Способ получения адсорбентов на основе гидроксидов металлов Советский патент 1983 года по МПК B01J20/02 

ел

о со со Изобретение относится к производству адсорбентов и катализаторов на их основе, в частности к способам получения адсорбционно-активных гидроксидов алюминия, железа, магния и ;,ругих,и может быть использовано на предприятиях, производящих эти продукты. Известны способн получения адсорбентов, позволяющие увеличить адсорб-fo ют ционную активность путем замены интермиделлярной вода гидрогеля на органические соединения, например дихлорэтан, бензол, спирты и др.; введением поверхностно-активных веществ ШБ) и высокомолекулярных веществ в гидрогель; изменением рН помощью гидротермальной обработки и т.д. l . Однако эти способы сложны и мног стад1Йны. Наиболее близким к предлагаемому по техш1Ческой сущности и достигаемому рез ультату является способ пол чения адсорбентов, в соответствии с которым гель гидроксида алюминия осаждаютИЗ 1%-ного раствора хлорида алюминия аммиаком, осадок подвер ют сииерезису, отделяют от маточника центрифигурированием, npo№iвают от растйоримых солей, сгущают, обрабатывшот оттанической жидкостью, выбранной из группы спирто и подвергают воздействию отрицатель ных температур. Носле размораживания гель сепадируют, гранулируют и сушат. Способ позволяет получать гидроксил агаоминияи ашомосиликатные адсорбенты с различными адсорбционноструктурными свойствами в зависимос О выбранных условий обработки 2J . Недостатком известного способа является -небольшой объем пор у получаемых адсорбентов. Цепь изобретения - увеличение объема пор адсорбентов. Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу получения адсорбентов на основе гидроксидов металлов, включающему осаадение гидрогеля из растворов солей, отмывку, сгуще1ше осадка, грануляцию и сушку, раствор соли перед осаждением гидрогеля подвергают замораживанию с последующим разморажи ванием. I Кроме того, замораживанию подвер гают растворы соли с концентрацией 1-10,мас.% при (-4)-{15)°С. 105 32 Причем замораживание-разморажива ние ПРОВОДЯТ 1-4 раза. Сущность способа заключается в TOMj что перед осаждением гидрокси- дов алгоминия, железа, магния и др. водный раствор соли замораживают при (-)-{-15) С, затем оттаивают и при определенной температуре путем добавки аммиака в раствор соли осаждагидрогель. В результате получают адсорбенты с увеличенным объемом пор. II р и м е р К 50 мл 6%-ного раствора A1( замораживают в криостате при . После размораживания и установления температуры раствора добавляют 9. мл 12,5%-кого раствора аммиака до рН 8. Получен-ный осадок гидроксида алюминия подвергают синерезису в. течение I ч. РРМывают декантацией до отрицательной реакции на ион S0, после чего отсасьшают на вакуум-фильтре, гранулируют экструзией, сушат при комнатной температуре в течение 3-5 ч, затем при ПО и 300 С. Полученный таким образом гидроксид алюминия имеет удельную поверхность (5(}д ) , определенную по сорбции паров СС1, 117 , объем пор д) 0,86 . П р и м е р 2. 50 мл 6%-ного раствора А1 (50и) «j замораживают в криОСТате при -80, после размораживания замораживают второй раз. Последующие операции йыполняют аналогично примеру 1. Получают гидроксид алюминия $(,;(, 118 и Vg 0,96 . Пример 3. 50 МП 6%-ного раствора сернокислого алюминия замораживают при -8 С и размораживают 3 раза. Последующие операции выполняют анал6гичн о примеру I. Получают гидроксил алюмиш1Я с Sij. 96 м /г и ,19cM/r. ПримерА. 50 мл 6%-ного раствора сернокислого алюминия замораживают при -8 С и размораживают 4 раза. Последующие операции вьшолняют аналогично примеру П Получают гидро 82 MVr и V ксид алюминия с Si - 1,31 . Дальнейшее замораживание и размораживание раствора нецелесообразно, так как не приводит к существенному росту сорбционной емкости, а наоборот, емкость поглощения получаемых образцов вследствие образования в их структуре макропор падает (см. табл.1). Пример5 . 50 мл %-ного раствора Al/ffeO) замораживают при -4С и размораживают. Зат€1М добавляют 12,5%-ный раствор аммиака до рН 8 Последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Получают гидроксид алюминия с 5ц.157 м /г и 0,83 .

