Пористый углеродный материал

 

Изобретение относится к пористому углеродному материалу и позволяет повысить прочность и каталитическую 1 активность материала. Пористый углеродный материал содержит сажу, покрытую слоем углерода, имеющего объем пор 0,2 - 1,7 см3/г, толщину 100 10000 А при 100 радиусе кривизны слоя 10000 А, истинной плотности 1,8 - 2,1 г/см3, рентгеновской плотности 2,112 - 2,236 г/см3 и распределении пор в слое углерода по размерам с максимумом в области 200 - 2000 А, причем слой углерода может иметь дополнительный максимум, приходящийся на поры с размером 40 - 200 А. 1 э.п. ф-лы, 1 табл.

CQO3 СОВЕТСНИХ

Э

РЕСПУБЛИН (51)5 В 01 J 20/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ VHHT СССР (21) 4443666/26 (22) 19.04.88 (46) 23.01.92. Бюл. Р 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода и Институт катализа СО АН СССР (72) В.Ф.Суровикин, Г.B.Плаксин, В.А.Семиколенов, В.А.Михолобов и И.И.Ермаков (53) 661. 183.2 (088.8) (56) Патент США к 4029600, кл, 252444, 1977. (54) ПОРИСТЫЙ УГЛЕРОДНЬЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к пористому углеродному материалу и позволяет

Изобретение относится к пористым углеродным материалам и может быть использовано в качестве носителя и адсорбента.

Целью изобретения является повышение прочности и каталитической активности материала.

Суммарный объем пор и распределение пор по размерам определяют методом ртутной порометрии.

Относительную прочность на раздавливание определяют отношением прочности пористого материала к прочности формованного материала, полученного иэ сажи (с диаметром частиц 120 А) в условиях сравнительного примера по известному способу.

К 12 мл воды лобавляют 10 г сажи с диаметром 200 А. Смесь перемешивают и формуют через фильеру диаметром

1,6 мм (1/16 дюйма) при давлении

140 кг/см . Формованньп» материал су.,.SU„„170669Î А1

2 повысить прочность и каталитическую активность материала. Пористый углеродный материал содержит сажу, покрытую слоем углерода, имеющего объем пор 0,2 — 1,7 смз /г, толщину 100—

10000 А при радиусе кривизны слоя

100 — 10000 Х, истинной плотности

1,8 — 2,1 г/см, рентгеновской плотности 2,112 — 2,236 г/см и распределении пор в слое углерода по размерам с максимумом в области 200 - 2000 А, причем слой углерода может иметь дополнительный максимум, приходящийся на поры с размером 40 — 200 А. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

С: шат при 110 С в течение 2 ч и прокаливают в токе азота в течение 1 ч при 2 о

600 С. Прочность гранул при раэдавливании определяют на приборе МП-9С.

Прочность материала составляет 2,53,0 кг/см и принимается за единицу при определении относительной прочности углеродных материалов. 1Ь

Приготовленные на пористых углеродных материалах катализаторы испытывают в двух модельных реакциях: гидрирования бензойной кислоты до циклогексанкарбоновой кислоты и нитробензотрифторида в аминобензотрифторнд.

Катализаторы для реакции гидриро вания бензойной кислоты готовят по следующей методике: к суспенэии углеродного носителя в воде при 293 К добавляютрасчетное количество раствора. палладийхлористоводородной кислоты, доводят рП раствора до 8,5 и восстанавливают палладий формиатом натрия — т носису

НЫй обвеи нор сн>

TRBBOCT$ ХЗТЗЛНЗЗ

3 ь рФ&хцни Гнд оьаннн пр

СЛЬНЗЯ

ОЧ

СТЪ На

Обен9О

Фторида, ЗВ/ГИНН

9 ОЙ хис здаьливзние

ПЗВЕСТBhdl о,огз

0>068

0,068

0,047

0,048

О,041

0,066 о,1г

6,5 0,62

100 0,81 100-5000

1го

0>35

0,35

100-5000 200-1000 50 480 2,00 2,210

47 0,93

167 0,22

1,го

1З3 О,ЗО

126 1,23

500-5000 100-1000 40,480 1,97 о ° зз о,зг .

