Способ получения гидроалюминатныхсоединений металлов

Способ получения гидроалюминатныхсоединений металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социааистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (804573 (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлеио 02. 04. 79 (2l) 2744925/22-02 (53)PA Кл з

С 01 F 7/02 слрисоединенмем заявим М.—

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений. и открытия (23} Приорнтет -.

Опубликовано 1М2.81. Бюллетень М 6 дата ооуоликовання ояисання 15. 02. 81 (53) УДК 661.862 (088-B) (72) Авторы изобратения (71) ЗаЪентель

4 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОАЛЮМИНАТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при производстве гидроалюминатных соединений металлов.

Известен способ получения алюминатов цинка и кадмия путем сметяения ,амМиакатов цинка и кадмия с актив-: ной окисью алюминия (1 J.

Однако получаемые алюминаты имеют 1© недостаточную каталиткческую и сорбционную активность.

Известен способ получения гидроалюминатов и гидрополиалюминатов металлов путем смешения активной окиси алюминия с соединениями металла, преимущественно с солью свинца в .щелочной среде в растворе ацетата натрия (2).

Однако данный способ не позволяет, получить многокомпонентные систеею20 заданного воспроизводимого и регу-. лируемого состава, а получаемые продукты обладают недостаточной сорбдионной и каталитической активностью.

Цель изобретения — повышейие сорбционных и каталитических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве алюминийсодержащего соединения используют гидрополиалюминат металла.

В качестве алюминийсодержащего соединения используют гидроалюмина-, ты металлов, выбранных из ряда: марганец,. никель, цинк, медь, хром, кадмий.

В качестве комплексующих агентов используют аммиачные растворы нли растворы карбоновых кислот при рН

7,5-11,5.

Гидрополиалюминат марганца обрабатывают аммиачными растворами соли меди или соли никеля при рН

10,3-11,5.

Гидрополиалюмннат никеля обрабатывают аммиачно-хлоридным буферным раствором соли марганца при рН 8,59,2..

Гидрополиалюминат цинка обр абатывают аце та тн ым р ас т вором соли свинца при рН 7,5-8,0.

Гидрополиалюмннат меди обрабатывают оксалатными растворами соли хрома при рН 9,1-9,5.

Гидрополиалюминат хрома обрабатывают сульфасалицилатными растворами соли железа при рН 8,2-9,0.

Гидрополиалюминат кадмия обрабатывают аммиачно-хлоридным буферным раствором соли магния при рН 9,5-10,0;

И. Н. Сигналов, И. П. Алексеева, E. А. Аниконова, Ю.. В. КоиовалоВа, B. Е; Кузина, Е. И. Листвина

Л, П. Сигналова, В. A. Торгованова, $. П. Лушин,. и В, В, Алесковский Q. )

Н.,: -" " .0Ленинградский ордена Октябрьской Революцн}я и ордена ..

Труд<свого Красного Знамени технологичеекйи Институт им. Ленсовета т—

804573

Приме р1.-! а ) 2 О О мг гидрополиалюмин а та марганца, содержащего 1,7 мг-ион ИП2" на 1 r 083 a Ho AIZ О,состав которого может быть выражен формулой

0,17 Ип (АI Ог ) 0,83А1г О g.он О или через мольное соотношение окислов

МпО:АIZ О = 0,17:1,0, помещают в стеклянный сосуд с плотно закрывающейся пробкой и заливают 100 мл аммиачного раствора соли никеля (Т .Ж=2:1000) с концентрацией

t N i +1овщ = О, 0463 М (ННз)о ш

0,766 М и с величиной рН 11,28.

Через 4 сут контакта реагирующих веществ при периодическом перемешивании получают продукт, содержащий

4,0 мг-ион Ni-+ и 1,7 мг-ион Миг+ на

I б) В условиях, аналогичных а), при использовании гидрополиалюмина- . та марганца, содержащего 5,2 мг-ион (Я Ийг+ на 1 г безводной Д1г 0,состав которого может быть выражен формулой

0,53 Mvl (А! Ог ) 0,47 A l О, п Н О или через мольное соотношение окислов

ИпО:Аl О = 0,53:1,0,в зависимости от времени контакта получают продукты, состав которых представлен в табл.1.

