Способ фотокаталитического получения водорода
Изобретение относится к фотокаталитическим методам получения водорода из водно-органических растворов комплексных соединений металлов. Целью изобретения является увеличение квантового выхода водорода . Поставленная задача решается введением в водно-спиртовой раствор циан-этилендиаминовых комплексов кобальта ацетона в количестве 3-15 об.%. Это приводит к увеличению выхода водорода по срав ;ению со способом прототипом максимально в 2,7 раза. 1 табп.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5I)5 С 01 В 3/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4787296/26 (22) 30,01,90 (46) 23,12.91. Бюл, N. 47 (71) Московский химико-технологический институт им. Д. M. Менделеева (72) Н, Л. Гололобова и М. Б. Розенкевич (53) 661.961.361 (088.8} (56) M. B. Rozenkevich, Y. А. Sakharovsky, Int, Hydrogen, Energy, 1989, v. 14, N.. 7, р, 431. (54) СПОСОБ Ф ОТО КАТАЛИТИЧЕСКОГО
ПОЛУЧГНИЯ ВОДОРОДА
Изобретение относится к области фотохимии, а более конкретно — к фотокаталитическим методам получения водорода из водно-органических растворов комплексных соединений металлов.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ фотокаталитического получения водорода облучением светом с),=-250-280 нм водно-органического раствора циан-этилендиаминных комплексов кобальта (1).
Эффективность этой фоток талитической системы в сопоставимых условиях (органический компонент — этанол, 8-12 об, j,) превышает эффективность системы, содержащей пентацианид кобальта (ll), причем в оптимальных условиях (соотношение реагентов; образующих фотокатализатор, (Co )p (СЙГ)о. (Еп)о = 1:2:5, где En — этилендиамин) квантовый выход составляет
0,15 +.0,03, т,е. примерно в 3 раза выше, чем для пентацианида кобальта (II),, 5U„„1699895 А1 (57) Изобретение относится к фотокаталитическим методам получения водорода из водно-органических растворов комплексных соединений металлов, Целью изобретения является увеличение квантового выхода водорода. Поставленная задача решается введением в водно-спи ртовой раствор циан-этилендиаминовых комплексов кобальта ацетона в количестве 3-15 об., Это приводит к увеличению выхода водорода по сравнению со способом прототипом максимально в 2,7 раза. 1 табл, Целью изобретения является повышение эффективности процесса выделения водорода, выражающейся в увеличении его квантового выхода, в фотокаталитической системе на основе циан-этилендиаминных комплексов кобальта.
Поставленная цель достигается тем, что в водно-этанольный (8-12 об.g С2НБОН) раствор циан-этилендиаминных комплексов кобальта при (Со )a . (CN )О. (En)p = 1:2:5 ((Со )o = 0,01 M) вводят ацетон в определен2+ ных концентрациях (3-15 об.;ь). При этом величина квантового выхода водорода повышается до значений 0,20-0,40, т,е. увеличение эффективности процесса фотокаталитического выделения водорода достигает 2,7 раза. Следует отметить, что процесс фотокаталитического выделения водорода иэ водно-органических растворов данных комплексных соединений может быть осуществлен и в присутствии только ацетона ((С2НБОН)=0), однако квантовый вь.ход водорода в предельном случае (СНзСОСНз)= 5 об.,) "- (>ревь! """ . 0 I0 т,е. существенно меньше, чем в сп300(16прототипе, Совместное >ке присутствие э растворе фотакатализатора зтанола и ацетона приводит к синергистичес;
r1 водорода с квантовым выходам 0,3 --,Я, т,е, B 2,2 раээ г>ы! !Р чем з спас! 58-(>>)01>этиПЕ. Прамдеп!!(г) В ЛНЭЛГ>ГИ (НЫХ уС,0818; процесса выделения ВО>(О!10да, но ИЭ Рас.творов, содер."B>д, х только зтансл и ),1 (,;!ьKO Эцетоп Па >Р рэгг)/Н>81 (1<)/)РУРЧИ I > l(B=! > Пр>,(с
BblXOgb! Br), ".f0l)ада, 0 15 И 0,08, СO(r" i BTrтве; (но. ВИДНО, чтс с3 мма з1 > lх ()еличиг! Г((ллмс!3На В 1,4 раэа МЕНЬШЕ, >ЕМ КВ(!((Тавый ВЫХОД процесса, Ipoeep,elf l)orо па заяв!»",6!.10ì3
СПОСООу (0,23 и 0,33> СООТВ8 ГCTB8;-> IO), >r >;r!6ТИМ., ЧТО НЭЛИЧ 18 Та
ro выделения Вода!30(<а не является а >еэидНЫМ. ТЭК, НаПРИ IBP ЭНЭЛО-ИЧНЫ"i ПРИЕ>л—
ВВ6ДВНИ8 Pl,6 П}г>а В ."=10>1НГ)-ЭТЭ(!ОЛ>р>>ЫЙ Р Р теар фатО«ат:.->ЛИ.-:- тора ПЕ!>ГациаНИВ;. n>бэл ьта (! !) и, .> I В О, 1ит в сО поста Вн>алых условиях, нс>абора i .:: ) .">Внь>/18Н!!1О >->«)pO—
СТИ ВЫДЕЛЕНИЯ В. .)p0p0>18, И, С/(>ЭДО(>а!6!I -: IO, его квантового Выхода, В - 1,.
