Способ получения гетерогенного катализатора на основе металлокомплексов фталоцианина для восстановления окислов азота аммиаком Советский патент 1987 года по МПК B01J37/02 B01J31/18 

Изобретение относится к способам получения гетерогенных катализаторов на основе металлокомплексов фтало- цианина (Фц-Ме) и может быть использовано в химической промьшшенности.

Цель изобретения - получение катализатора с повышенной стабильностью за счет дополнительной термической обработки.

Пример 1. 1 г сульфофтало- цианина кобальта (СФц-Со) растворя™ ют в 60 мл воды, заливают этим раствором 30 г просушенной окиси алюминия с удельной поверхностью и выдерживают в течение 20 мин при комнатной температуре. Затем раствортель сливают, а носитель пропитанный СФц-Со помещают в печь, высушивают 120°

в течение 20 мин и выдержиОг

При

вают в течение 60 мин при . Получают катализатор темно-синего цвета, в электронном спектре вещества, смытого с поверхности полученного катализатора концентрированной серной кислотой, присутствуют полосы поглощения 340, 700 и 780 нм, характерные для растворов кобальт-фтало- цианина в серной кислоте.

Пример 2. Катализатор готовят по примеру 1, но используют растворы СФц-Со в воде различной концентрации и пропитку окиси алюминия ведут разное время.

Характеристики катализатора в зависимости от условий пропитки представлены в табл. 1.

Количество адсорбированного СФц-Со определяют по уменьшению концентрации его в растворе. Результаты представлены в табл. 2.

В связи с тем, что количество молей фталоцианинового металлокомплек- са в катализаторе после десульфиро- вания остается тем же, что и до него температура влияет лишь на скорость процесса десульфирования.

Зависимость продолжительности процесса десульфирования от температуры представлена в табл. 3-.

Пример 3. 1г сульфофтало- цианина железа растворяют в 60 мл

Н

О, заливают этим раствором 30 г просушенной AljO и выдерживают в течение 30 мин при комнатной температуре. Отфильтровывают гранулы от избыточной воды, твердый материал сушат в течение 20 мин при 120°С. Затем температуру повьш1ают до 300 С и выдерживают в.течение одного часа.

Получают катализатор зеленого цвета, в электронном спектре вещества, смытого с поверхности полученного катализатора концентрированной серной

кислотой, присутствуют полосы поглощения 340, 540, 680 и 780 нм, характерные для раствора железафталоциа- нина в серной кислоте. Количество Фц-Fe на катализаторе 1,6 мас.%.

0 Пример 4. 1 г сульфофтало- цианина никеля растворяют в 60 мл во,цы и заливают этим раствором 30 г просушенной AljO,, и выдерживают в течение 30 мин при комнатной темпера5 туре. Дальнейшее приготовление катализатора проводят по примеру 1. В электронном спектре вещества, смытого с поверхности катализатора концентрированной серной кислотой, при0 сутствуют полосы поглощения 340, 690 и 780 нм, характерные для растворов никельфталоцианина в серной кислоте. Количество Фц-Ni на катализаторе 1,6 мас.%.

5 Пример 5.1г сульфофтало- цианина марганца растворяют в 60 мл Н20, заливают этим раствором 30 г просушенной AljOj и вьщерживают в течение 30 мин при комнатной темпера0 туре. Отфильтровывают гранулы от избыточной воды, твердый материал сушат в течение 20 мин при . Затем температуру повышают до и выдерживают в течение одного часа.

5 Получают катализатор зеленого цвета, в электронном спектре вещества, смытого с поверхности полученного катализатора концентрированной серной кислотой, присутствуют-полосы погло0 щения 350, 690 и 790 нм, характерные для раствора марганецфталоциани- на в серной кислоте.

