Способ получения адсорбента на основе оксида алюминия Советский патент 1992 года по МПК B01J20/08 

(Л

С

Изобретение относится к способам получения адсорбентов, катализаторов и носителей катализаторов, работающих при высоких температурах. Способ включает осаждение геля силиката двухвалентного металла при рН 7-9, добавление раствора соли алюминия, выдержку в течение 10-30 мин, осаждение раствором гидроксида аммония геля гидроксида алюминия, промывку, сгущение, формование и термообработку. Способ позволяет получить термостабильный сорбенте высокими сорбционными параметрами. 1 табл.

Изобретение относится к получению пористых неорганических материалов на основе гидроксидов и оксидов металлов с развитой удельной поверхностью и может быть использовано при производстве адсорбентов, катализаторов и носителей каталитически активных фаз, работающих в жестких температурных условиях.

Известен способ получения смешанных металлсодержащих адсорбентов, включающий осаждение геля гидроксида алюминия (металла) из смеси солей двух- или двух- и трехвалентных металлов с последующим осаждением силиката металла. Осадок отмывают на фильтре от посторонних ионов, сгущают, формуют в виде гранул, высушивают на воздухе и прокаливают при 120°С. Получают продукт с удельной поверхностью 41-260 м2/г.Известный способ характеризуется недостаточно высокой термической

стабильностью конечного продукта, выражающейся в резком уменьшении удельной поверхности при прокаливании образцов при высоких температурах (1000-1200°С). Величина удельной поверхности уменьшается до 8-16 м2/г.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения пористых металлсодержащих адсорбентов, включающий осаждение геля гидроксида алюминия и геля силиката двухвалентного металла проводят перед осаждением геля А(ОН)з и ведут до получения в адсорбенте 10-30 мас.% силиката. Получают адсорбенты с сорбцион- ным объемом пор 0,23-0,54 см3/г и удельной поверхностью 140-324 м2/г,

Известный способ характеризуется недостаточно высокой удельной поверхностью конечного продукта после термообработки при 1200°С. Величина

VI

СО 00 GJ Ю О

удельной поверхности после прокаливания при 1200°С в течение 2 ч составляет 52-88 м5/г.

Цель изобретения - повышение термостабильности конечного продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения адсорбента на основе оксида алюминия, включающему осаждение геля силиката двухвалентного металла, добавление в него раствора соли алюминия с последующим осаждением раствором аммиака геля гидроксида алюминия, отмывку, сгущение, формование и термообработку, осаждение метасиликата двухвалентного металла ведут при рН 7-9, а после добавления раствора соли алюминия полученную смесь выдерживают в течение 10- 30 мин.

Пример 1. В 14,1 г 10%-ного раствора Са(МОз)2 вливают при интенсивном переме- шивании 10,5 г 10%-ного раствора NA2S103- Раствором азотной кислоты доводят рН полученного гидрогеля СаЗЮз до 8. Затем в полученный таким образом гель СаЗЮз добавляют 245,8 г 10%-ного раствора А1(МОз)з- Полученную смесь выдерживают в течение 20 мин и осаждают гель гидроксида алюминия приливанием раствора гидроксида аммония до рН 8. Полученный осадок стареет под маточным раствором в течение 2 ч. Оса- док отмывают от посторонних ионов, сгущают на фильтре, формуют, сушат на воздухе, а затем прокаливают при 120°С. Конечный продукт содержит 10% СаЗЮз и 90% А(ОН)з. Удельная поверхность полученного образца после прокаливания при 1200°Ссо- ставляет 98 м /г.

Пример 2. В 38,8 г 10%-ного раствора Sr(SiOs)2 вливают при интенсивном перемешивании 22,3 10%-ного раствора NaaSiOs. В полученный гель ЗиЗЮз вливают раствор азотной кислоты до рН 7. В приготовленный таким образом гель вносят 191,1 г 10%-ного раствора А1(МОз)з. Полученную смесь выдерживают в течение 10 мин и осаждают гель гидроксида алюминия приливанием раствора гидроксида аммония до рН 8. Все последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Конечный продукт содержит 30% SrSiOa и 70% А(ОН)з. После прокаливания при 1200°С в течение 2 ч удельная поверхность образца составляет 93 м2/г.

Пример З.В 20,5 г 10%-ного раствора Ва(МОз)2 вливают при интенсивном переме- шивании 22,3 г 10%-ного раствора Ыа25Юз. В полученный гель ВаЗЮз вливают раствор азотной кислоты до рН 8. Затем в полученный таким образом гель ВаЗЮз добавляют 218,4г 10% -ного раствора А()з . Пол

ученную смесь выдерживают в течение 30 мин и осаждают гель гидроксида алюминия приливанием раствора гидроксида аммония до рН 8. Все последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Конечный продукт содержит 20% ВаЗЮз и 80% А(ОН)з. После прокаливания при 1200°С в течение 2 ч удельная поверхность образца составляет 90 м2/г.

Для полученных образцов определяют удельную поверхность из данных адсорбции паров СеНб в вакуумной установке, а также по низкотемпературной адсорбции азота. Результаты измерений представлены в таблице.

Как видно из данных таблицы, повышение термостабильности конечного продукта наиболее полно достигается при использовании всех отличительных признаков предлагаемого способа, в частности осаждение метасиликата двухвалентного металла ведут при рН 7-9, а после добавления раствора соли алюминия полученную смесь выдерживают в течение 10-30 мин.

Повышение рН осаждения геля метасиликата двухвалентного металла выше 9, равно как и понижение рН ниже 7, приводит к существенному снижению поверхности. В первом случае образуются метасиликаты металлов с плотноупакованной структурой, которая подвержена спеканию при высокотемпературной обработке, а во втором случае образуются мелкопористые высокодисперсные образцы, обогащенные МеО и Si02, структурные параметры которых также изменяются в процессе прокаливания. Металлосиликаты, полученные известным способом, осаждаются при рН 11-12 и обладают пластинчато-слоистой структурой, которая легко спекается при воздействии высокой температуры.

Осуществление способа получения адсорбента на основе оксида алюминия путем предварительного осаждения геля метасиликата двухвалентного металла при рН 7-9 способствует формированию рыхлых, аморфных структур с низкой степенью упорядоченности, а выдержка смеси геля метасиликата металла и раствора соли алюминия в течение 10-30 мин изменяет соотношение MeO:Si02, что ведет к образованию метасиликатов металлов, содержащих небольшие количества МеО и Si02. Обе эти добавки (МеО и SI02) стабилизируют пористую структуру оксида алюминия, а метасиликат при этом играет и роль структуроформирующего компонента. Сочетание всех указанных факторов способствует образованию образцов, пористая структура которых обладает достаточной устойчивостью к воздействию высоких температур.

Таким образом, полученные образцы обладают высокой сорбционной активностью и термостабильностью, что в условиях промышленной эксплуатации увеличивает срок их службы в активном состоянии. Формула изобретения Способ получения адсорбента на основе оксида алюминия, включающий осаждение геля силиката двухвалентного металла,

добавление в него раствора соли алюминия с последующим осаждением раствором гид- роксида аммония геля гидроксида алюминия, промывку, сгущение, формование и термообработку, отличающийся тем, что, с целью повышения термостабильности адсорбента, перед добавлением соли алюминия рН образовавшегося геля силиката доводят до 7-9, а после добавления соли алюминия смесь выдерживают в течение 10-30 мин.