СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ И ИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА ПОРИСТОМ ТОКОПРОВОДЯЩЕМ НОСИТЕЛЕ Российский патент 1995 года по МПК B22F9/24 C25C5/02 

Описание патента на изобретение RU2037385C1

Изобретение относится к получению композиционных материалов, в состав которых входят дисперсные частицы металлов, в частности, к области получения каталитически активных материалов.

Известен способ получения металлсодержащих катализаторов на активном угле, основанный на его пропитке раствором термически нестойкой соли металла, ее разложении с образованием оксида металла и восстановлении до металлического состояния непосредственно в порах носителя [1, 2]
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ приготовления металл-углеродных сорбентов катализаторов, заключающийся в пропитке активного угля раствором хлорного железа и последующем выделении металлических частиц в порах носителя путем осаждения ионов железа аммиаком, сушке при 90-110оС и прокаливании в течение 3 ч при 250оС. Содержание железа в материале составляло около 1 мас. [3]
Однако применение повышенных температур, обуславливающих протекание этих процессов, вызывает рост получаемых металлических частиц, снижает величину поверхности каталитически активной фазы и ухудшает ее свойства. Кроме того, упомянутые способы позволяют получить материалы, содержащие небольшое количество металлической фазы.

Сущность изобретения заключается а том, что в способе получения дисперсных частиц металлов и их твердых растворов на пористом токопроводящем носителе путем пропитки пористого носителя раствором солей наносимых металлов с последующим выделением металлических частиц в порах носителя выделение частиц, согласно изобретению, проводят электролитически с использованием в качестве электролита разбавленного в 50-100 раз пропиточного раствора.

Способ электролитического осаждения осуществляют с использованием ячейки, изображенной на чертеже, где 1 катод, 2 ионопроницаемая мембрана, 3 графитовый анод, 4 стеклянная трубка. Носитель пропитывают водным раствором соли осаждаемого металла (или металлов), затем промывают на фильтре. Подготовленный материал 5 помещают в ячейку. В качестве электролита 6 используют разбавленный в 50-100 раз пропиточный раствор. В цепи пропускают электрический ток (сила тока 0,5-2,5 А на 1 г сухого активного угля). Время электроосаждения варьируют в зависимости от необходимого содержания металла на носителе. Максимальное количество металлической фазы, которое можно получить посредством данного способа, составляет около 60% от массы сухого материала и определяется пористостью носителя. После проведения электроосаждения материал промывают дистиллированной водой и сушат на воздухе при комнатной температуре. Размер частиц и их фазовый состав определяют методами рентгеновской дифракции, а для железосодержащих частиц мессбауэровской спектроскопии.

В изобретении используется метод электроосаждения ионов в порах носителя. Предлагаемый способ позволяет получать нужное количество металлической фазы требуемого состава на носителе при сохранении ее дисперсности благодаря использованию в качестве электролита разбавленного проточного раствора, что обеспечивает постоянный приток ионов металлов к поверхности осаждения. Посредством этого способа при комнатной температуре впервые были получены устойчивые дисперсные частицы твердых растворов на основе железа.

П р и м е р 1. Получение дисперсных частиц никеля на активном угле АГ-5.

Активный уголь марки АГ-5 (1 г) пропитывают в растворе азотнокислого никеля с концентрацией 25 мас. и помещают в ячейку. При силе тока 1 А и напряжении 75 В проводят электроосаждение в течение 3 мин. В качестве электролита используют водный раствор азотнокислого никеля с концентрацией 0,5 вес. После промывания и сушки образец содержит 0,5 г металлического никеля. Размер частиц по данным рентгеноструктурного анализа не превышает 10-15 нм.

П р и м е р 2. Получение дисперсных частиц твердого раствора Fe-Ni на активном угле БАУ.

Смешивают растворы, содержащие 11 мас. безводного сульфата железа (II) и 25 мас. азотнокислого никеля и в полученный раствор помещают активный уголь марки БАУ для пропитки. По истечении 12 ч носитель отфильтровывают и помещают в ячейку. При силе тока 1 А и напряжении 75 В проводят электроосаждение в течение 3 мин. В качестве электролита используется разбавленный в 100 раз пропиточный раствор. Образец промывают и сушат.

Как показал рентгеноструктурный анализ и мессбауэровская спектроскопия, полученный материал содержит частицы твердого раствора 70% Ni 30% Fe.

