Способ получения арсената алюминия Советский патент 1982 года по МПК C01G28/02 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРСЕНАТА АЛЮМИНИЯ

I

Изобретение относится к способам, получения аморфного арсената алюминия с развитой удельной поверхностью. Такой продукт используют в качестве протравы при крашении растительных волокон, он может также найти применение как сорбент и катализатор в реакциях органического синтеза.

Известен способ получения арсената алюминия гидролизом при кипячении с обратным холодильником или в автоклаве АР () 1, с водой или разбавленным раствором . до образования аморфного осадка, преврашаюшегося в те чение 2-3 ч в кристаллическое вешест во flj.

Недостатком данного способа являет ся низкая сорбоионная емкость продукта из-за небольшой его удельной поверхности (удельная поверхность у конечного продукта составляет 5-1О м /г).

Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения арсената алюминия путем взаимодействия азотнокиспого алюминия и мышьяковой кислоты при их мопьном соотношении 1:10 с последукАцей нейтрализацией едким натром и отделением продукта. Взаимодействие ведут при кипячении в течение 48 ч. Получают продукт с соотношением АЕ /AS 0,95 2 .

Недостатком известного способа является также низкая сорбционная емкость

10 продукта из-за небольшой его удельной поверхности {удельная поверхность у конечного продукта составляет 1-20 м /г).

Целью изобретения является повышение сорбционной емкости продукта за

IS счет повышения его удельной поверхности до 78-2ОО .

