Способ получения катализатора для электрохимического окисления водорода Советский патент 1992 года по МПК B01J37/02 B01J27/22 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к способам получения карбида вольфрама, и предназначено для использования в качестве катализатора электродного материала для осуществления электрокаталитических процессов, в частности для электрохимического окисления водорода.

Известен способ получения карбида вольфрама из вольфрамовой кислоты двухстадийной термообработкой реакционной массы. На первой стадии исходный продукт восстанавливают до металлического вольфрама водородом при 700°С в течение 3 ч, на второй поднимают температуру до 900°С и проводят кэрбидизацию в течение 4 ч при продувке реакционной массы оксидом углерода.

Недостатком известного способа явля ется применение взрывоопасного водорода и токсичного оксида углерода.

Наиболее близким к изобретению является способ получения катализатора для электрохимического окисления водорода путем пропитки сажи вольфраматом аммония, с последующим и сушкой и высокотемпературной термообработкой кагализаторной массы.

При этом высокотемпературную обработку ведут в две стадии. В начале нагревают при 700°С в токе водорода в течение 2 ч. а затем в токе аргона при 1000°С в течение 30 ч, что приводит к карбидизации вольфрама.

Однако применение взрывоопасного водорода, осуществление процесса термообработки в две стадии усложняет его проведение, кроме того, недостаточно высокая удельная поверхность карбида вольфрама.

Целью изобретения является упрощение и снижение способа безопасности его осущестзления.

Х|

ГО

XI со XI

00

Поставленная цель достигается согласно способу получения катализатора для электрохимического окисления водорода путем пропитки углеродсодержащего материала - окисленного графита аммониевой солью вольфрамовой кислоты с последующим нагреванием, сушкой и высокотемпературной термообработки катализаторной массы в туннельной печи, в качестве угле- родсодержэщего материала используют окисленный графит и проводят высокотемпературную обработку в туннельной печи.

Наличие кислорода на поверхности кристаллитов графита приводит при карбидиза- ции к вспучиванию реакционной смеси и образованию высокопористого карбида вольфрама.

Пример 1. 250 г окисленного графита пропитывают раствором вольфрамата аммония, содержащего 10 г соли, сушат при перемешивании и помещают в графитовом тигле в обычную туннельную печь, предназначенную для обжига углеграфитовых материалов, поднимают температуру от комнатной до 1050°С по режиму обжига уг- леграфитовых материалов. Термообработку осуществляют в течение 40 ч. Удельная поверхность полученного карбида вольфрама 20,5 м2 .

Пример 2. 250 г окисленного графита пропитывают раствором вольфрамата аммония, содержащего 25 г соли, сушат при перемешивании и термообрабатывают при таких же условиях, как дано в примере 1. Удельная поверхность полученного карбида вольфрама 18,4 м-г .

Пример 3. 250 г окисленного графита пропитывают раствором паравольфрамата аммония, содержащего 75 г соли, сушат при перемешивании и термообрабатывают аналогично примеру 1. Удельная поверхность полученного карбида вольфрама 15,2 м2 .

Для выявления преимущества окислен- ного графита параллельно проводят получение каталитически активной массы с

использованием в качестве углеродсодержащего материала сажи ГМ-15,

Данные об удельной поверхности и размерах кристаллитов карбида вольфрама, полученного по предлагаемому способу из окисленного графита и по известному, приведены в таблице.

Приведенные в таблице данные указывает, что в случае применения окисленного графита увеличивается удельная поверхность карбида вольфрама по сравнению с известным способом. На это же указывает антибальное уменьшение размеров кристаллитов карбида вольфрама.

Кроме того, использование предлагаемого способа позволяет исключить создание специальных установок для получения указанной продукции и вести термообработку в одну стадию в условиях технологического режима обжига углеграфитовых материалов в туннельной печи.

Полученный по предлагаемому способу карбид вольфрама испытывают в качестве катализатора электрохимического окисления водорода.

Испытания с единичными элементами показали, что в 92-98%-ной фосфорной кислоте при 175°С на электроде, содержащем в качестве активной массы карбид вольфрама, полученный по примеру 1, и в качестве связующего - тефлон (5%), при отборе тока 80 А падение напряжения составляет 100 мВ.

Формула изобретения

Способ получения катализатора для электрохимического окисления водорода путем пропитки углеродсодержащего материала аммониевой солью вольфрамовой кислоты с последующими сушкой и высокотемпературной термообработкой катализаторной массы, о тличающийся тем, что, с целью упрощения способа и снижения безопасности его осуществления, в качестве углеродсодержащего материала используют окисленный графит и высокотемпературную термообработку ведут в туннельной печи.

Изобретение касается каталитической химии, в частности получения катализатора для электрохимического окисления водорода. Цель - упрощение способа и снижение его безопасности. Для этого окисленный графит пропитывают аммонийной солью вольфрамовой кислоты, сушат и проводят высокотемпературную обработку в туннельной печи. В этом случае достигаются замена двухстадийной термообработки на одностадийную и исключение горючего газа - водорода с аргоном. 1 табл.