СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩЕГО СОРБЕНТА (КАТАЛИЗАТОРА) Советский патент 1974 года по МПК B01J37/02 

Известны способы получения металлсодержащих сорбентов на основе ионитов путем последовательной обработки их растворами соли металла и восстановителя. Полученные таким образом сорбенты (электроноионообменники) содержат частицы металла, распределенные в ионитовой матрице, и могут использоваться для различных целей, в частности, для обескислороживания воды.

Однако, в качестве катализаторов ряда процессов (расщепления, окисления, гидрогенизации, дегидрогенизации, полимеризации), а также в качестве сорбентов для осветления органических жидкостей и водных растворов широко используются окислы различных металлов меди, железа, марганца, никеля, хрома, алюминия, титана и других. Применяемые для этих целей окислы должны обладать значительной удельной поверхностью.

Цель предлагаемого способа - получение сорбента (катализатора) в виде гранулированных окислов металлов, яап-ример переходных, обладающих сферической формой и развитой внутренней поверхностью.

Достигается это тем, что высушенные гранулы нонита с ионами илн соединениями соответствующего металла прокаливают при 500-600°С до удаления органической части ионитовой матрицы.

Благодаря наличию внутренних пор и эластичности полимерной структуры гранулы макропористых ионитов обладают повышенной стойкостью к растрескиванию. При сжигании гранул макропористых ионитов в тигельных или муфельных печах образуются сферические корольки золы, размеры и прочность которых возрастают по мере увеличения минеральной части. После удаления при сжигании органической основы макропористого ионита остается минеральный «каркас, воспроизводящий не только форму гранул, но и их внутреннюю структуру с развитой системой пор и .каналов. Предлагаемый способ получения в лабораторных условиях пористых гранул окислов меди, железа, марганца и других металлов осуществляется путем последовательного проЕедения следующих стадий: обработка макропористых ионитов в обычных статических или

динамических условиях 5-10%-ным водным раствором соли данного металла с последующей промывкой водой от избытка раствора. При желании ввести ионы металла в количестве, превышающем величину ионообменной

е:гп.;остп, может быть применена многократная чередующаяся обработка раствором соли металла и раствором реагента, переводящего поглощенные ионы данного металла в труднорастворимое соединение (например, в гидрооскись) или г, металлическое состояние (для таких металлов, как медь, висмут, серебро); удаление :избытка воды декантацией или фильтрованием и сушка гранул нонита в сушильном шкафу нри температуре, иостепеаио доводимой в течеиие первого часа до 100- 110°С, ориентировочная продолжителыюсть сушки 2-3 час, критерий - достижепю минимального веса; ирокаЛИвамие в тигельиых или муфельных ечах при свободном доступе воздуха и температуре, постепенно повышаемой в течение первого часа до 500-600°С. Ориентировочная продолжительность 2-3 час, критерий - достижение постоянного веса. Для получения сорбентов (катализаторов) с незяачительиым содержанием нримесей рекомендуется провести иредварительную обработку ионита-основы 10%-ным раствором НС1 с целью устранення зольности, а для последующей обработан иснользоиать peaiCirri i квалификации X. ч. или ч. д. а. При ведении ироцесса обеспечивают ностепенное повышение температуры при cyHiKc и прокаливании, так как резкое говьшеийс температуры может иривести к растрескиванию частиц. Чрезмерное (выше 600°С) повышение температуры -при етрокаливании может иривести к спеканию гранул окислов в коигломераты. Прокаливание ири температуре ииже 500°С приводят к иолучению сорбеитов с развитой рнутренней поверхностью, частично сохраняюИ1,их обуглеииую органическую осиову исходного ионита. Пример. В макропористый сульфокатио ит (марки КУ-23) путем реагептной обработки, применяемой для изготовлеиия медьсодержана,их электроиоиоиообмепш-пшв, вводят 340 мг/мл металлической меди, 25 мл медьсодержашего катионита, сушат при 105°С, прокаливают нри 600°С и получают 1,0 г rpaiiyлироваИГ ой СиО, имеющей размеры гранул 0,3-0,5 мм, а насыпной вес 1,22 г/мл, что соответствует, в пересчете на собственно гранулы (т. е. за вычетом свободного пространства между Ними) приблизительно 2,0 г/мл. Принимая удельный вес нлотной окиси меди равным 6,3 г/мл, приходим к выводу, что в каркасной структуре гранул СиО около 70% объема приходится па поры и каналы. Удельная поверхность гранул СиО, определенная методом газовой хроматографии, составила 2,9 , что приблизительно па три порядка превышает величину суммарной внешней поверхности гра«ул. Предлагаемый способ получения окислоз металлов в виде пористых грапул при использовании макропористых ионитов ие требует сложного оборудоваиия и доступен как для промышленного освоения, так и для изготовления небольших количеств гранулированных окислов на местах. Для получения гранулироваииых окислов металлов, в иринципе, возможио также использование обычных гелевых ионитов :И товариых медьсодержащих электроноионообменников (нанример, типа ЭИ-5), однако образующиеся в этих случаях гранулы окислов металлов имеют меньшую мехалическую прочность н несколько меньшую удель ую поверхность. П р е д .м е т изобретения Способ получения металлсодержащего сорбента (катализатора) на основе ионита нутем обработки последнего раствором соли соответствующего металла с последующей промывкой н высушиванием грапул иОнита, отличающийся, тем, что, с целью получения сорбента (катализатора) в виде гранулированных окнслов металлов, на1нрнмер переходных, обладающих сферической формой и развитой впутреиней 1;оверхностью, высушенные гранулы прокали|;ают при 500-600°С до удаления органической части моннтовой мат)ицы.