Никель-11-вольфрамосиликат никеля (п) в качестве катализатора дожигания оксида углерода Советский патент 1988 года по МПК B01D53/86 B01D53/62 B01J23/85 C01G53/00 

САЭ Ю

Изобретение относится к новым производным никель-11-вольфрамосили- ката, проявляющее каталитическую активность в дожигании оксида углерода, и может быть использовано в автомобильной промышленности для уменьшения выбросов оксидов углерода в атмосферу.

Целью изобретения является новое производное никель-11-вольфрамосили- ката, обладающее повьшенной каталитической активностью.

Таблица

Рентгенографические характеристики, межплоскостные расстояния и интенсивности Ni siNiWj, и K siNiW,/0,g.

раствору

Пример 1. К

Kt,siNiW,, 0„ .14Н.О (16,10 г в 90 мл но) при комнатной температуре и постоянном перемешивании прибавляют медленно по ка.плям раствор Ni(C104), i (5,5 г в 5 мл ) . Затем реакционную смесь охлаждают в бане со льдом в течение 5-6 ч, после чего отделяют образовавшийся белый осадок перхлората калия КС 10,. Подобную операцию повторяют 2-3 раза, добиваясь наиболее полного осаждения КС104. Далее раствор оставляют выпариваться при комнатной температуре. Через несколько дней из раствора выпадают зеленые кристаллы в виде гексагональ-

ных призм. Выход 90%.

I

Индивидуальность полученного соединения подтверждают элементным анализом, комплексом физико-химических методов исследования: рентгенофазо- вым и термическим анализами, ИК-спект-: роскопией и исследованием растворов в видимой и УФ-областях спектра.

Содержание кремния и никеля в син тезированном соединении Nij SiNiW,, 0,, определяют методом атомно- адсорбционной спектрометрии на приборе Перкин-Элмер. Содержание воды определяют прокаливанием навесок при 600°С до постоянной массы и термогра виметрически на дериватографе системы Паулик, Паулик, Эрдей. Содержание вольфрама определяют весовым методом

Найдено, %: NiO 8,53; SiOa 1,71; WOj 75,76; 14. Для Ni ,,,siNiW,,0, X 26Н, вычислено, %: NiO 8,75; SiO. 1,79; WO, 75,58; H,0 13,88.

Рентгенограммы для синтезированного Ni, SiNiW „0,, -26Н20 (1)и исход- ного Kb SiNiW,, (II) получают по методу Гинье. Излучени.е-СиК.. Рентгенографические характеристики представлены в табл. 1.

31384327

Продолжение табл. 1

Отнесение частот в ИК-спектрах и комплексов

Спектры поглощения растворов в г УФ- и видимой областях регистрируют на спектрофотометре Specord UV VIS.

Электронные спектры поглощения водных растворов Nij siNiW ( « 2бНгО и K6 SiNiW (в УФ- области С , в видимой С 240 моль/л) аналогичны. Это ука- зьшает на сохранение,структуры смешанного гетерополианиона в комплексе Ni siNiW,, ОзчЗ 2бН2 0 в водных растворах: характерная полоса переноса за- ряда, наблюдаемая при 250-260 см

Продолжение табл. 1

.Таблица 2

0

5

; обусловлена суммарными переходами в каждом октаэдре и переходы

(F) (расщеплен из-за

спин-орбитального взаимодействия на два компонента 14200 и 12800 см и .-5Т,.,(Р) - 24200 см- , указывающие на октаэдрическое окружение атома никеля.

Результаты термического анализа показывают, что процесс дегидратации, соли Ni SiNiW,, 0,,,0, как и соли Kgf SiNiW „ Oj, -14Н20, заканчивается при . Положение максимумов эндоэффектов, связанных с потерей массы основной части кристаллизационной воды, находится в интервале температур ЗО-ЗОО С, При нагревании образцов Ni, SiNiW,, О,,- 26Н.,0 и Kj,siNiW,, выше 400°С наблюдаются различия в поведении продуктов термолиза комплексов, связанные с их различным составом: на кривой ДТА соединения I присутствуют два экзоэффекта (максимумы 580 и 690 С), а на кривой ДТА II - эн- доэффекта (максимумы 590 и ТДО С).

Сравнение данных термического анализа и ИК-спектров продуктов Термолиза NL, siNiW,, 0,, и Кб з1Н1Ы (, О,, 14HjC позволяют сделать заключение, что соединение I подвергается амортизации при более низкой температуре (150 С), чем соединение II (250-400 С).

Синтезированный никельсодержащий гетерополикомплекс бьт испытан в качестве катализатора для дожигания окиси углерода в отходящих газах промьгашенных производств и выхлопных газах две. Катализатор готовят пропиткой гранул окиси алюминия марки ШН-2 (ТУ-6-02-459-75) раствором соли никель-11-вольфрамосиликата никеля (концентрация раствора 1,0 - 10,0 мас.%). Гранулы выдерживают в растворе гетерополикомплекса, например, 2 ч при 70-100°С. Концентрация активного компонента з полученном катализаторе (в пересчете на NiO) составляет 0,05-0,5 мас.%.

Активность катализатора в реакци окисления окиси углерода оценивают на установке проточного типа при обемной ско1)ости 30000 ч и концентрации СО в реакционной смеси 0,3 об.% Полученные результаты приведены в табл. 3. Для сравнения здесь же приведены данные по активности никель- 11-вольфрамосиликата калия.

Таблица 3

Активность катализатора

Катализатор

Температура достижения заданной степени превращения СО, С

Kg siNiWfl

255

263 290

Ni3 SiNiW f 20 s26H,0

232

239 252

Как видно из представленных дан- ных, температура зажигания 50% кон-, версии СО для катализатора, .в качестве активного компонента которого выступает никелевая соль смешанного никельвольфра мосиликатного гетеро- поликомплекса, составляет 230°С, а уже при 239°С никель-11-вольфрамоси- ликат никеля обеспечивает эффективную 70-процентную очистку по СО. Кроме того, 90%, т.е. практически полное превращение СО, достигается на вновь

полученном катализаторе при относительно низкой температуре 250 С, что практически на 40° С ниже, чем в случае никель- 1-вольфрамосиликата калия.

Формула изобретения

Никель-11-вольфрамосиликат никеля д5 (II) - Ni, SiNiW,, 0,,1 26НгО в качестве катализатора дожигания оксида углерода.