0,26 о,гз

2,193

2,212

2,206 г,221

100-5000 500-2000

100-5000 500-1000

200-9000 200-5000

500 2,01

200 1,98

2000 1,99

170 при 333 К в течение 1 ч. Катализатор промывают водой до удаления ионов -: хлора и сушат. Содержание палладия в, катализаторах составляет 2 мас,X. Испытания катализатора на активность проводят в автоклаве при 443 К и давлении водорода 18 атм. Загрузка бенэойной кислоты 10 r катализатора

0,2 r. Активность определяют до зависимости количества поглощенного водорода .от времени при конверсии бензойной кислоты 50 мас.Х и выражают в граммах бензойной кислоты на 1 г катализатора в 1 мин °

Катализатор для реакции гидрирования нитробензотрифторида готовят нанесением на углеродный носитель ацетата палладия с последующим восстановлением палладия муравьиной кислотой, промывкой и сушкой катализатора, содержание палладия в катализаторе составляет 4 мас.Ж.

Испытания катализатора на активность. проводят по следующей методике.

В автоклав загружают 0,2 г катализатора и 10 r нитробензотрифторида и проводят гидрирование при постоянном давлении водорода 20 атм и температуре 353 К. Активность катализатора определяют по скорости поглощения водорода, отнесенной к 1 г катализатора при конверсии нитробензотрифторида

50 мас.7. и выражают.в грамм-молях водорода на 1 r катализатора в 1 мин.

Пример 1. В кварцевый реактор с внутренним диаметром 90 мм загружают 100 r сажи с преимущественным размером частиц 200 А, реактор вращают с угловой скоростью 2пп рад/мин.

Внешним электронагревателем реактор с сажей разогревают до 900 С и в слой непрерывно перемешиваемой сажи подают

176 л/ч пропан-бутановой смеси с со6690 4 держанием 507. бутана и 50Х пропана.

После обработки сажи в течение 5 ч подают водяной пар с удельным расхо дом 1 кг/кг углерода в течение 6 ч.

Характеристика полученного пористого углеродного материала, содержащего слой углерода в виде трехмерной матрицы, образованной изогнутыми слоями углерода, представлены в таблице.

Пример ы 2 — 6. Проводят аналогично примеру 1, но с другой продолжительностью обработки водяным паром. Условия получения и характе15 ристика пористого углеродного материала приведены в таблице.

Пример ы 7 — 11. Проводят аналогично примеру 1, но с другой продолжительностью обработки пропан20 бутановой смесью и водяным паром. Условия получения и характеристика пористого углеродного материала приведены в таблице.

25Формула изобретения

1. Пористый углеродный материал, содержащий сажу, покрытую слоем углерода, имеющего объем пор 0,2—

1,7 cM3/r, отличающийся

30 тем, что, с целью повьппения прочности и активности катализатора, на его основе толщина слоя углерода составляет 100 — 10000 Й при радиусе кривизны слоя 100 — 10000 Л, истинной плотности 1,8 — 2,1 г/см, рентгеновской плотности 2,112 — 2,236 г/смв и распределении пор в слое углерода по размерам с максимумом в области

200 — 2000 А.

40 2. Иатериал по п. 1, о т л и— ч а .ю шийся тем, что распределение пор в слое углерода по размерам имеет дополнительный максимум, приходящийся на поры с размером 40 — 2001.

200-1000 50;480 2,00 2,210

1706690

Продолжение таблицы

Ибб

3>И

ОТИОСТЬ > Г

ТИИ PC>>TI бб >>OSCAR

Яб

ИДа >

Г ИИН

Иб

0,31

0,24

0,20

0,5

1,2

О, 15

0>14

t,0

1,5

Составитель Т.Чиликина

Редактор И.Дербак Техред A.Êðàâ÷óê Корректор И. Эрдейи

Заказ 1426 Тираж Подписное

РчИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 су>

НЫИ

ОбЪб.

НОР см>

150 О, 82 200-5000 100-5000 400 1 ° 93

43 1, 7 200-2000 200-5000 1000 2,02

38 1, 6 500-3000 100-10000 1500 2,00

14 1,54 500-10000 1500-7000 2500 1,81

13 1,50 500-10000 1000-7000 2500 1,80

2,175

2,217

2>212

2, 112

2, 115

0,061

0,063

0 ° 051

0,041

0,039