Никель-11-вольфрамосиликат никеля (п) в качестве катализатора дожигания оксида углерода

Никель-11-вольфрамосиликат никеля (п) в качестве катализатора дожигания оксида углерода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5)) 4 В 01 J 23/85, В 01 D 53/36, С 01 G 53/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :.:

К A BT0PCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4119298/31-04 (22) 17.09.86 (46) 30.03.88. Бюл. )) 12 (71) МГУ им.М.В.Ломоносова (72) В.и.спицыну И.д.коллиу

В.P.Êàáåðäèí, P.À.Ãàçàðîâ и Г.А.Гордеева (53) 66.097.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ((858915, кл. В 01 J 37/02, 1979. (54) НИКЕЛЬ-1 1-ВОЛЬФРАМОСИЛИКАТ НИКЕЛЯ (ZZ) В КАЧЕСТВЕ КАТАЛИЗАТОРА ДОЖИГАНИЯ ОКСИДА УГЛЕРОДА (54) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к никель11-вольфрамосиликату никеля (2+), ко-. торый может использоваться в качестве катализатора (КТ) дожигания оксида углерода. Цель изобретения — выявление нового производного никель — 11 — вольфр амоаиликата, обладающего повыц.е нвой каталитической активностью. Получение

КТв едут изК (8дИЖ„039)1 4НО и

Ni(010<) 6Н О при комнатной темпег ратуре. После охлаждения отделяют образовавшийся осадок перхлората калияКС10, добиваясь полного осаждения.

Выход 907. Температура зажигания 501 конверсии СО для КТ составляет 230 С, а уже при 239 С КТ обеспечивает эффективную 70-процентную очистку по

СО. Практически полное превращение о о

С0 достигается при 250 С, что на 40 С ниже, чем в случае известного КТ.

3 табл.

1384327

Таблица 1

d А

d А

18, 11 100

16,93 100

16,13 90

10,025 90

9,349 100

6,219 30

5,680 60

15,56

14, 21 ,!

11,72

5,283

5,033

40

4,666 . 10

9,007

7,641

7, 278

4,502, 30

40

4,453 10

7, 184 40

4, 234

40

7,047

6,840

6,417

6,362.3, 917 50 .3,770 40

3,651

3,562

70

40

6, 159 40

3,474 30

3,36) 30

3,339 30

3,123 80

3,110 50

3,094 100

5,574

5,149

5,028

4,837

4,594

4,413

40

40

3,050

2,3884 50

2,3197 50

3,528

3,437

Изобретение относится к новым производным никель-11-вольфрамосиликата, проявляющее каталитическую активность в дожигании оксида углерода, 5 и может быть использовано в автомобильной промьппленности для уменьшения выбросов оксидов углерода в атмосферу.

Целью изобретения является новое 10 производное никель-11-вольфрамосиликата, обладающее повышенной каталити- ческой активностью. !

Пример 1. К раствору . 15

Кь/SiNiW„O»J 14Н О (16,10 г в 90 мл

Н О) при комнатной температуре и постоянном перемешивании прибавляют медленно по каплям раствор Ni(C104)

« 6Н,О (5,5 г в 5 мл Н О). Затем ре- 20 акционную смесь охлаждают в бане со льдом в течение 5-6 ч, после чего отделяют образовавшийся белый осадок перхлората калия КС10 . Подобную операцию повторяют 2-3 раза, добиваясь 25 наиболее полного осаждения КС104 .

Далее. раствор оставляют выпариваться при комнатной температуре. Через несколько дней из раствора выпадают зеленые кристаллы в виде гексагональ- 30 ных призм. Выход 907..

Индивидуальность полученного соединения подтверждают элементным анализом, комплексом физико-химических методов исследования: рентгенофазовым и термическим анализами, ИК-спектроскопией и исследованием растворов в видимой и УФ-областях спектра.

Содержание кремния и никеля в син-40 тезированном соединении N1))SiNiW«0 9)»

" 26H О определяют методом атомно2. адсорбционной спектрометрии на приборе Перкин-Элмер. Содержание воды определяют прокаливанием навесок при 45

600 С до постоянной массы и термогравиметрически на дериватографе системы Паулик, Паулик, Эрдей. Содержание вольфрама определяют весовым методом.

Найдено, 7.: NiO 8,53; SiOg 1,71; 50

МО> 75,76; Н О 14. Для Ni, (БАИИ„О»91» х 26Н О вычислено, Е: NiO 8,75; SiO

1,79; МО 75,58; H О 13,88.

Рентгенограммы для синтезированного 013 fSiNiW (,ОД 26Н О (I)и исход- 55 ного К (Я И1И,) 039 14Н О (II) получают по методу Гинье. Излучение СпК,„..

Рентгенографические характеристики представлены в табл. 1.

Рентгенографические характеристики, межплоскостные расстояния и интенсивности Ni )SiNiW;, О 1 26Н О и Q(SxNzW,g 099 ) ° 14Н О

1384327 г Т з Т 4

1 2 3 4

3,337

3,281

3,220

3, 175

2 3060 10

2,2791 20

2,2283 30 10

2,6549 80

2,5909 20

3,?86 10

3,627 90

90 2,5523 30

3 573

3,553

2у 2023 10

2, 1890 10

80 2,5204 58

3, 102

30 I5

Ка кости указа

ИК

20 метре

50 к видно из результатов, межплосые расстояния и интенсивности нных соединений различаются.

