Способ получения катализатора для низкотемпературной орто- параконверсии водорода
Сущность изобретения: продукт-катализатор - сплав состава DyCui-5 Alo,i-i9,9. получают сплавлением меди, диспрозия и алюминия в количестве, обеспечивающем соотношение указанных компонентов согласно общей формуле DyСи i-5 AI4-20 с последующим выщелачиванием алюминия, промывкой и сушкой. Характеристика катализатора: повышенные активность и механическая прочность, 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУбЛИК
ПАТЕНТУ
ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ЕДОМСТВО СССР
ОСПАТЕНТ СССР) 1) 4926742/04
2) 09.04.91
6) 30.08.93. Бюл. hb 32
1) Московский химико-технологический нститут им. Д.И. Менделеева
2) О.А. Боева, К.Н. Жаворонкова
3) Московский химико-технологический нститут им, Д.И. Менделеева
6) Singleton А.Н.. Lopin А, - Design of
araortho hydrogen catalitlc reactos.
dvances Cryog. Engng., Pergamen Press, 966, vol..11, М 4. р.617 — 690.
Авторское свидетельство СССР
253773, кл; B 01 37/03, 1968.
А Chem, Phys., 1983. ч.78, р. 4755-4762.
Боева О.А., Жаворонкова К.Н. Труды
ХТИ им. Д.И. Менделеева, 1984, т. 130, с.
09-119.
Изобретение относится к области хиии катализаторов для реакции орта-паранверсии водорода.
Целью изобретения является повы шеие активности катализатора и его прочнои, Поставленная цель достигается тем, что, гласно способу получения катализатора я низкотемпературной орто-параконвери водорода сплавляют диспрозий, медь и юминий в количестве, обеспечивающем соношение указанных компонентов в сплаве уСа1-5АИ-го с последующим выщелачиваниалюминия до получения сплава состава уСи1-5А1о,1-19,9 промывкой Водой и сушкОЙ олученного катализатора, Сплавы данных с ставов ранее известны не были.
Все исследованные сплавы на основе спрозия, меди и алюминия приготовляют (s1)s В 01 J 25/00, 23/10, С 01 В 3/16 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА
ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОРТО-ПАРАКОНВЕРСИИ ВОДОРОДА (57) Сущность изобретения: продукт-катализатор сплдВ состава DyCU1& А10,1-19,9 пол учают сплавлением меди, диспрозия и алюминия в количестве, обеспечивающем соотношение указанных компонентов согласно общей формуле ВуСж-s А14-2о с последующим выщелачиванием алюминия, промывкой и сушкой, Характеристика катализатора: повышенные активность и механическая прочность. 1 табл. методом злектродуговой плавки в атмосфере инертного газа.
Кусочки сплавов диаметром 0,5 — 1 мм подвергают выщелачиванию 40 g, раствором КОН как при комнатной температуре, так и при температуре кипения раствора
КОН.(110-120 С). Длительность выщелачивания, варьируют от нескольких минут до нескольких часов в зависимости от состава образца. В некоторых случаях выщелачивание проводят до полного прекращения выделения водорода из сплава. По завершении выщелачивания образцы тщательно промывают в токе Воды, ополаскивают дистиллированной водой, затем проводят сушку под
Вакуумом. Непосредственно перед испытанием катализатор прогревают при 450 С с откачкой диффузионным насосом в течение
0,5-1 ч. Полученные катализаторы обладают
1837960 достаточной механической прочностью и при воздействии давления не рассыпаются.
Пример 1. Рассчитанное количество диспрозия, меди и алюминия для получения сплава ОуСщА!щ подвергают электродуговой плавке в атмосфере аргона. Из 0,3 см этого катализатора эа 50 мин Hри темпера- туре 70-!000С в 40%-ном растворе КОН полностью прекращается выделение водорода, что свидетельствует об удалении из состава катализатора алюминия до соотношения компонентов в сплаве ОуСщАо,>.
Промытый водой и просушенный катализатор проявляет в реакции арто-параконверсии водорода при температурд 77К и 15 давлении 0,5 Тор в статических условиях удельную каталитическую активность, отнесенную на единицу поверхности 1,6 10 мо14 лекул/см c; отнесенную на единицу массы катализатора 2,4 10 молекул/r с; отне- 20 сенную на единицу объема катализатора
6,5 10 9 молекул/см с. При этом измерен.ная удельная поверхность катализатора составляет 15 м /н.
