Фотокаталитическая композиция для получения водорода

Фотокаталитическая композиция для получения водорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам получения молекулярного водорода путем фотокаталитического разложения воды. Цель изобретения - повышение выхода водорода. Для осуществления способа получения молекулярного водорода из водно-спиртовой смеси под . действием видимого света в присутствии фотокаталитнческой композиции, состоящей из гетерогенного фотокатализатора с нанесенным на него катализатором выделения водорода, медиатора электрона и донора -электрона, для повышения выхода целевого продукта композиция дополнительно содержит медиатор дырки-трианнзиламин при следующем содержании компонентов, мас.%: палладированный сульфид кадмия 0,17- 0,68; четыреххлорнстый титан 0,18- 0,44; этиловый спирт 54-75; трианизиламин 0,,40; остальное вода. Содержание металлического палладия относительно массы сульфида кадмия составляет 1,0-3,0%. I з.п, ф-лы, 6 табл. а 3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„14 5 1 (51) 5 С 01 В 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 30.08.92. Бюл. 1"- 32 (21) 4260448/?6 (22) 10.06.87 (7!) Институт физической химии им. Л.В.Лисяржевского (72) Н.Ф.Губя, А.В.Коржак, С.Я.Кучмий, В.Г,Кошечко, А.И.Крюков и В.Д.Лоходенко (53) 661.961.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1419054, кл. С 01 В 3/06, 1986

32-92. (54) ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКАЯ КОЙПОЗИЦ11Я

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА (57) Изобретение относится к способам получения молекулярного водорода путем фотокаталитического разложенияводы. Цель изобретения — повышение выхода водорода. Для осуществления способа получения молекулярного водо1

Изобретение относится к процессам получ ения мол ек улярно го водорода путем фотокаталитического разложения.. воды.

Цель изобретения — повышение выхода водорода, Л р и м е р l. Вифункциональный гетерогенный фотокаталиэатор — палладированный сульфид кадмия — готовят путем нанесения на сульфид кадмия наз риевой соли палладнйхпористоводородной кислоты (Na

"для полупроводников", предварительно растертого в агатовой ступке, помещают в 200 мл водного раствора рода иэ водно-спиртовой смеси под, действием видимого света в прнсутст вии фотокатялнтической композиции, состоящей иэ гетерогенного фотокатализатора с нанесенным на него катализатором выделения водорода, медиатора электрона и донора электрона, для повышения выхода целевого продукта композиция дополнительно содержит медиатор дырки-трианиэиламин при следующем содержании компонентов, мас.X: палладированный сульфид кадмия 0,170,68; четыреххлорнстый титан 0,180,44; этиловый спирт 54-75; трианизиламин 0,83-1,40; остальное вода.

Содержание металлического паллядия относительно массы сульфида кадмия составляет 1,0-3,0Х. I з.п, ф-лы, 6 табл.

Na PdCl 4 (содержащего I, 0-8, О мяс. X палладия относительно массы CdS) и перемешивают суспензию в течение 3 ч с помощью магнитной мешалки. Затем при перемешивании в суспеиэию барботируют водород в течение 4 ч, При этом цвет суспензии изменяется от кирпично-красного до черно-бурого.

После этого раствор отфильтровывают, осадок промывают водой, затем ацетоном и сушат на воздухе в течение

20 мин. В результате этих операций получают бифункциональный гетерогенный фотокатализатор - палладированный сульфид кадмия, содержащий 1,0;

2,0; 3,0 масЛ палладня от массы CdS

0,03 r (О,З мас.Х)пя.;лядированнГО сульфида кадмия, содержание пяллаз 1478 дия относительно массы CdS 1,0 мас.й, 0„019 г (0,22 мас,X ) четыреххлорис того титана квалификации "хч" и

О, I г (1,15 мас.Х) трианизиламина марки "ч" {TAA) вносят в сферический сосуд из стекла диаметром 3 см, снабженный магнитной мешалкой и краном.

Затем добавляют в сосуд 10 мл смеси этилового спирта с водой (соотношение по объему спирт/вода 2:I ), причем содержание спирта от общей массы суспензии составляет 60 мас.Х, вода остальное. 22осле этого суспензию дегазируют с помощью форвакуумного насоса в течение 1 мин и при переме вивании облучают светом ртутной лампы высокого давления ДРШ-1000 (400 нм

4 3 6 500 нм, комбинация светофильтров ИС-11 и СС-5). Количество образовавшегося водорода определяют методом газовой хроматографии (хроматограф

ЖИ-ВИД). Интенсивность падающего на композицию света составляет I 44

Ч 0 Эйншт ° /ч. Квантовый выход образования водорода определяют в условиях стационарного режима фотореакции, который достигается через 20-30 мин после начала облучения. Квантовый выход образования водорода имеет величинуэ Равную 70 мас,X.