В Веде Н!Л(р Гl О Эг>я ВЛ >1р МО(>1>/ ПQCOI)>> В
Водно зтанОльный рэстьар 3так() ализа! иРа аЦетона в конЦ>энтРа .;ИЯК мен>р(ше -; 05,"
Н8 ПpиваДИ » (>/ВBßИЧ81! i i!Q (ВаliTi)ВО(ро В>р>кr".; да водорода до значений выше, чем способе-прототипе (0,15:>-. 0,03). Наоборот,. введение ацетона В 1<оличестве бо>/! Ьш>6, ч.—:.;.", 15 об.% ведет к 1!Вруне(l!1.. 0 гомоге ifioc..: системы: в f)BcTBope полвляется осадок, L>, .—.:ВИДНО, ВСЛЕДСтВИ8 ОГРаНИЧЕННОЙ ОДСТВ(3!>(лмости фотокатализаторэ В орган. : ческой фазе ресТВорНТ6 Пола 1)I>ÎL>гийся осадок уменьшает зффе гтивность фотокатал,.,,«. .Ческого процесса из-эа рассеяния с:. ет;. Об:;. =.. зующимся осадком.
ВС8 ВЫШеиэ/>Ожен>(ЫЕ V>!I!>IOÑ(РИP",>C>СЯ следующими пр..мерами Осуществл ния заявляемого способа.
П р и м 8 р. Ь> сосуд специал.ной f,"QI.I(;..рукции памещэ!ат раэдель>!с рэс. BOpüi, ссг держа уие 3 . 10 моля Co/ l2 . 8)1-(2С! (х . (,), б 10 моля КЭСК (х.ч.) и 1."-> . 1(0 з .;.»..ля зтилендиамина (общий о>:ьем рас) Воров реагентов составляет 3 см ). Растворы га Тс>В«1 в раствар(лтеле, содержа:цем 80 сб ",, Воды (бидистиллат), 10 (1>р,;4 С2г(ВС>Н и 10; 1). -,"„-
Сг>зСОСНз (зтанол и ацетон Очищены путем простой перегонки), Растворы реагентов замораживают жидким азотом. Сосуд Вакуумир3(к)т ДО Остэтачl!ОГ<3 Давления 1-1,5 Па.
5 Затем растворы рэзморажива(от, вновь замораживают и операци(о Вакку гирования повторя(от, Этим дастигаетс.- дегазация растворов и удаление иэ них растворенного воздуха. После повторного раэморажива10 ния растворы кампоlle)гга>в сливают и образовавшийся раствор ком((лекснаго соединения-фотакатал лзатора (l>..0 (О
2.
0,01 М) перелива;аг В кварцев >0 I
rqf-1. .(-500 ) Л д250-280 Н4 г Ри темп(-.Рэ1УРе
20 20 2 С. Количество выдел»;-0>iuc Ося водоРОДЭ ОПРЕДЕЛЯЮТ неПРЕРЫВНС С ИСПОЛЬЗОВЭнием специальной ус.-ановки (31>«количества поглощенно!о ра.TBOI>eü свега г>пределя!От па станpàðòíîé ферриооксалат;>ой (16Topè25 ке. Г условиях описываемого опыта через
3 «после нэчалэ об/>учен и5! 3>гстанdвливэ
-тся стационарная с(03>оасть Выделения Во.Ородар равная 25 10 коль/ "i, что
r.0OTBeTi"ТВ36Т КВЭН > ОВОМУ В!.>ХОД / БОДОПОДЭ
30 033
Все остальные опыты Пров. ::дены Г>о ме:> д,рке, оп> са >I;0, вь(шс. Их „)езУльтаты
=ведены в таблицу.
Результать!.Опытов по фотакэталити35 ческому выделению Водсрс>да из Волна-орГ а 1! и ч 8 с i< >л> х 0 а (. т В 0 l:: 0 i! Li I i э: i - э (;1 и н н ы х комплексов кобаль>a,/ Со a = 0,01 М, (Со"")
: fcN )0 . (Е П)0 --- 1:2:5 1 аким образом, ИB приведенных приме>10 >QC ВйдНО, Чта ВВЕДЕНИЕ B ВОДНО-ЗтаНОЛЬНЬ(Й РаетВОР ЦЛаН-Э Г>; re!i/>Иаяи!>НЫХ комплексов кобэ/>ьта ацстана В д(л>эпаэане
f < Q l 4 L> 8 I l грациЙ 3> - 1 5 0 б % I >3 >rI >5 O >) V T К у в 8 л иЧЕНИЮ KBBHTOBOI !31 IÕQr>Э ВОДOPC>r>а ПО г15 rCpBÂÍBÍÈIO СО СПОСОООК! Ïr)C >.ОТИПОМ>;"ЭКС(Л:эльна В 2,7 раза.
<Ь 0 p v> 3> n a irl з 0 0 О 8 т 6 f! > 51
Способ фотака->элити >-;: (О;о получения
50 зодсрода, вкл!Оча)оц>и>51 облучен(1- светом с
Длиной волны A . =-250-280 (-(.1 водно-ro pTQBoro раствора, содержа!1,6ГО 8- l2":<; этанолэ
«I >! >Лрз и 3 т!рг/1 6 Н Д(Л Э >М р(Л >(Щ р! р I !<О > I /i 8
Та С СОО1НОшениегл l Со)! >, i > .> 4)n l i: П rg =- 1. 2 5, 55 (1 л и ч B 10 ц< и и с я те(-1., -I Г>>, с > iåëüê)
;- ВВЛИЧВНИЯ КВЭНТОВОГО BLIÕO/>> . ОДОРодар
Г",3ОЦЕСС ВЕД>УТ В ПР .Л(У(СТОНИ а>16j(B)r3, BBO (>>рIМОГО В ВОДНО-Спир1т>вой 1>ас: р Г»0 В Каличв ;тве 3-15 оо, /, 1699895
Составитель Н.Гололобова
Текред M.Ìîðãåíòàë торре«гор С. Ш евку н
Редактор А.Зробок
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 4435 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета па изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