Изобретение позволяет получать частицы металлов и их твердых растворов высокой дисперсности. Предлагаемый способ дает возможность получать произвольное количество металлической фазы на носителе оно определяется временем электроосаждения ионов и концентрацией пропиточного раствора и ограничивается только объемом пор носителя. Увеличение содержания металла не вызывает укрупнения частиц. Способ экономичен, поскольку по возможности исключены непроизводительные затраты энергии и материалов, прост и не требует дорогостоящего сложного оборудования. Описываемый способ может стать основой для экологически чистых технологий, так как при его реализации не используются и не образуются вредные вещества.

Похожие патенты RU2037385C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ РАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ В МИКРОКАПСУЛАХ 1994
  • Астахов М.В.
  • Стельмух И.В.
  • Капустин М.Г.
RU2076765C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ 1993
  • Николаев А.Г.
  • Левашов Е.А.
  • Поварова К.Б.
  • Черняков С.В.
  • Егорычев К.Н.
RU2032496C1
ВСЕСОЮЗНАЯ IiiATLHTHe-'=rXh-i-iE-HAR|-fei^g.ni^n г ?:КА I 1971
  • Г. С. Викторович, В. А. Гутин, Д. И. Лисовский С. С. Тавасти
  • Московский Институт Стали Сплавов
SU319642A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛУМИНА 1996
  • Клюзов К.В.
  • Эскин Г.И.
  • Хавский Н.Н.
  • Пименов Ю.П.
RU2118392C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ СВИНЦА В МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ФЕРРИТАХ-ГРАНАТАХ 2001
  • Костишин В.Г.
  • Медведь В.В.
  • Летюк Л.М.
RU2206143C1
Способ получения композиционных покрытий никель-бор 1989
  • Макаров Юрий Евгеньевич
  • Холин Александр Семенович
  • Скрыпник Леонид Васильевич
SU1664877A1
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ 1999
  • Вильданов С.К.
RU2164728C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОРОШКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ГРУППЫ ЖЕЛЕЗА 1992
  • Багрий Василий Андреевич[Ua]
  • Желибо Евгений Петрович[Ua]
  • Ремез Сергей Васильевич[Ua]
  • Кравец Наталья Николаевна[Ua]
  • Рашевская Галина Казимировна[Ua]
RU2041296C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА СПЛАВА ЖЕЛЕЗО - КОБАЛЬТ 1993
  • Рыжонков Д.И.
  • Левина В.В.
  • Самсонова Т.В.
  • Люшинский А.В.
RU2035263C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ ЖЕЛЕЗА И ЕГО СПЛАВОВ 1991
  • Желибо Е.П.
  • Ремез С.В.
  • Рашевская Г.К.
  • Багрий В.А.
RU2022060C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 037 385 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ И ИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА ПОРИСТОМ ТОКОПРОВОДЯЩЕМ НОСИТЕЛЕ

Изобретение относится к получению композиционных материалов, в состав которых входит дисперсные частицы металлов, в частности к получению каталитически активных материалов. Предложено использовать способ электролитического осаждения ионов металлов в порах токопроводящего пористого носителя. Способ позволяет получать нужное количество металлической фазы требуемого состава на носителе при сохранении ее размерной однородности и дисперсности. Посредством этого способа при комнатной температуре были впервые получены устойчивые дисперсные частицы твердых растворов на основе железа. Способ экономичен, поскольку исключены непроизводительные затраты энергии и материалов, прост и не требует сложного дорогостоящего оборудования. Предлагаемый способ может стать основой для экологически чистых технологий. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 037 385 C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ И ИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА ПОРИСТОМ ТОКОПРОВОДЯЩЕМ НОСИТЕЛЕ путем пропитки носителя раствором солей наносимых металлов с последующим выделением металлических частиц проводят электролитически с использованием в качестве электролита разбавленного в 50
100 раз пропиточного раствора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2037385C1

Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Способ приготовления углеродного катализатора-сорбента для тонкой очистки непредельных углеводородов от сернистых соединений 1986
  • Павлюхина Людмила Анатольевна
  • Вашина Ольга Николаевна
  • Савостин Юрий Алексеевич
  • Рындин Юрий Алексеевич
SU1347973A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 037 385 C1

Авторы

Астахов М.В.

Борисова Е.П.

Даты

1995-06-19Публикация

1992-11-17Подача