Способ получения кремнезема,модифицированного группами окисного трехвалентного хрома Советский патент 1984 года по МПК C01B33/18 

;л

4

9д

:п Изобретение относится к получени катализаторов и наполнителей на осн ве кремнезема с различными функциональными группами на поверхности частиц, в частности с группами окис ного трехвалентного хрома. Известен способ получения кремне зема, модифицированного группами окисного трехвалентного хрома, вклю чающий обработку кремнезема в токе сухого азота при 180°С парами хлори того хромила, удаление непрореагиро вавшего хромипа и хлористого водоро да с последующей прокалкой полученного продукта при температуре не ме нее 330°С l . Однако этот способ не позволяет получать кремнезем с содержанием трехвалентного хрома свыше 5 мае %. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаем му результату является способ получ ия кремнезема, модифицированного группами окисного трехвалентного хр ма, включающий обработку кремнезема парами хлористого хромила и органического соединения с последующим разложением сорбированного соединения ч кислородсодержащей атмосфере 2. Однако этот способ не обеспечивает высокого содержания хрома в получаемом продукте (не более 4,9 мас.% Целью изобретения является повышение содержания хрома на поверхности частиц кремнезема. Поставленная цель достигается тем что согласно способу получения кремнезема, модифицированного группами окисного трехвалентного хрома, включающему обработку кремнезема парами хлористого хромила и органического соединения с последующим разложением полученного соединения в кислородсодержащей атмосфере, обработку кремнезема парами органического соединения проводят перед обработкой парами хлористого хромила, Дпя обработки используют органическое соединение общей формулы YRX, где R - алкильньй радикал; Y - НО, N, (EtO)Si; X - Н, ОН, СООН, NHg. В качестве кремнеземных материалов применяют кремнезем, содержащий на поверхности группы общей формулы КХ,где R - алкильный радикал, а X -Н, ОН, СООН, NHg, Обработку кремнезема парами органического соединения проводят в вакууме, инертной или кислородной (воздух) атмосфере без нагрева или с наТревом (для ускорения процесса) до температуры, не превышающей температуру разложения органического соединения. Затем избыток органического соединения и продукты реакции удаляют вакуумированием или отдувкой инертным газом и в этой атмосфере кремнезем обрабатывают парами хлористого хромила. Процесс проводят при комнатной температуре или нагревании до температуры кипения хлористого хромила (для ускорения взаимодействия). Затем полученный на поверхности комплекс подвергают разложению в кислородсодержащей атмосфере. Процесс восстановления Cr(Vl) в Сг(Ш) может протекать при комнатной темпе|)атуре в присутствии кислорода, однако для соединений или групп формулы УЕХ,где R - алкильньй радикал; Y - НО, N, (EtO)i., а X - Н, ОН, NH этот процесс протекает очень медленно (несколько суток), Поэтому, как правило, процесс восстановления проводят при нагревании и только при обработке соединениями, где X - СООН, - этот процесс протекает быстро и без нагревания. При 700°С процесс заканчивается в течение 5-10 мин для любого случая, поэтому более высокий нагрев нецелесообразен. Однако ввиду высокой термостойкости окислов хрома возможно проврдить термообработку и при более высоких температурах, не превьшгающих температуру спекания материала. Примеры 1 -6. Синтез проводят по следующей схеме. В реактор загружают 20 г кремнезема марки А-300, высушенного при 180 200°С в течение 2 ч. Затем реактор вакуумируют и подают в него пары органического модификатора. Реакцию проводят в течение 3 ч при температуре, не превьшакщей 200°С. Затем реактор вакуумируют для удаления продуктов реакции и избытка модификатора в течение 2 ч при температуре реакции, охлаждают и подают пары хлористого хромила. Реакция проходит при температуре не вьппе 120С в течение 3 ч, после чего избыток хлористого хромила удаляется вакуумированием в течение 4 ч при температуре

реакции. Затем продукт и атмосфере воздуха подвергается термообработке. Во всех случаях получают порошок зеленого цвета.

Условия реакции и характеристики продуктов приведены в табл. 1.

Примеры 7 -10, Синтез проводят по следующей схеме.

В реактор загружают 20 г модифицированного аэросила. Затем реактор вакуумируют и подают пары хлористого хромила. Реакцию проводят при 20 в течение 3 ч. Затем вакуумируют в течение 4 ч для удаления продуктов реакции и избытка хлористого

хромила. Полученный продукт.подвергают термообработке в атмосфере воздуха. Во всех случаях получают порошок зеленого цвета.

Условия реакции и характеристики продуктов приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 1 и 2 предлагаемый способ обеспечивает повышение

содержания привитых групп трехвалентного окисного хрома на поверхности кремнезема в 1,3-2,4 раза. Кроме того, способ позволяет в некоторых случаях проводить реакцию без нагревания, что удобно и экономично.

Т а б л и ц а 1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНЕЗЕМА, :МОДИФИЦИРОВАННОГО ГРУППАМИ ОКИСНОГО ТРЕХВАЛЕНТНОГО ХРОМА, включающий обработку кремнезема парами хлористого хромила и органического соединения в кислородсодержащей атмосфере, отличающийся тем, что, с целью повышения содержания хрома на поверхности частиц, обработку (парами органического соединения проводят перед обработкой парами хлористого, хромила. г

1Тетраэтаксисилан (EtO)6i

2Этаноламин

3Молочная кислота CHiCHOHCOOH

7

4Диэтиленгликоль ()0

5Триэтиламин N()3

6Бутанол , ОН В указанном случае адсорбция паров сфере воздуха.

6,1

120

600

0,5 9,2

20

7,2

2520

0,2 8,0

700

20

6,0

300

97

1050 До 5 мин 7,4

20 триэтиламина проводится-в атмо(OCjH) ОН 20

СООН

10

Аэросил АЭА ТУ6-221-18-75)

Таблица

600 0,5 7,8

25

6,8

25

600

0,5 5,9

30

0,5 11,5

600

120