Пример 6. 1г сульфофтало- цианина меди растворяют в 60 мл воды,

5 заливают этим раствором 30 г просушенной и выдерживают в течение 30 мин при комнатной температуре. Дальнейшее приготовление катализатора ведут по примеру 5. В электронном

Q спектре вещества, смытого с поверхности катализатора серной кислотой, присутствуют полосы поглощения на 366, 700, 750 и 840 нм, характерные для растворов медьфталоцианина в сер55

ной кислоте.

Пример 7, Полученные катализаторы испытывают в процессе восстановления окиси азота аммиаком. Испытания активности катализаторов проводят в стеклянном реакторе проточного типа диаметром 30 мм, заполненном катализатором, при соотношении оксид азота: аммиак, равном 1,0:1,15- 1,2. При этом идет процесс восстановления оксида азота аммиаком до азота и воды

N0 + NH,

кат

N,

HjG

В табл. 4 приведены результаты по определению каталитической активности на предлагаемых катализаторах. Содержание Фц-Ме на катализаторе .составляет 1,9 мас.%.

Пример 8. Для подтверждения поставленной цели - более прочного закрепления активного компонента на поверхности носителя, т.е. повьшения стабильности катализатора, проводят сравнительные испытания катализаторов, полученных по известному и предлагаемому способам.

Испытания катализаторов проводят по примеру 7. Результаты представлены в табл. 5.

Как видно из табл. 5, первоначальная активность известного катализатора несколько выше активности катализатора, полученного по предлагае- . мому способу, однако, уже через пять часов постоянной работы уровень каталитической активности его начинает значительно снижаться и через 20 ч работы становится значительно ниже уровня активности катализатора, полученного по предлагаемому способу, у которого уровень каталитической

4,2

Островковый характер заполнения поверхности носителя

8,4

12

Катализатор с равномерным заполнением поверхности носителя активным компонентом

16,7 25,0

20 34

33,3

50

Идет интенсивное забивание пор носителя

и снижение удельной поверхности катализатора

римснта (20 ч) остается практически постоянным. Это обуславливается тем, что у катализатора, полученного по нзвестному способу, часть активного компонента смывается с поверхности носителя образующейся в ходе процесса водой. В дальнейшем за счет про- должения смыва активного компонента водой его каталитическая активность продолжает уменьшаться.

При приготовлении гетерогенных катализаторов на основе металлоком- плексов фталоцианина по настоящему, способу получают более стабильные катализаторы за счет того, что при десульфировании активный компонент переходит в водонерастворимую и ограниченно растворимую в органических растворителях форму и тем самым более прочно связывается с носителем.

Формула изобретения

Способ получения гетерогенного катализатора на основе металлоком- плексов фталоцианина для восстановления окислов азота аммиаком путем пропитки пористого носителя окиси алюминия водным раствором сульфофтало- цианина кобальтаj или железа, или никеля, или меди, или марганца с последующим фильтрованием и сушкой, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной стабильностью,после сушки катализатор подвергают десульфиро- ванию путем термообработки при 220Таблица 2

Известному Предлагаемому

98,5 98,0

Редактор П.Гереши

Составитель В.Тегшякова Техред А.Кравчук

2990/3

Тираж 510Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная, 4

Таблица 5

98,0 97,1 95,8 94,5 98,0 98,0 98,0 98,0

Корректор И.Муска

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к получению гетерогенного катализатора (КТ) на основе металлокомплексов фталоцианина для восстановления окислов азота аммиаком. Цель - получение КТ с повьшенной стабильностью. КТ получают пропиткой пористого носителя - окиси алюминия водным раствором сульфофталоцианина Со, Fe, Ni, Си или Мп с последующим фильтрованием и сушкой. Затем подвергают десульфи- рованию путем термообработки при 220-320 С в течение 1-4 ч. При десуль- фировании активный компонент переходит в водонерастворимую и ограниченно растворимую в органических растворителях форму и тем самым более прочно связывается с носителем. Степень очистки от окислов азота в присутствии КТ достигает 98% после времени работы КТ 20 ч. 5 табл. (Л со ts:) О5 00