Фотокаталитическая композиция для получения водорода

Фотокаталитическая композиция для получения водорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ COBETCHHX

И

РЕСПУБЛИК

Il9I 1П1 (51)5 С 01 В 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГННТ СССР

1 ъ4О . ) <нл

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "" :;;„,.;

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ включающей сульфид кадмия, медиатор электронов и катализатор выделения водорода, для повышения выхода целевого продукта используют сульфид кадмия, покрытый пленкой полиэпоксипропилкарбазола причем покрытие ° производят из бенэольного раствора с концентрацией полимера 1 10 — 7 10 моль/л при следующем содержании компонентов, мас.%: сульфид кадмия, покрытый полиэпоксипропилкарбаэолом 0,24-0,48; четыреххлористый титан 0,11-0,44; силикагель с нанесенным металлическим палладием

0,38-0,86; этиловый спирт 53-74; вода остальное. Концентрация палладия

° на силикагеле составляет 0,10-0,20Х от маccH силикагеля ° 2 3 и. ф-лы, 7 табл. (46) 07,07.92, Бюл. 11 25 (21) 4261951/26 (22) 15.06.87 (7)) Институт физической химии им. Л.В.Писараевского (72) С.Я.Кучмий, А.В.Корлак, Н.Ф.Губа, А.И.Крюков и В.Д. Походенко (53) 661. 9Ы . 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1! - 1307742, кл. С Ol В 3/02, 1986.

° (S4) ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ,ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА (57) Изобретение касается фотокаталитического получения водорода иэ воды. Цель изобретения — повышение выхода водорода. Для получения водорода из водно-спиртовой смеси с помощью фотокаталитической композиции, Изобретение касается фотокаталитического получения водорода из воды.

Цель изобретения — повышение вы.хода водорода.

li р и м е р. Приготовление гетерогенного фотокатализатора — сульфи-, да кадмия, покрытого полимерной пленкой.

Сульфид кадмия, покрытый полимерной пленкой ИЭИК (полиэпокснпропилкарбаэол), готовят путем иегемешивания порошка сульфидин кадмия в растворе

ПЭПК и последующего фильтрования и высушиваиия его на воздухе ири комнатной температур». С этой целью

2,5 г промьп иениог< v.t>-фила кадмия

11 I I марки для по!<у«р..и<1, и< ;< и, иредварительно растертого в агатовой ступке, помещают в 10 мл бенэольного раствора ИЭИК (содержащего 0,01 г ПЭПК с молекулярной массой 1000, концентрация ИЭИК в растворе равна 1 > тlО моль/г) и перемешивают суспенэию в течение 30 мин с помощью магнитной мешалки, После этого сульфид кадмия отфильтровывают и сушат на воздухе при комнатной темиерату- <р ре. Получают сульфид кадмия, покрытый пленкой ПЭПК, при концентрации полимера в бенэоле 5 10, 7 IO моль/л.

-э -з

Палладиевый катализатор готовят путем нанесения на силика гель хлорнда палладия и последующего его восстановления до металли <». к<и о. С этой

1492437 цепью 10 г гиликагепя марки КОК-200, зернением 0,25-0,50 мм, предварительно прокаленного н течение 4 ч ири

IB0-20О Г, иомещают н 100 мп спиртового расхапра ГИС1 (0,1, 0,2 . иалла5 дия относительно млссы сипикагепя).

После ныдерживания я течение 4-5 ч о при 20 С раствор отфильтровывают и силикагепь с адсорбиронанным PdC1< нагренают при 180-200 С сначапа в ат.", мосфере воздуха, а затем в токе водорода н течение 2 ч. В результате этих операций получают силикагель с нанесенным мелкодисперсным металлическим папладием, содержацие которого составляет О,l . от массы носителя SiO<, а также 0,2 Pd от массы БдО, 0,03 r (0,35 мас. .) СИЯ с нанесенной пленкой ИЭПК, 0,019 г (0,22 мас. ) TiCI квалиФикации ХЧ и 0,05 r (0,57 мас.l) силикагеля с нанесенным металпичес— ким папладием вносят в сферический стеклянный сосуд диаметром 3 см,снабженный магнитной меналкой и краном.

Затем добавляют смесь зтанопа с водой (причем соотношение по обьему спирт:вода 2:l), Суспензию откачивают в течение 1 мин с помощью форнакуумного насоса и облучают при перемешивании светом ртутной лампы высокого давления ДРВ1-1000 (400 нм

Е h 6500 нм, светофильтры ЖС-12 и

СС-5) . Интенсивность снета измеряют ферриоксалатннм актинометром (I

l,44 10 эйншт/ч). Молекулярный водород определяют хроматографически (хроматограф ЛХМ-8ИП). Квантовый выход образования водорода определили н условиях стационарного режима фотореакции, KQTopl, достигается через 20-30 мин после начала облучения. Квантовый вьгход у водорода ра-. вен 82-90%.

Влияние концентрации полиэпоксипропнлкарбазола в бензольном растворе приведен н табл.l.

