Способ получения кристаллического фосфата бора Советский патент 1985 года по МПК B01J20/00 C01B25/26 

00 111 Изобретение отлоснтся к химической технологии, конкретно к синтезу кристаллического фосфата бора с развитой системой микропор, который может быть использован в качестве избирательных адсорбентов, катализаторов и носителей. Известен способ получения фосфата бора путем взаимодействий кристаллической борной кислоты с кондентрировонной фосфорной кислотой при нагревании с последующей сушкой суспензии при 120-130 0 в течение суток. Затем аморфньо продукт прокаливают при 1050-1300°С до получения кристаллического- фосфата бора 1едостатки данного способа - многостадийность продесса, отсутствие селективной сорбционной способности получившегося продукта и необходимость его прокалки при высоких температурах. Наиболее близким по 1ехнической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения кристаллического фосфата бора включающий взаимодействие борсодержащего компонента с концентрированной фосфорной кислоты в гидротермальных условиях, последующее отделение образрвавшегрся осадка от маточного раствора, его промывку и сушку при повышенной температуре. По данному способу кристаллическую борную кислоту или борный ангидрид пере мешивают с концентрированной фосфорной кислотой, при соотношении :620 1,5-2,0:-1,0 и автоклавируют при 200-300°С в течение 2-3 ч. Полученный продукт отмывают от избытка фосфорной кислоты и сушат при 110120С в течение 3-5 ч. Мольное соотношение P OjrBjOj в готовом продукте составляет 0,97-1,002:1,0 2. Недостатками данного способа явля ются отсутствие развитой системы микропор, а значит и сорбционной.спо собности стехиометрического фосфата бора-и использование 1,5-2,0-кратного избытка фосфорной кислоты в процессе синтеза. Цель изобретения - получение крис таллического фосфата бора с повьшенной адсорбционной способностью по отношению к полярным веществам. Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения крис таллического фосфата бора, включающим взаимодействие борсодержащего 2 компонента с концентpиpoвaн oй фосфорной кислотой в гидротермальных условиях, последующее отделение образовавшегося осадка от маточного раствора, его промывку и сушку при повьш1енной температуре, взаимодействие ведут в присутствии гидроортофосфата аммония и формалина при 150180°С. Взаимодействие ведут при молярном соотношении гйдроортофосфата аммония и формалина к бору (в пересчете на ВгОз), равном соответственно 0,5-1,0: :1,0 и 1,2-1,6:1,0, в течение 10-24ч. Применение в процессе гидротермального синтеза фосфата бора гйдроортофосфата аммония и формалина позволяет повысить степень использования фосфора при формировании кристаллической структуры готового продукта, а также провести сам синтез в более мягком температурном режиме, обеспечивающем формирование развитой системы микропор в продукте. Это и приводит к достижению поставленной цели - увеличению адсорбционной способности продукта по отношению к поллрным веществам, воде, метанолу и т.п. Технология способа заключается в следующем. Смешивают порошок кристаллической борной кислоты с 85%-ной фосфорной кислотой при их соотношении (в пересчете на В,0з и PjOj) 1:0,8-0,85. Затем в полученную суспензию добавляют гидроортофосфат аммония и формалин при их молярном соотношении к бору (), равном соответственно 0,5-1,0-1 и 1,2-1,6 : 1,0 и проводят кристаллизацию в гидротермальных ус- ловиях при 150-180°С 10-24 ч. Использование гйдроортофосфата аммония в процессе гидротермальной обработки при соотношении (NH)2HP04: .3 ,0 не обеспечивает образования кристаллического продукта с развитой системой микропор. Применение соотношения (NH). НР04 :В20з 1,0:1,0 нецелесообразно, так как поставленная- цель уже достигнута, а избыточное количество гйдроортофосфата удорожает продукт, затрудняет кристаллизацию смеси и приводит к снижению сорбционной емкости продукта. Использование формалина, выпoJтняющегр структурно-направляющую роль в процессе кристлл.