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.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ РАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ В МИКРОКАПСУЛАХ | 1994 |
|
RU2076765C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ | 1993 |
|
RU2032496C1 |
ВСЕСОЮЗНАЯ IiiATLHTHe-'=rXh-i-iE-HAR|-fei^g.ni^n г ?:КА I | 1971 |
|
SU319642A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛУМИНА | 1996 |
|
RU2118392C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ СВИНЦА В МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ФЕРРИТАХ-ГРАНАТАХ | 2001 |
|
RU2206143C1 |
Способ получения композиционных покрытий никель-бор | 1989 |
|
SU1664877A1 |
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ | 1999 |
|
RU2164728C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОРОШКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ГРУППЫ ЖЕЛЕЗА | 1992 |
|
RU2041296C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА СПЛАВА ЖЕЛЕЗО - КОБАЛЬТ | 1993 |
|
RU2035263C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ ЖЕЛЕЗА И ЕГО СПЛАВОВ | 1991 |
|
RU2022060C1 |
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.
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.
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
Способ приготовления углеродного катализатора-сорбента для тонкой очистки непредельных углеводородов от сернистых соединений | 1986 |
|
SU1347973A1 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторы
Даты
1995-06-19—Публикация
1992-11-17—Подача