-спектры записывают на спектроUR-20 в области 4000-400 см

Образцы готовят в виде таблеток с

KBr и в виде суспензии в вазелиновом масле. Отнесение полос поглощения . проводят по литературным данным.

Рассмотрение.ИК-спектра, полученного никель-11-вольфрамосиликата никеля позволяет сделать заключение, что структура Кеггина, характерная для смешанных гетерополианионов, сохраняется (табл. 2).

3,038

2, 1212 20

2,998 50

2, 1052 30

2,0767 20

2,0204 35

3,024 50

2,980

2,929

4,278, 50

30

4, 137

4,037

2,9592

2,8506

40

3,986

2,7798 50,Таблица 2

Отнесение частот в ИК«спектрах и комплексов

4(($1йю„о)") 4(и-О-ы) 4(у-О-Ni) 3($104) 4 (w-o и) 715 535

715 535

480

805

1005

965

915

480

800

970

1005

Спектры поглощения растворов в

УФ- и видимой .областях регистриру1от на спектрофотометре Specord UU UES.

Электронные спектры поглощения водных растворов И ($ ИИ g О 1

4 26Н О и К (Б МИ н О j 14Н О (в. УФобласти С = 2 ° 10, в видимой С

= 2 10 2 моль/л) аналогичны. Это указывает на сохранение, структуры смешанного гетерополианиона в комплексе

Ni> )SiNiW<, 0») 26Н О в водных растворах: характерная полоса переноса заряда, наблюдаемая при 250-260 см обусловлена суммарными переходами

I в каждом октаэдре и переходы

А — Т; (Р) (расщеплен из-за спий-орбитального взаимодействия на два компонента 14200 см и 12800 см и Ад †« Т,, (Р) - 24200 см, указывающие на октаэдрическое окружение атома никеля.

Результаты термического анализа показывают, что процесс дегидратации, соли Ni/S>NiW« 0 )-26Н 0, как и соли

Kg)SiNiW „ О Д 14Н 0, заканчивается при 600 C. Положение максимумов зндоСое-. 1($ь04) 1(У=О) динение

Продолжение табл. 1

T I

1384327

Таблица 3

Активность катализатора

Катализатор

Температура достижения заданной степени превращения

СО,"С

50Х 70Х 90

CO СО СО

К (Б МЩ 0, «14И О

255 263 290

Ni g (S iNiW„y Ogy)» 26Н О

232 239 252

Составитель В.Теплякова

Редактор Э.Слиган Техред А.Кравчук Корректор М. Яароши

Заказ 1364/6 Тираж 519 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 эффектов, связанных с потерей массы основной части кристаллизационной воды, находится в интервале температур 50-300 С. При нагревании образ5 цов Ni (SiNiW Ä 0) 26Н О и

Kq(SiNiW 10 ) 14Н О выше 400 С наблюдаются различия в поведении продуктов термолиза комплексов, связанные с их различным составом: на кри- 10 вой ДТА соединения I присутствуют два экзоэффекта (максимумы 580 и

690 С), а на кривой ДТА II — два эндоэффекта (максимумы 590 и 740 С).

Сравнение данных термического анализа и ИК-спектров продуктов гермолиза Ni (БiNiW1, 0>+g 26Н О. и

К (SiNiW (, О Д 14Н О позволяют сделать заключение, что соединение I подвергается амортизации при более 2р

O низкой температуре (150 С), чем соединение II (250-400 С).

Синтезированный никельсодержащий гетерополикомплекс был испытан в качестве катализатора для дожигания 25 окиси углерода в отходящих газах промышленных производств и выхлопных газах ДВС. Катализатор готовят пропиткой гранул окиси алюминия марки

ШН-2 (ТУ-6-02-459-75) раствором со- 3р ли никель-11-вольфрамосиликата никеля (концентрация раствора 1,0—

10,0 мас.Х). Гранулы выдерживают в растворе гетерополикомплекса, например, 2 ч при 70-100 С. Концентрация активного компонента в полученном катализаторе (в пересчете на

Ni0) составляет 0,05-0,5 мас.Х.

Активность катализатора в реакции окисления окиси углерода оценивают 40 на установке проточного типа при объемной скорости 30000 ч и концентрации СО в реакционной смеси 0,3 об.X.

Полученные результаты приведены в табл. 3. Для сравнения здесь же при- 45 ведены данные по активности никель11-вольфрамосиликата калия.

Как видно иэ представленных данных, температура зажигания 50Х кон-. версии СО для катализатора, .в качестве активного компонента которого выступает никелевая соль смешанного никельвольфрамосиликатного гетерополикомплекса, составляет 230 С, а уже при 239 С никель-11-вольфрамосио ликат никеля обеспечивает эффективную

70-процентную очистку по СО. Кроме того, 90Х, т.е. практически полное превращение СО, достигается на вновь полученном катализаторе при относио тельно низкой температуре 250 С, что о практически на 40 С ниже, чем в случае никель-11-вольфрамосиликата калия.

Формула изобретения

Никель-11-вольфрамосиликат никеля

3 (SiNiW „.Озч) 26HzO в качестве катализатора дожигания оксида углерода.