получаемого катализатора.
Цель изобретения заключается в увеличении удельной поверхности порошков металлов 2ч и сплавов. Это достигается использованием в качестве структурирующпх промоторов термостойких кремнийорганпческих полимеров, ВВодимых В 1lорошкп м(таллов и сплаtiов пр11 низких температурах.
Высокод;1сперсный металл tiлп сплав образуется в присутствии полимера. Метод получения металла плп сплава можно варьировать. Так, можно получать металл илп сплав электролпзом прп температурах до 45"С плп разложением ферроппанпдов плп формпа1ов металлов прп 300 — 325 С Полимер, присутствующий в системе в момент выделения металла, адсорбируется на поверхности металла, предохраняя ее от спеканпя. В результате применения предлагаемого способа удельная поверхность порошков металлов увеличивается по cpBBtletattto, например, с удельной поверхностью промышленного катализатора синтеза аммиака в 2 — 10 раз, вследствие понижения температуры пх получения примерно на 200 — 500 "С.
Пример 1. Высокодпсперсное железо получают электролптпческпзм методом B двухслойной иа1ше с враща о1цпмся катодом в присутствии полимера. Bepxt»tilt слоем ванны служит раствор дпметплфенплполпсилоксана в толуоле (от 0,1 до 20 г на 100 11л) с добавкой
0,5% олепновой кислоты, нижним слоем— раствор электролита, содержащий 35 г ГеС1 в 1 л. Условия проведения электролиза: плот272278
Размер блока мозаики катали« затора, А
Удельная поверхность катализатора, лР/г
Количество полимера, «о после катализа до катализа после катализа до катализа
190
230
200
58
0,0
9,0
43,6
Сосгавитсль М. Медведев
Корректор Е. В, Фомина редактор Л. К. ушакова
3аказ 2388г7 ТИ1) а и 480 Подписное
131-1ИИИИ Комигета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, К-35, Раушская наб., д. 4(5
Типографии, пр. Сапунова, 2 ность тока 40 — 45 а/дл-, температура 40—
45 С, скорость вращения катода 600 град/сек, продолжительность 120 — 140 лин.
Дисперсную фазу, содержащую коллоидное железо и полимер, осаждают из верхнего толуольного слоя равным объемом метанола и отде1HloT от избытка растворителя центрифугированпем. Порошок высушива|от в вакуумном сушильном шкафу при 100 С.
Как видно из приведенных в таблице данных, порошок без полимера в процессе катализа спекается, величина его удельной поверхности уменьшается в 20 раз, размеры блоков мозаики увеличиваются в 5 раз. Порошок, содержащий полимер, не спекается, величина его удельной поверхности либо не изменяется (9% полимера), либо даже увеличивается
<43% полимера), а размеры блоков мозаики практически не меняются. Полученные результаты свидетельствуют о возможности применения термостойких кремнийорганических полимеров для стабилизации поверхности высокодисперсных порошков металлов.
Пример 2. Высокодисперсный сплав железо — марганец получают путем восстановления водородом соосажденного порошка формиатов железа и марганца в присутствии полимера.
Для получения соосажденных формиатов железа и марганца с различным содержанием последнего сливают водные растворы
Nn(Оа)2 и FeC12 различной концентрации.
К полученному раствору прибавляют рассчитанное количество (NI!4) СОв. Раствор насыщают углекислым газом. Полученный осадок промывают декантацией, отфильтровывают, промывают водой, насыщенной СО2 до полного удаления ионов хлора. Смесь карбонатов далее растворяют в муравьиной кислоте. Полученный кристаллический осадок формиатов промывают холодной водой и высушивают в вакуумном сушильном шкафу.
Каталитическую активность полученного порошка изучали в реакции синтеза аммиака проточным методом прп атмосферном давлении.
В таблице приведены величины удельных поверхностей, размеры блоков мозаики катализаторов с различным содержанием полимера, измеренные до и после испытания их каталитической активности.
1 г диметилфенилполисилоксана растворяют в 100 лл толуола. Смешивают по 6 г полученного осадка соосаждепных формиатов с 2, 4, 10 лил полученного раствора. Избыток толуола откачивают в вакуумном сушильном шка30 фу. Высокодисперсные порошки сплавов получают восстановлением смесей водородом, Ниже приведена величина удельной поверхности сверхтонких порошков сплавов с различным количеством полимера и без него.
35 ! (оличество Удельная поверхность полимера, % порошка,,ц%
0 9
1 29
40 2 31
5 40
Катализаторы, содержащие полимер, имеют большую удельную поверхность. Следовательно, полимер, присутствующий в системе в мо45 мент получения сплава, способствует образованию более дисперсных частиц и предохраняет их от спекания.
Предмет изобретения
50 Способ стабилизации поверхности высокодисперсных порошков металлов и сплавов, например, применяемых в качестве катализаторов, структурирующими промоторами, отличаюи1ийся тем, что, с целью увеличения удель55 ной поверхности порошков, в качестве структурирующпх промоторов используют термостойкие кремнийорганические полимеры.