пи-ьчппи фосфата .бора, 3 KojFHMCCTBe 1,2 : t , не обеспечивает образования пористо структуры, при соотношении CHjOiB O 1,6:1,0 избыток формалина затрудня ет кристаллизацию фосфата бора, уве личивает время гидротермальной обра ботки и снижает сорбционную ёмкость продукта. Использование в процессе гидротермальной обработки температур порядка ISO-ISO C обусловлено необходимостью снижения скорости кристаллизации фосфата бора,, продолжительность которой в предлагаемом способе измеряется 10-24 ч. Применение температур ниже 150°С приводит к резкому возрастанию продолжительности кристаллизации (до 7сут.) и получению продукта с сорбционной емкостью, соизмеримой с емкостью фосфата бора, полученного при 150-200 0 в течение 10-24 ч. Использование в процессе гидротер мальной обработки температур вьше 180°С снижает продолжительность процесса кристаллизации до 3-5-ти ч, однако полученный продукт обладает лишь незначительной сорбционной емкостью. Поэтому проведение гидротермального синтеза при темйературе выше нецелесообразно. Пример 1.К суспензии, содержащей 3,44 г кристаллической борной кислоты и 6,44 мл 85%-ной фосфорной кислоты, при молярном Соотношении Р2)5:8203 0,85:1,0, добавляют 3,66 г гидроортофосфата аммония в сЬотношении (),PO :В20з 0,5: 1,0. 8полученную смесь при общем содержании PjOj :В20,, 1,1:1,0 вводят 5 г формалина, что соответствует молярному соотношению ,2:1,0. Затем смесь в тефлоновых ампулах помещают в автоклав и вьщерживают при в течение 24 ч. Полученный продукт отделяют от маточного раствора, промывают дистиллированной, водой и сушат при . Затем температуру повышают до 300°С с целью освобождения пор кристаллов от органических остатков и получают отовый продукт со следующими характеристика ми: Выход продукта от теоретического, % 33,48 Состав, мас,%: PiOs 66,01 78 Молярное COOTношениеСорбционная емкость по воде, см /г Степень использованияПример 2.К суспензии, содержащей 3,44 г кристаллический борной, кислоты и 6,06 мл85%-ной фосфорной кислоты, при молярном соотношении .:B.,8:1,0 добавляют 7,32 г гидроортофосфата аммония при соотношении (NH)HP04:B.20,1 ,0: 1 ,0. В полученную смесь при общем содержании РjOj.:B203 1,3: 1,0 вводят 6,7 г формалина, что соответствует молярному соотношению СН20:В20з 1 ,,6: 1,0. Кристаллизацию проводят при 180°С в течение 10 ч и гидротермальных условиях. Продукт отделяют от маточного раствора, промьшают дистиллированной водой и сушат при 110°С, затем при 300°С, Характеристики образца: Выход продукта от теоретического, % 32,94 Состав, мас,%: 64,75 Молярное соотношение PiOj: , Сорбционная емкость по воде, см /г Степень использованияCpjO, Пример 3, К суспензии, содержащей 3,44 г кристаллической борной кислоты и 6,25 мл 85%-ной фосфорной кислоты при соотношении Р205: :B20j 0,825:1,0, добавляют5,49 г гидроортофосфата аммония при соотношении (NH).,,HPO :Ba03 0,75:1,0, полученную смесь при общем соотноении р205 :В,0,1,2:1,0 вводят 5,86 г ормалина, что соответствует молярому соотношению СИ20:В20 1,4:1,0, ристаллизацию проводят в гидротеральных условиях при 1 70 в течение 8 ч. Продукт отделяют от маточного аствора, промьшают дистяллированой водой и сушат при , а затем

1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ФОСФАТА БОРА, включающий взаимодействие борсодержащего компонента с концентрированной фосфорной КИСЛОТОЙ в гидротермальньк УСЛОВИЯХ, последуняцее отделение образовавшегося осадка от маточного раствора, его промьшку и сушку при повьшенной температуре, о тличающийся тем, что, с целью повьшения адсорбционной емкости по отношению к полярным веществам, взаимодействие ведут в присутствии гидроортофосфата аммония и формалина при 150-180С. 2. Способ по. П.1, отличающийся тем, что взаимодействие ведут при молярном соотношении гидроортофосфата аммония и формалина к бору (в пересчете на ВгОз), равном соответственно 0,5-1,0 : 1,0 и 1,2СЛ 1,6 : 1,0, в течение 10-24 ч.