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения арсената алюминия, заключаюшемуся во взаимо30действии азотнокислого алюминия и мышьяковой кислоты с последующей нейтрализацией щелочным реагентом и отделением продукта, азотнокислый алюминий и мышьяковую кислоту берут при мольном соотношении, равном 1:(0,5-1,03), взаимодействие осуществляют при 15-25 С, а в качестве шепочного реагента используют аммиак. При этом нейтрализацию ведут до рН 5-6: При использовании мольного соотношения соли алюминия и мышьяковой кислоты, равного 1:0,5, получают продукт нестехиометрический арсенат агасыиния брутто-состава А 1.,43 ASqOj (в пересчете на безводный продукт), имеющий развитую удельную поверхность. Уменьшение этого соотношения приводит также к получению продукта с развитой удельной поверхностью, но это будет по соста ву продукт, приближающийся к окиси алюминия, а не к арсенату алюминия. По этому уменьшение соотношения 1:О,5 нецелесообразно. При испопъзовании мольного соотношения соли агпоминия и мышьяковой кислоты, равного 1:10, получают продукт-стехиометриЧеский арсенат алюминия брутто-со- става ,, l,OlAS(jO(B пересчете на безводный продукт), имеющий развитую удельную поверхность. ( При использовании мольного соотношения соли алюминия и мышьяковой кислоты, равного 1:1,2, получают продукт, имеюцщй развитую удепьную поверхность но мольное соотношение AE(pj:A5n Oc у конечного продукта равно 1:0,830, при получении арсената алюминия из растворов, где преобладает кислота, происходит сильное вымывание мышьяковой кислоты, а следовательно, и нерациональное ее использование. Поэтому брать исходные реагенты в мольном соотношении 1:1,2 нецелесообразно. Величина рН оса дения установлена в ходе эксперимента ных исследований, .Осаждение при рН 5i является оптимальным для получения об i разцов арсената алюминия с развитой удельной поверхностью. При температуре взаимодействия ниж 15 С происходит снижение удельной поверхности продукта, а повышение температуры вьпие 25°С нецелесообразно, поскольку не приводит к повышению уде ной поверхности. Пример 1. 40 мл 2,6 М раствора азотнокислого алюминия смещивают с 8,66 мл 6,0 М мышьяковой кислоты (это соответствует мольному соотношению АР(НОл) HjAsO 1:О,5) при 2О° и при перемешивании добавтюют аммиак до рН 8. Полученную пульпу фильтруют. осадок промывают водой до отсутствия ионов агаоминийсодержащей соли, сушат при i 00-110 С, потом проводят акти вацию арсената алюминия при в течение 5 ч. Продукт содержит, мас.%: A(lpl, 47,42; ASrpg 46,26; это соответствует брутто-составу A6(OyO,43ASnOr (в пересчете на безводный продукт). Удельная поверхность при равна 167 М /град. После термообработки при 300 С в течение 5 ч она равна ,167 . Удельную поверхность определяют по адсорбции воздуха при температуре жидкого азота. Пример 2. 41,6 мл 1,О4 М раствора азотнокислого алюминия смешивают с 43, 22 мл 0,77 М НзАзО Лэто соответствует мольному соотношению Ae(NOj)3:H,iA504 1:0,8) при 25°С и при перемешивании добавляют аммиак до рН 7. Полученную пульпу фильтруют, осадок промывают водой до отсутствия ионов алюминийсодержащей соли, сущат при 1ОО-110°С, потом проводят термообработку продукта при в течение 5 ч. Продукт содержит, мас.%: 34,26; 56,31; это соответствует брутто-составу А6 , О,7 3 (в пересчете на безводный п юдукт). Удельная поверхность при равна 147 MVr, при - 135 . Пример 3, 40 мл 1,9 М раствора азотнокислого алюминия смешивают с 39,78 мл 1,91 М мышьяковой кислоTbF (это соответствует мольному соотношению AS(NOi)2i:H2,As04 1:1,0) при i 20°С и при перемешивании добавляют аммиак до рН 5. Полученную пульпу фильтруют, осадок промывают водой до отсутсты1Я ионов алюминийсодержащей соли, сушат при 1ОО-110°С, потом проводят термообработку арсената алюминия при в течение 5 ч. Продукт содержит, мас.%: 28; ASijOj 63,47; это соответствует брутто-составу A6(ipj«l, (в пересчете на безводный продукт). Удельная поверхность при равна 83 , при - 78 . Пример 4. 20 мл О,515 М раствора азотнокислого алюминия смешивают с 4,12 мл 3 М НэАзО (это соответствует мольному соотношению ) iHjAs04 1:1,2) при 15С и при перемешивании добавляют аммиак до рН 6. Полученную пульпу фильтруют,осадок промывают водой до отсутствия ионов алюминийсодержащей соли, сушат при 100IIO C, потом проводят термообработку арсената апюминия при в тече- ние 5 ч. Продукт содержит, мае. %; 31,31; 58,64; это соответствует брутто-составу O, (в пересчете на безводный продукт. Удель ная поверхность прп 1 lOt равна 148 м /г при - 88 MVr. П р и м е р 5. 4О МП 2,6 М раст вора азотнокислого алюминия смешивают с 8,66 мл 6,0 М мышьяковой кислоты (это соответствует мольному соотношению Ae(iOj)j:H,,As04 1:0,5) при 20°С н при перемешивании добавляют аммиак до рН 6. Полученную пульпу фильтрую осадок проьлывают водой до отсутствия ионов О, сушат при lOO-llO C, потом проводят активацию арсената алюминия при в течение 5 ч. Продукт содержит, мас.%: AttiO 47,42; AsrjOj; 46,28; это соответствует бруттосоставу AEjjOj O,43ASi 05 (в пересчете на безводный продукт). Удельная поверхност при равна 2О5 . При удельная поверхность равна 20О . Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать аморфный арсенат алюминия нестехиометрического и стехио метрического состава с удельной поверхнсютью, в 5-10 раз превышакщую удельную поверхность арсената алюминия полученного по известному способу, что дает возможность использовать его как сорбент, и, кроме того, позволяет проводить процесс при нормальных условиях а не при Температуре кипения, и. сократить время синтеза с 48 ч до 2-5 ч. Формула нзобретения 1,Способ получения арсената алюминия путем взаимодействия азотнокислого алюминия и мышьяковой кислоты с последующей нейтрализацией щелочным реагентом и отделением продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения сорбшюнной емкости продукта за счет повышения его удельной поверхности, азотнокислый алюминий и мьпиьяковую кислоту берут при мольном соотношении, равном 1: (0,5-1,05), взаимодействие осуществляют при 15-25 С, а в качестве щелочного реагента используют аммиак. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что нейтрализацию ведут до рН 5-6. Источники информации, принятые во внимание прт экспертизе l.W.ftOnis,P-D. vOiir e . Арсенаты трехвалентных металлов.виее.5ос. .Frcinc NO 1-2, part 1, 1974, 78-82. a..lA.Roni5,F.DYvolre.Mlseen ev 3ente do poei(morpWsTt e die AgAso.au eours de fd t ierwoB se ae mdnsfeeaite stoechiometriq oe , АедЗО -аНпО et non stoechir qgue Ae H ;ASO;-O - . compt.rerid. 1969, 13а8-139С)Г Acad. Sci.,269 c, (прототип).