Т а б л и ц а 1

Мольные отношения IiО МпО Д!2ОЪ синтеэи ванных продуктов

Состав соединения

0,24 Ni (AI Ог)г 0,53Ип(А10г ) 0,24:0,53;

3 " г э, ин о :1,0

5„, 2

2, 4. О, 4 7 N I (A 1 Ог ) g О, 5 3 Мп (A l OZ) И M@0

0,47:0,53:

:1,0 5,2

4,6.

Пример 2. 200 мг гидрополиалюмината марганца, содержащего 3,1 мг-ион Мп на 1 r безводной А1г05, состав которого может быть выражей формулой 0, 31 Мп (А l Ог ) ° О, 69А Iг О !1Н гС или через мольное соотйошение окислов

ИНО: Д1г О = О, 31: 1, О, помещают в 40 стеклянный сосуд с плотно закрываюТ а б л и ц а 2

Состав синтезированных продуктов

Время контакта, ч

Мольные отношения СиО:

: -!пО:A I О

Состав соединения 9

Содержание ионов метал-! лов, мг-ион/г А1 О ! „т 2+ f

О, 08 Сн (А! Ог)г ° 0,31Мп ° (А1иг)г 0,6-А!а 0 ингО

0,82

3,1

0,08:0,31:1,0

0,10 Cu(AIO ) . 0,31Мп. (A I On )n 0,59Аlг О .М!! О

0,98, 3,1

0,10: 0,31.: 1,0

0,18 Cu(AI Ог)г. 0,31Мп

1,8

3,1

0,18: 0,31:1,0

0,19: 0,31: 1,0

3,1 0,19 Сн(АI О ) 0,31Мп» (Аl Ог Q 0,50 АI О,.ингО

1,9

Время Состав контакта, Содержание, ионов металлов,, сут . мг-ион/r А!0 и

1 г безводной Д1 0, состав которого может быть выражен формулой

0,41 Н (А! 0< )г - 0,17 Ий (А! Ог) г 0,42

Д !и О И НгО или через мольное сооТ ношение окислов N i О: ХиО: A 1 0 = — 0,41: 0,17: 1,0. щейся пробкой и заливают 100 мл аммиачного раствора. соли меди (Т:Ж

=2:1000) с. кон1 ентрацией 1Сн г )

0,0507 И, ) !!Н )о щ = 0 487 И и c величиной рН 10,56. Составы продуктов, полученные в зависимости от времени контакта реагирующих веществ, представлены в табл.2. %4573

Т а б л и ц а 3

Состав синтезированных продуктов

Иольные отношения Мя0:NIOç

;:А1 0

Время конТакта сут

Содержание ионов металлов, мг-иои/r

А1 О>

Состав соединения

Мгг2.+ : Иi2+

5,6 0,ЗОИЛ(А19 ) 0,57NI (А10 ) " 0,30г0,57г1,0

«0,13AI O 1гН20

2,9

5,3 0,46Mn(AIBA)g. 0,54й1(А10 ) "0,46г0,54г1,0 лггн 0

4,5. 70

0,013РЪ(А.102) 0,26Zn ° 0,013 г0,26г

«(А!О ) . О, 73 Alp О 11НдО г1,0

3:1000 0,13 2,6

1:1000 0,86 2,6

0,09г0,26г .1,0

0,09РЬ(AI Оу) . 0,26Zп *

А10а) О ° 73 Alp G nH.g0

ПримерЗ. а) 200 мг гидрополиалюмината никеля, содержащего 2,7 мг-ион Ni + на 1 г безводн<>й А1 0, состав которого может быть выражен формулой

0,28 Ni (А10у) 0,72А120З.НН О или через мольное соотношение окислов .М10гА1203 = 0,28г1,0, помещают в стеклянный сосуд с плотно закрывающейся пробкой и заливают