Примерб. 50 мл 3%-ного раствора сернокислого заморалсивают при и размораживают добавляя 12 5%-ный раствор аммиака до рН 8. Последующие операхщи выполняют аналогично примеру 1. Получают пидроксид алюминия с 5ид 80 м /г и Vg 0,81 см.

П РИМ е р 7. 30 мл 10%-ного раствора А1 (ЗО)) замораживают при -8 С размораживают, до6авл5тт 2,5%-ный раствор аммиака до рН 8. Последующе операции вьшллняют аналогично примеру I. Полу чают гидроксид алкя4иния с S(j 86 MVr и Vg 1,12 .

П р и м е р 8. 50 мл 3%-ного раствора хлористого магния замораживают при -8®С и размораяз1вают. Затем до- бавляют 12,5%-ный раствор аммиака до j)H 10. Последующие операции выполняют .аналогично примеру 1. Получают гидроксид магния с м /г и Vs- 0,77 .

П р и м е р 9. 50 мл 3%-ного раствора FeCl замораживают при и размораживают, добавляют 12,5%-ный раствор аммиака до рН 8. Последукнцие операции выполняют аналогично примеру 1. Получают гидроксид железа с и Vg 0,81 .

Пример 10. 50 мл 6%-ного раствора сернокислого алюминия замораживают при -193с , размораживают,добавляют 12,5%-ный раствор аммиака до рН 8. Последукяцие операции выполняют аналогично примеру 1. Получают гидгроксид алюминия с $ц« 86 и V5 0, .

Пример 11. 50 МП 6%-ного раствора сернокислого алюминия замораживают при -21 С, размораживают ,

добавляют 12,5%-ный раствор аммиака до рН 8. Последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Получают гидроксид алюминия Sy,72 м /г и V, 0,50 .

П р и м е р 12. 50 мл 15%-ного раствора.сернокислого алюминия замораживают при , размораживают, добавляют 12,5%-ный раствор до рН 8. Последуккцие операции вьтолняют аналогично примеру 1. Получают гидроксид алюминия с $„.82 и

Vg 0,61 .

П р им ер 13. 50 мл 20%-ного раствора сернокислого алютюния замораживают при , размораживают, добавляют 12,5%-ный раствор аммиака до рН 8, Последующие операции выполншот аналогично примеру 1. Получают шдроксид алюминия с 5ц. 74 м /г и Vs 0.34 .

Пример 14. 50 мл 6%-ного раствора сернокислого алк дания замораживают при -15 С, размораживают. Последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Получшот гидроксид алк иния с 59д It/ и Vg 0,86 .

В табл. 1 приведены адсорбционноструктурные характеристики образцов, полученгапс предлагаемь№{ способом.

Дополнительными опытами (см.табл.1 установлено, что наиболее целесообразно получать гидроксиды из 1-10%-ных растворов соли при температуре заморажива1шя (-4)-(-15) С, а число циклов замораясивания-разморажива шя повторят не более 4-х раз.

В табп.2 приведены сопоставительные адсорбционно-структурные характеристики образцов, полученных известилм и предлагаемым способами.

Как видно из табл. 2, предлагаемый способ позволяет получать адсорбенты с повышенным объемом пор, а следовательно, и с повьшенной адсорбционной емкостью.

.

I. СПОСОБ ПОЛУЧЕЮШ АДСОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ГИДРОКСИДОВ ШТАЛЛрв, вклочакщий осаащение гидрдгеля из растворов солей, отрывку , сгущение осадка, гр шуляцию и сушку, о тлича. ющийся reUf что, с целыо увеличения объема пор адсорбента, раствор соли перед осаждеш ем гидрогеля подвергают замораживанию с последующим размораживанием. 2.Способ по п. ,отличающ и и.с я тем, что замораживанию подвергают растворы соли с концентрацией 1-10 мас.% при минус 4-минус 5°С. 3.Способ по п. 1, отличающ н и с я тем, что замораживаниеразмораживание проводят 1-4: раза.