Фотокаталитическая композиция для получения водорода Советский патент 1992 года по МПК C01B3/02 

(46) 07.07.92. Бюл. W 25

(21)4261951/26

(22)15.06.87

(71)Институт физической химии им. Л.В.Писаржевского

(72)С.Я.Кучмий, А.В.Коржак, Н.Ф.Губа, А.И.Крюков и В.Д.Походенко

(53) 661.961.3(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

IP 1307742, кл. С 01 В 3/02, 1986.

.(54) ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ,ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА (57) Изобретение касагтся фотокаталитического получения водорода из воды. Цель изобретения - повыиение выхода водорода. Для получения водорода из водно-спиртовой смеси с помощью фотокаталитической композиции.

включающей сульфид кадмия, медиатор электронов и катализатор вьщелення водорода, для повышения выхода целевого продукта используют сульфид кадмия, покрытый пленкой полиэпок- сипропилкарбазола причем покрытие производят из бензольного раствора с концентрацией полимера 110 - 7 моль/л при следующем содержании компонентов, мяс.%: сульфид кадмия, покрытый полиэпоксипропилкар- базолом 0,24-0,48; четыреххлорис- тый титан 0,11-0,44; снпикагель с нанесенным металлическим палладием 0,38-0,86; этиловый спирт 53-74; вода остальное. Концентрация палладия на силикагеле составляет 0,10-0,20% от массы силикагеля. 2 з.п. ф-лы, 7 табл.

8 (Л

Изобретение касается фотокаталитического получения водорода из воды,

Цель изобретения - повыпение выхода водорода.

Пример, Приготовление гетерогенного фотокаталнзатора - сульфи- да кадмия, покрытого полимерной пленкой.

Сульфид кадмия, покрытый полимерной пленкой НЭПК (полиэпоксипрюпилкар- баэол), готовят путем пегемешивания порошка сульфида кадмия в растворе ПЭПК и последующего фильтр вания и высутива11ия его ня ппалухе при комнатной температуре , С этой целью 2,5 г промышленного i-v. u-rJinn.T кадмия марки дшя nonyiip.. nr Hi K(Mi, предварительно растертого в агатовой ступке, помещают в Ю мл бензольного раствора ПЭПК (содержащего 0,01 г ПЭПК с молекулярной массой 1000, концентрация ПЭПК в растворе равна 1 11 О моль/г) и перемешивают суспен зию в течение 30 мин с помощью магнитной мепалки. После этого сульфид кадмия отфильтровывают и сушат на воздухе при комнатной температуре. Получают сульфид кадмия, покрытый пленкой ПЭПК, при концентрации полимера в бензоле 5-10, 7 10 моль/л.

Палладиевый катализатор готовят путем нанесения на силиклгель хлорида палладия и последующего его восстановления до металлм кч-кого. С этой

цгльк 10 г гиликлгеля марки КСК-200, ясрирнирм 0,25--П,5() мм, ирр/иктритель- ио прокплеимпго R тгчгние 4 ч при IRO-ZOO C, помещают в 100 мл спиртового рпствпря rdClj (0,1, 0,2% палладия относительно массы силикагеля). После вцпержнппиия п течение Д-5 ч при 20 С раствор отфильтровывают и силикагель с адсорбированным PdCl-i нагревают при 1ЯО-200 ( сначала в атг мосфере поздуха, а затем в токе водорода в течение 2 ч. В результате этих операций получают силикагель с иаие- сенным мелкодисперсным металЛ1 еским палладием, coдepжafu e которого состав ляет 0,1 от массы носителя SiO, а также 0,2% Pd от массы SiOj, 0,03 г (0,35 млс,%) CdS с нанесенной пленкой КЭПК, 0,019 г (0,22 масЛ) ИСЦ квалификации ХЧ и 0,05 г (0,57 мас.% сйликагеля с нанесенным металлическим Палладием вносят в сферкческий стеклянный сосуд диаметром 3 см,снабженный магнитной мепалкой и краном. Затем добавляют смесь этанола с водой (причем соотношение по обьему спирт:вода 2:1). Суспензию откачивают в течение 1 мин с помощью форлакуумного насоса и облучают при перемешивании светом ртутной лампы высокого давления ДР1Ч-1000 (АОО нм t Л 6 500 нм, светофильтры ЖС-12 и СС-5). Интенсивность света измеряют ферриоксалатыьгм актинометром (1 1,ДА 10 .эйншт/ч). Молекулярный водород определяют хроматографичес- ки (хроматограф ЛХК-8МД). Квантовьо выход образования водорода определили в условиях стационарного режима фотореакции, которьй достигается через 20-30 мин поусле начала облучения. Квантоный выход у водорода ра-. вен 82-90%.

Влияние концентрации полиэпокси- пропилкарбязола Б бензольном растворе приведен в та6л.1.

Влияние содержания кадмия в композиции приведено в табл.2.

влияние содержания палладия, нане- сгчиого на силикагель, дано в табл.3,

Влияние содержания в композиции силикагеля с нанесенным на него метал- лическим палладием дано в табл.А,

Влияние содержания в композиции четыреххлористого титана дано в

табл,5. I Влияние содержания в композиции

этилового спирта дано в табл.6.

Сравнительные данные известного базового объекта и предлагаемой Лото- каталитической композиции даны в

табл.7.

Формула изобрет е н и я

сульфид кадмия, четыреххлористый титан, силикагель с нанесенным металлическим палладием, этиловый спирт и воду, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выхода водорода, она содержит сульфид кадмия, покрытый пленкой полиэпоксипро- пилкарбазола при следующем соотношении компонентов, мас.%: « Сульфид кадмия, по- крытьй пленкой по- лиэпоксипропил- карбазола0,24-0,А8

Четыреххлористый титан0,,4А

Силикагель с нанесенным металлическим палладием 0,38-0,86 Этиловый спирт 53,00-74,00 ВодаОстальное

««

Остальное вода

Содержание палладия 0,2% относнтельно массы SiO-.

«

Остальное вода

Содержание палладия 0,2% относительно массы SiC,

Остальное вода

Таблица 2

Таблица 3

,0стальное вода. Содержание палладия 0,2% относительно массы SiO.

Таблица 3

Содержание палладия 0,2Z относительно массы SiC.

Т a б л и 11 a 4

По прототипуCdS+TiCb+Pd/SiO CH

t tл

Предлагав-

маяCdS(n3nK)+TiCl Pb/SiO +C H OH

+Н40

I i92fi37 О

ТаПлнца 7