100 мл аммиачно-хлоридного буферного раствора соли марганца (ТгЖ =

2г1000) с концентрацией (Mn >+ <=

0,0234 М, (ННдС6 ) = 1,0 М, (NHg ) g = 0,244 М и 7NH NOH ° HC I J

0,145 М. и с. величиной рН 8,98. Солянокислый гидросиламин добавля, ется -для стабилизации валентного состояния Мг + . Через 12 сут контакта реагирующих веществ при периоП р н м е р 4. Навески гидрополиалюмината цинка, содержащего 2,6мг-ион Zn + на 1 r безводной AI>0>, состав которого может быть выражен формулой 0,26 Zn(AIO )q. 0,74А1 0з« г иН О или через мольное соотношение окислов ZnO:AIg ОЗ = О,?6 г 1,0, помещают в стеклянный сосуд с плотноэакрывающейся пробкой и заливают дическом перемешивании получают продукт, содержащий 2,5 мг-ион Nn + и

2,5 мг-ион Мi на 1 г безводной

А1 0г,состав которого может быть выражен формулой 0,26 Мп (А10 )y."

*0,26 Ni (AIOg)p ° 0,48А1 0 пН 0 илн через мольное соотношение окислов

ИлО : й10 г А1г О« = 0,26:0,26г1,0. б) В условиях, аналогичных a), ® при использовании гидрополиалюмината никеля, содержащего 6,2 мг-ион й1 на 1 г безводной А120, состав которого может быть вырежен формулой

0,63 Ni .(А10 ) - 0,37 AIg О ° мН О нли через мольное соотношение окислов

Ni0:Аl О = 0,63 г 1,0, в зависимости от времени контакта получают продукты, состав которых представлен в табл.3. определенным объемом ацетатного

4g раствора соли свища с концентрацией 1.РВ" ),,Ц 0,0216 М, ацетата натрия 1,0 1А и.с велпчнной . рН 7,48. Составы продуктов, полученные в зависимости от времени контакта реагирующих веществ при раз4 личных соотисааениях Т.:X, представ.лены в табл.4.

Т а б л и ц а 4

804573

Табл:;цa5

0,12Сг (АI Og ) 0,07Cu °

«(А) 02)2 0,75 А12 0 иН О

0,12и0,07: . 1,0

1,2

0,66

0,17:0,072

:1,0

0,.66 .. 0,17С г (А102 )Э 0,07Cu i

4AI02 Q. 0,68А!20. иН20

1,7

0,22:0,07:

:1,0

О, 22C r (A I 02 ) О, 07С и к

"(А102 Q 0 60AI20 ИН20

0,66

2,2

Таблицаб

0,29Fi(AIDAN)y 0,09Cr

«(А) 02) . 0,43А(20з ин20

0,29:0,09:

:1,0

0,9

2,8

О 36Fe(AIO )з 0 09Cr« 0 36 0 09

)ъ ° 0, 2А12 О - ИН20: 1, 0

0,9

3,5

Пример 5. 50 мг гидрополиалюмината меди, содержащего 0,66 мг-ион Со +на 1 r безводной A)<0 состав которого может быть выражен формулой 0,07Cu(AI023<. 0,93А1 О, х ИН20 или через мольное соотношение окислов Cu0:A120 -- 0,07;1,0,помещают в стеклянный сосуд с плотно закрывающейся пробкой и заливают 100 MJj Ъ

Пример 6. 50 мг гидрополиалюмината хрома, содержащего 0,92 мг-ион Сг + на.1 r безводной AI20>, состав которого может быть выра2жей формулой О, О 9 С r (A I 02) ° О, 86А 1 20З х к ИН20 или через мольное соотношение окислов Cr>0> . Р120 з = 0,09:1,0, помещают в стеклянный сосуд с плотно . закрывающейся пробкой и заливают

100.мп сульфосалицилатного раствора оксалатного раствора соли хрома (T:Æ = 0,5:1000) с концентрацией (Cv )Озц = 0 108 М, оксалата аммония 0,32 N, (NH )=- 0,25 М и с величиной рН 9,10 Аммиак добавляется для создания щелочной среды.