Влияние содержания супьфила кадмия í композиции приведено н табл.2 °

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

1. Фотокаталитическая композиция дпя получения водорода, включающая супьфид кадмия, четыреххлористый титан, силикагель с нанесенным металлическим папладием, этиловый спирт и воду, отличающаяся тем, что, с целью унеличения выхода водорода, она содержит сульфид кадмия, покрытый пленкой полизпоксипропипкарбазола при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Супьфид кадмия, покрытый пленкой полиэпоксипропилкарбазола 0,24-0,48

Четыреххлористый титан

Силикагель с наО, 11 0,44 несенным металлическим палладием О, 38-0,86

Этиловый спирт 53,00-74,00

Вода Остальное

2. Композиция по л. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она содержит силикагель с 0,1-0,2 мас.X иеталлического палладия.

3. Композиция по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что она содержит сульфид кадмия, покрытый пленкой полиэпоксипропилкарбаэола, полученной из бензольного раствора с концентрацией полимера (1-7) ° 10 моль/л

Влияние содержания иаппадия, нанеееаапгп на силикагепь, дано в табл.3.

Влияние содержания в композиции сипHKагpля с нанесенным на него металлическим иапладием дано н табл.4, Влияние содержания в композиции четыреххпористого титана дано в табл.5.

Влияние содержания в композиции этилового спирта дано в табл,6.

Сравнительные данные изнестного базового объекта и предлагаемой Фото. катапитической композиции даны в табл.7, I492637

Т а бл и ца I с

Состав композиции, мас. Х

Квантовый выход образования водорода, /»

Концентрация

ПЭИК в растворе, из xotoporo наносили полимер на.С4$ моль/л

TiC1 Pd/SiG С H GH

CdS (ПЭПК) 5 10

1 l0

5 10

7, 10

1 ° 10

43

82

86

0,35

0,35

0,35

0,35

0,35

0,57 59

0,57 59

0,57 59

0,57 59

0 57 59

0,22

0,22

0,22

0,22

0,22

4.

Остальное вода

ФФ

Содержание палладия 0,2% относительно массы SiG

Таблица 2

Ф

Состав композиции, мас,%

Квантовый выход образования водорода,Х

Pd/Si0 С H„GH

CdS (ПЭПК) Т Cl, 0,57 45

0,47 62

0,57 90

0,57 85

0,57 60

Таблица 3 вантовый

» ыход обPd/SiG С h OH разования

Ф молекулярного водорода, 0,57 59 63

0,57 59 82

0,57 59 90

0 57 59 88

0,57 59 89 (4

59

59

59

59

0,12

0,24

0,35

0,48

0,57

0,22

0,22

0 22

0,22

0,22

Остальное вода

ФФ

Содержание палладия 0,2% относительно массы Я С

Ф

Состав композиции,мас.%

Содержание Pd в катализаторе выделения водорода относительно массы

Si0 мас.X

CdS (ПЭПК) Т С1

0,22

0,22

0,22

0,22

0,22

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,35

0,35

0 35

0 35

0,35

Ф

Остальное вода

1492637

Т а б л н ц а 4

Состав компоэиции, мас ° Х

4Ф

Pd/Si0 CdS (IDlIK) Т1С1 лекуля рного водорода, Х

0,17

0,38

0,57

0,86

l,!4 в .Остальное вода.

4Ф

Содержание палладия 0,2Х относительно массы SxQ.

Т а б л и ц а 5

4Состав компоэиции, мас.Х

CdS (ПЭПК) Pd/SiO С Н Oh Ф

TiC1>

Остальное вода

Ф 4.

Содержание палладия .0,2Х относительно массы S10g, Таблица 6

Состав композиции,,кас.X

С Н ОН CdS (ПЭПК) Т С1

Pd/Si0

87

74

59

53

Ф

Остальное вода.

*4

Содержание палладия 0,2Х относительно массы 610

0,22

0,11

0,22

0,44

0 88

0 35

0,35

0 35

0,35

0 35

0,35

0 35

O,35

0,35

0 35

0,37

0,36

0,35

0,34

0,33

0,22

0,22

0,22

0,22

0,22

0,57

0,57

0,57

0,57

Од 57

0,24

0,23

0,22

0i21

0,20

59

59

59

59

59

59

59

59 .59

0,62

- 0,60

0,57

0,56

0,55

Квантовьй выход обраэования мо74

82

89

Квантовый выход образования водорода,Х

57

64

96

62

Квантовьй выход обраэования молекулярного водоррда, Х

53

62

10

1492М

Таблица 7

Композиция

Состав композиции

КвантовьФ вцход во;дорода, Й

По прототипу CdS+TiCI +Pd/SiO+C И OH+H О и У

ПредлагаеЪ мая CdS(fl3IIK)+TiC1 +РЬ/SiO +С H GH+ 82-90

+HcO

1 2 Ф Ю

30-40

Составитель Е. Корниенко

Редактор Л.Кузнецова Техред JI,Сердюкова Корректор В.Гирняк

Заказ 2818/ДСИ Тиран Подписное

ВНИИПИ Государственного конитета по изобретениям и открытиям при IKHT СССР

113035 ° Иоскаа, ЗЬ-35, Раувская наб., д. 4/5

Производственно-издательский на@инат "Патент" ° г.Уагород, ул. Гагарина,301