Влияние содержания металлического палладия в бифункциональном гетерогенном фотокаталиэаторе иа выход молекулярного водброда приведено в табл 1 °

Влияние содержания палладированйого сульфида кадмия в фотокаталитиЧеской композиции на выход молекулярsere водорода приведено в табл.2., 571

Формула изоб рет ения

l. Фотокаталитическая композиция для получения водорода, включающая палладированный сульфид кадмия, четыреххлористый титан, этиловый спирт

25 и воду, о т л и .ч а ю щ а я .с я тем, что, с целью повышения выхода водорода, она дополнительно содержит три аниэиламин при следующем соотношении компонентов, мас.7:

30 22алладированный сульфид кадмия 0,17-0,68

Чвтыреххлорнстый титан О, 18-0,44

Этиловый спирт 54, 00-75, 00

35 Трнанизиламин 0,83-1,40

Вода Остальное

2 ° КомпОзиция ИО и,. I О т л и ч а ю щ а я с я тем, что она содержит палладированный сульфид кадмия с содержанием 1-.3 мас._#_ палладия.

Таблица

Состав композиции," мас. X

Квантовый выход образования водорода, Х

Содержание палладия в гет,фотокат.. ееасеХ

cas xicl4 С,н,оы Тм

0,5 0,34 0,22 ЬО

1 0 0,34 0,22 60

2 0 0 34 0,22 ЬО

3,0 0,34 0,22 ЬО

5 0 О 34 О 22 60

1,15 54

1,15 70

1,15 74

2,15 74

1,15 74

«Вода остальное.

Влияние содержания вводимого в фотокаталитическую композицию четыреххлористого титана на выкод молекулярного водорода приведено в табл,3, Влияние содержания этилового спирта в фотокаталитической композиции на выход молекулярного водорода приведено в табл,4.

1р Влияние варьирования содержания трианизиламина в композиции на выход водорода приведено в табл,5, Сопоставление композиции по прототипу и предлагаемой фотокаталитической композиции для получения нодорода по выходу целевого продукта дано в табл.б.

1478571

Т а б л и ц а 2

Состав композиции, мас.Х

Квантовый выход обPRSOBB» ния водорода, Х

Содерза.ние в ФотокатализаCdS Т1С1л

Сгн 5ОН

ТАА торе, мас.X

О, 22,. 60

0,22 60

0,22 60

0,22 60

0,22 60

1,11 2

1,15 2

1,15 2

1 l5 2

1,15 2

Вода остальное.

Таблица 3

Состав композиции, мас.Х вантоый ьыод обазоват1С14 Cds

ТАА

СуН ОН ия soорода,X

1,15 53

l,l5 7l

l,!5 74

l,15 70

1,15 49

О, 11 0,34

О, 18 0,34

0,22 0,34

0,44 0,34

0,66 0,34 Вода остальное °

« Содержание нанесенного паллщ(ИМ

2 мас.Х относительно массы Cd8.

Таблица 4

Состав композиции, мас,X антовий выход обэоваиия до рода, Х

С,Н ОН С!8"" Т1С1+ ТАА

1,06 46

I,f0 70

1,15 74

1,18 71

1,19 53

0,33 0,2!

0,34 0,22

О» 34 0 22

0,35 О, 23

0,36 0,23

+ Вода остальное, " Содержание наиесейного палладия — 2 мас,Х относительно массы CdS.

0,11

0,17

0,34

0,68

I 00

28

54

58

74

73

1478571

Таблица5

Состав композиции, мас.X ф

КвантоВЫй ВЫТАА С48 Т С 1 С НЕОН ход Образования водорода, 7.+ Вода остальное. ф.Ф

Содержание нанесенного палла2 мас. N относительно массы дия

CdS °

Таблица 6

Фотокаталитическая композиция Квантовый

ВЫХОД МО лекулярноКомлозиция го воДОРОда у /о

45-60

70-74

CdS(Pd) + Т С1 + С Ь ОЬ + Ь б

Ирототип

Предлагаемая

CdS(Pd } + Т1С1 + С Б ОН + Б 0+

+ТАА

Составитель Е.Корниенко

РеДактоР Л.KyPacosa ТехРеД Л.0ли11нык Корректор Н. Гунько

Заказ 3476 Тираж . Нодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, 5-35, Рауаская наб., д. 4/5

Яроивводственио-издательский комбинат "Латеит", г.ужгород, ул. Гагарина,10) »

0,46

0,83

l l5

1,40

1,82

0,34 0,22

0,34 0,22

0,34 0,22

0,34 0,22

0,34 0,22

59

74

72