Составы продуктов, полученные в зависимости от времени контакта реагирую- щих веществ, представлены в табл. 5. соли железа (Ш), (T: Æ = О, 5: 1000 ) с концентрацией (е )свщ = О 120

М, сульфосалицилата 0,240М,НН =0,154

ГИН 1 = О, 154 M и с величиной рН

8,95. Аммиак добавляется для создания щелочной среды. Составы продуктов, полученные в за49,висимости от времени контакта реагирующих веществ, представлены в табл. 6. 804573

1О аммиачно-хлоридного буФерного раствора соли магния (T::(= 5г20Q0) с концентрацией Hq J Ы„,. = 0,0516 И, (ИН» СIJ 1 О И, (ИН+) ô„.

1,04 М и с величиной рН 9,49.Сос тавы продуктов, получейные в зави.симости от времени контакта реагирующих веществ, предс.авлены в табл..7.

Т а б л и ц а 7

1,4

0,14 Hq(«(А!О )»0,80

2,6

0,27 Mq(AIO»)g. 0,08Cd«

"(А10й)й 0 65А1»оь nHqo

0,80

0,27 г 0,08г г1,0

10 33

Ог80 0,34 Hq( ().

Синтезированные многокомпонентные гидроалюминатные соединения металлов.исследованы на каталитическую и. сорбционную активность. Каталитичес- 35 кую активность исследуют в реакции каталитического окисления оккси углерода, выбранной в 1гачестве модельной. Объем катализатора в реакторе составляет 4 см, концентрация С0 в газовоздушном потоке — 13, ско- 40

0c0,27:2,0 350

175

O 17Игг (А10д)у «

0,83А1 go ° НH О

1, 7ИИ

450

Ого,53г2,0

21О

О, 53МН (A10 )<

«О, 47A I < 0> ° 1г Н» О

5,2ИгР+

380

280

Ого,28г1,0

230

0,28М1 (Al o Q «

«0,72А1д 09 ПНаО

2,7М +

310

240

Ого,63г1,0

280

0,63М! (AI 0»)g х

«О, 37А l у 0> ° ИН О

250

М I2ô

310

П р и и е р 7. 100 мг гидрополи.глюмината кадмия, содержащего 0,80 мг-ион Cdг- на 1 г безводной AI O состав которого может быть выражен

Формулой О, 08 Qd (А10 )»- 0,92А1 О» гг .

«ННОГО нли через мольное соотношение: окислов CCf0- :А1»оз = 0,08г1, помещают в стеклянный сосуд с плотно закрывающейся пробкой и заливают 200 мл

AI O Q. 0,08Cd 0,14: 0,08г

0,78 AI О . г»Н O:1,0

А10 ) o,o8cd o,34:о,o6:

0,58А!»Оз»»Hgo :1,0 рость газового потока — 27000-20000 ч-", иитервал температур в реакторе "

20-500 С. Данные по каталитическому окислению СО в СО однокомпонентными гидрополиалюминатами металлов и многокомпонентными гг:дроалюминатными соединениями металлов, а также величины удельной поверхности синтезированных соединений представлены в табл. 8.

Т а б л и ц а 8

804573 г:родолженне табл.8

Г Т .

0,26Ми(А10 )2 »

».0,2бй1(А10 >) м0,48A1 О ИН20

2, 5Мп.2,5N i

0,26:0,26:

21 0

350

280

200

0,41:0,17:

:1,0

300 180

4,,0й1

1., 7Ми

0»41й i (А102) »

«0,17Ми(А10 )

«0,42А1 0 иНдО

О. 47N i (А102 Q», "0,53Ии(А10 )»

ИН 0

280

260

2+

4,6й1

5 i 2MI1

0,47:0,53: 180

:1,0

280

0„21CU(AAl 0q g» 2,0Сц 2,2И)з 0,21: 0,23: 60 л 0 i 2 3NYI (A f 02 )g :1,0

О. 56 А1203 tf H20

240

120

Таблица9 б>

/г, та

1,2

cu04À12àü=0 12:1.0

0,55

0,35

1,8 ЕИО:A)209=0i18:1,0

1,8 СЯО,ЕИО:А1209=0,03:

:0,18:1,0

0,65.0,33

Т а б л и ц а 10 3,3

3,8

2

4,4

Как следует из табл.8 многокомпонентные гидроалюмииатные соедине-. ния металлов обладаЮт значительно

„большей каталитической активностью, чем однокомпонентные гидроалюминаты металдов.

