Катализатор для фторирования металлов и их окислов
о n w:è е
ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ
Союз Советскик
Социалистические
Рес убник
<«>709162
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 15.12.77 (21) 2555181/23 04 с присоединением заявки .рй (23) Ilриоритет— (5()M. Кл.
В 01 1 27/!2
В 01 J 23/72
В 01 J 23/74
В 01 J 23/34
С 01 В 9/08 (53) "ЛК 66.0е7. .3 (088.8) 1ееулератеенный канает
СССР йе делам нзееретеннй н еткрытнй
Опубликовано 15.01.80. Бюллетень Эй 2
Дата опубликования описания 25.01.80 (72) Авторы изобретения
Г. А, Ягодин, Э. Г. Раков, В. И. Гончаров и С. В. Хаустов
Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д. И: Менделеева (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ФТОРИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И ИХ ОКИСЛОВ
Изобретение относится к области производства катализаторов реакций фторирования, находящих применение, в частности, при получении фторидов редких металлов.
Известно применение фторидов переходных
5 металлов в качестве катализаторов реакции фторирования органических соединений — AgF, AgF2, MnF3, FeF3, CoF (1)> инертных газов—
CoFq, NiF (2J.
Ближайшим решением поставленной задачи
10 является катализатор для фторирования редких металлов, их окислов и низших фторидов на основе дифторида переходного металла CuFq, CoFq, NIFF (31.
Недостатком известного катализатора является относительно низкая эффективность — скорость фторирования составляет (1,07 — 45,5).
° 10 мин м 2.
Целью изобретения является повышение активности катализатора.
Указанная цель достигается катализатором на основе дифторида переходного металла, в качестве которого катализатор содержит твердый раствор или спек двух днфторидов металлов, выбранных из группы, содержащей медь, кобальт, никель и марганец, при их соотношении (1-4): (4-1)
Катализатор по изобретению облапает высокой активностью — скорость фторирования составляет (27,1 — 162) ° 10 мин м 2.
Получение катализаторов.
Пример 1. Катализатор на основе. дифторида меди и дифторида кобальта, Дифторид меди и дифторид кобальта получают соответственно из CuCI 2Н О и CoCI> 6Н20 нагреванием от 400 до 500 С в токе фтооистого водорода в течение 3 ч. Из полученных дифторидов готовят смесь с весовым соотношением компонентов 1:1 и 4:I. Спекание проводят в токе аргона при 700 С в течение 8 ч.
Подъем и снижение температуры осуществляют постепенно в течение 2 ч. Полученный катализатор тщательно растирают в агатовой ступке.
Удельную пОверхность катализатора (Я д). измеряют по адсорбции азота, методом БЭТ. . (д и:1) = 0,77 м /г; дауд(4 1) — 0,74 м /г., 4 ри м е р 2. Катализатор на основе дифгорида никеля и дифторида кобальта.
3 709162 4
Дифторид никеля получают иэ NiCI2 нагрева- Фтор получают электролитическим разложением нием при 600 С в токе фтористого водорода Ч торнстого водорода в среде трифторида калия в течение 4 ч. Готовят смесь дифторида нике- и очищают в колонках с гранулированным фтоля и дифторида кобальта (приготовление см. ридом натрия. В опытах по каталитическому пример 1, с весовым соотношением компонен- g фторированию весовое соотношение WQ3 . каталитов 1:1. Спекание проводят как в примере 1 затор составляет 2:1, а весовое соотношение
8д =0,50м/r. Cf: катализатор 1:1.
Пример 3. Катализатор на основе дифто- Скорость реакции каталитического фторироварида никеля и дифторида марганца. ння рассчитывают по формуле
Дифторид марганца получают из МпС4 нагре-10 < -1 -а) ванием от 400 до 500 С в токе фтористого во- C ° S ° m рин
9 дорода в течение 2 ч. где о2 — удельная скорость каталитической реГотовят смесь дифторида никеля и днфтори- акции фторирования, (мин м 2); да марганца с весовым соотношением компо- а — степень превращения; нентов 1:1. Спекание щ2оводят, как в примере 12 т — время достижения степени превраще1,8д =0,35 м/r. ния а, мин;
П ример 4. Катализатор на основе дифто- 8уд — удельная поверхность катализатора, рида никеля и дифторида меди, м2/г;
Для приготовления катализатора используют . m — масса катализатора. r. готовый твердый раствор никеля и меди с se- 20 Скорость реакций фторирования в присутстсовым соотношением компонентов 1:1, t:4 и вии катализатора, содержащего в виде твердого
4:). его тщательно измельчают, окисляют в пла- паствора или спека два дифторида переходных мени кислородной горелки и нагревают от 400 металлов при их соотношении от 1:1 до 1:4 до 500 С в токе элементарного фтора в тече- (4:1), значительно выше, чем скорость реакции
ыие 4 ч, 8 + <. 1=0,16 м /г; SY (.41 — — 0,18м /r, в присутствии индивидуальных дифторидов пе25
8-- --4. = 0,1 м /г.
Уд(4" 1) реходных металлов.
Испытание каталитической активности. Более высокая скорость реакций фторироваЭксперименты по исследованию каталнтичес- ния позволяет существенно интенсифицировать кой активности проводят гравиметрическим ме- процессы фторирования, снизить себестоимость тодом с помощью вертикального обогреваемого продуктов фторирования, в частности, при про.
30 реактора и торзионных весов ВТ-200. Вес навес- изводстве фторидов редких металлов, а также ки составляет 60 мг. Температуру реактора в позволяет проводить реакции фторирования течение опыта поддерживают постоянной при при более низких температурах, что обеспечивафторированни NO> — 265 С, при фторировании ет снижение коррозии аппаратуры. хрома — 340 С. Фторирование проводят злео 35
Полученные величины скорости реакции катаментарным фтором (при давлении около 1 атм). литического фторйрования приведены в таблице.
С ф ирования
265
57.9
265
46,8
N F2=CuF2
47,6
1,14
4,0
27,1 раствор
Си F2
C0F2
CUF2 C0F2 1:1, спек
340
NiF2
MnF2
Сонг
Сц Рг — COF2
CUF2 — COF2
1 1 г — С9 2
NiF2 M@F2
1Ч!Е2 — CuF2
NiF2 — CuF2
1:1, спек
4:1, спек
1:1, спек
1:1, спек
1:1, на основе твердых растворов
1:4, на основе твердых
4, аство ров
:1, на основе твердых ов
265
3,64
2,22
45,5
162
134
33,5
709162
Составитель Н. Путова
Редактор Т. Девятко Техред М. Келемеш Корректор Н. Задерновская
Заказ 8638/8 Тираж 809 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изобретения
Катализатор для фторирования металлов и их окислов на основе дифторида переходного металла, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, в качестве дифторида переходного металла он содержит твердьгй раствор или спек двух дифторидов металлов, выбранных из группы, содержащей медь, кобальт, никель и марганец, при их соотношении (1 — 4):(4 — 1).
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Kennedy й. С., Саду G. Н. Реакция карбонилфторида с фтором в присутствии различных фторидов как катализаторов. — Л Flnorlne
Chem., 3, У 1, 1973, с. 41 — 54.
2. Davis 8. Н., Wishlade 3 . L., Emmett Р. H..
Реакция ксенона и фтора с образованием фторидов ксенона. — 3 . Catalysis, !О, 04 3, 1968, с, 266-271.
3. Ягодин Г. А. и др. Каталитический синтез пентафторида хрома. Поступила в редакцию
06.07.77 (прототип) .