Полученная удельная каталитическая 25 активность, отнесенная на единицу массы, .превышает значение Куд. сплава ОуСио в
343 раза, а отнесенная на единицу объема катализатора, превышает значение Куд. сплава ОуСиб в 433 раза. 30
Il р и м е р 2. Сплавляют образец
ОуСщЛ!4.аналогично примеру 2. Выщелачивание проводят в 40, растворе КОН до полного окончания выделения водорода из сплава. При этом состав катализатора сле- 35 дующий ОуСи5А!о,1. Измеренная каталитическая активность полученного катализатора составляет 5,4 10 молекул/гх
> с, что превышает аналогичную величину для прототипа ОуСив в 77 раз и составляет 40
1,5 10 молекул/смз с, что превышает значение прототипа в 200 раз.
Примеры получения и исследования катализаторов других составов приведены в таблице, 45
Условные обозначения в таблице: и — степень выщелачивания Al из сплава;
Зуд, — удельная поверхность катализаторов; 50
Куд. — удельная каталитическая актив-ность, отнесенная на единицу массы катализатора;
У уд . — удельная каталитическая активность, отнесенная на единицу объема катализатора.
Состав сплава после выщелачивания Al определяют методом рентгеноэлектронной спектроскопии на приборе ADES-400.
Уменьшение содержания А! в исходном сплаве (менее 4) приводит к резкому снижению значения удельной поверхности катализатора, Очень большое содержание Al e исходном сплаве (более 20) приводит к резкому снижению механических свойств, что приводит к рассыпанию катализатора, а также к снижению значения удельной каталитической активности.
Уменьшение содержания Си в сплаве (менее 1) приводит также к снижению механической прочности катализатора, а также способствует процессу гидридообразования, что отрицательно сказывается на каталитических свойствах .
Увеличение содержания Си (более 5) в исходном сплаве приводит к снижению значения удельной каталитической активности катализатора.
Как видно иэ представленных данных, катализаторы, полученные заявленным способом, имеют значения каталитической активности лежащие в интервале 1,3 10
3,4 10"9 молекул/r с или 1,4 10 -6,3 10 молекул/см с, что превосходит по эффективности медно-диспрозиевый сплав DyCu6 на полтора, два и более порядков. Полученный катализатор при механическом воздействии не рассыпается, т. е. обладает сравнительно прочной структурой.
Формула изобретения Способ получения катализатора для низкотемпературной орто-параконверсии водорода, включающий сплавление меди и диспрозия, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью и механической прочностью, при сплавлении добавляют алюминий в количестве, обеспечивающем соотношение указанных компонентов в сплаве согласно общей формулы ОуСи1-зА!4-20 с последующим выщелачиванием алюминия до получения сплава состава DyCu1-sAlo,1-è,ÿ, промывкой и сушкой.
1837960
I(yg. молекул
Состав обраэца б молекул г смэ с
r c
РуСиА1 „ (n + 1-9) 25
19 2
46,2
3,6 10
45,2
120 1
120 2
120 4
120 8
120 16
120 30
1 уС А1го- (и 0,1-19) 2,3
2,3 5,0
5,9
7,0
7,7
1,3 -. 10
5,5 10
2,9 ° 10
9,6. 10
120 1,5
120 1,5
2,7
7,5
1,8 10
1,7 1О
16,5
1,4. 10
12,2
DyCu Al
ВуСи А1с, (n=0, 1-3, 9) 65
0,46
0,75
2 1
1,4 10
Dy Cu> A1
Э
1,3- IU
2,8 10
0уСи А1;
DyCuSAlО
22,3
DyCu A1 70 Условия выщелач. t, С, мин уС д А1 1 1 0 25 (0, 1-3; 9) 120 30 115 10 ЭуСи А11о- 25 30 (n=1 9) 70 10 25 50 70 13 25 50 100 20 110 . 60 120 2 120 8 120 16 120 30 120 60 110 75 До полного прекращения выделения водорода До полного прекращения выделения водорода 1,1:10 2,9 ° 10 3,3 10 1,3 ° 10 .1,6 10 3,3 ° 10 8,2 !0 9,7 10 1,3 . 10 гв 16 5,6 10 1,4 - 10 4.7 ° 10 4,6 10 7,! ° 10 " "7 10 4У 21,6 2,1 ° 10 1837960 2 3 20 30,5 100 30,6 100! 9,6 1,5 ° 10 6 3 ..109 ЭуСи А1 До полного выделения водорода 18,5 8, 8 ° 10Е 19,5 17,5 До полного выделенин водорода 20,7 1,6 ° 10 Составитель К,Жаворонкова Техред М,Моргентал - Корректор М.Андрушенко Редактор С.Кулакова Заказ 2883 . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ÇS, Раушскйя наб., 4/S Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ОуСи,,М ОуСи А1, 25 45 100 50 110 90 25 30 85 10 100 60 До полного прекращения выделения водорода Продолжение таблицы 4 9 ) 6 3,4 ° 10 2,5 10 1У 15 2 2,1. 10 32,4 2,4 10 1,3 10 1,3 ° 10