Сорбционную активИОсть исследуют на примере поглощения сульфид-ионов . из растворов йа2 S медно-цинковыми

Полученные данные по сорбционной активности свидетельствуют о том, что сорбционная активность миогокомпонентных гидроалюминатных соегидроалюминатными соединениями..Данные по сорбционной активности, полученные при (Na = 0,0060М, рН 10,1, Т:Ж = 5:1000 и времени контакта 1 ч, представлены в табл.9, а данные по сорбционной активности, полученные при fNag Sjц<» = 0,0135.М,, рН 8,9, Т:Ж = .5г1000 и времени контакта 1 сут, приведены в табл .10.. динений металлов превышает сорбци- . онную активность однокомпонентных гидроалюминатов тех же металлов (табл. 9 и 10).

Применение предлагаемого способа получения гидроалюминатных соедине- : ний металлов обеспечивает по сравнению с известными следующие, преф© имущества:

1. Возможность получения многокомпонентных гидроалюминатных соединений металлов с регулируемым, заранее .задаваемым и воспроизводимым составом» содержащих гидроалюминаты

804573

Формула изобретения

Составитель Н. Беликова

Редактор А. Гук Техред T.Ìàòî÷êà Корректор М. демчик

Заказ 10802/35 Тираж 516. Подписное

ВНИИПИ Государственногь ком :тета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, чл. Проектная, 4 разных металлов, нанесенные в заданной последовательности.

2. Воэможность расширения диапазона составов получаемых гидроалюминатов металлов.

3. Исключает необходимость термообработки синтезированных гидроалюминатов.

4. Увеличивает каталитическую и сорбционную активность гидроалюминатов металлов.

5. Получаемые многокомпонентные гидроалюминатные соединения металлов обладают развитой удельной поверхностью, измеряемой сотнями м /г.

1. Способ получения гидроалюминатных соединений металлов путем обработки алюминийсодержащего соединения раствором соли металла в щелочной среде с добавкой комплексукщих агентов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения каталитическнх и сорбционных свойств, в качестве алюминийсодержащего соединения используют гидрополиалюминат металла.

2. Способ по п.1, о,т л и ч а юшийся тем, что в качестве алюминийсодержаще о соединения используют гидрополиалюминаты металлов, выбранных из ряда: марганец, никель, цинк, медь, хром, кадмий.

3. Способ по п1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве комплексукщих агентов используют аммиачиые растворы или растворы карбоновых кислот при рН 7,5-11,5.

4. Способ по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что гидрополиалюминат марганца обраб." ывают аммиачными растворами соли меди или соли никеля при рН 10,3-11,5.

5. Способ по п.1, о т л и ч а ю® шийся тем, что гидрополиалюминат никеля обрабатывают аммиачно-хлоридным буферным раствором соли марганца при рН 8,5-9,2.

6. Способ по п.1, о т л и ч а ю15 шийся тем, что гидрополиалюминат цинка обрабатывают ацетатным раствором соли свинца при рН 7,5-8,0.

7. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что гидрополиалюминат

2О меди обрабатывают оксалатными.растворами соли хрома при рН 9,1-9,5.

8. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что гидрополиалюмииат хрома обрабатывают сульфасалицилатиыми растворами соли железа при рН

8,2-9,0.

9. Способ по п.1,.о т л и ч а юшийся тем, что гидрополиалюминат кадмия обрабатывают аммиачно-хлоридным буферным раствором соли магния при рН 9,5-10,0.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 382580, Ка. С 01 F 7/02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 650979, кл. С 01 F 7 02, 1977 °