[go: up one dir, main page]

RU2081820C1 - BINARY PHOSPHATES Ca10,5-1,5xFex(PO4)7 (0<x<1) AS MATERIALS FOR PURIFICATION OF GASEOUS MIXTURE AGAINST HYDROGEN - Google Patents

BINARY PHOSPHATES Ca10,5-1,5xFex(PO4)7 (0<x<1) AS MATERIALS FOR PURIFICATION OF GASEOUS MIXTURE AGAINST HYDROGEN Download PDF

Info

Publication number
RU2081820C1
RU2081820C1 RU95100507A RU95100507A RU2081820C1 RU 2081820 C1 RU2081820 C1 RU 2081820C1 RU 95100507 A RU95100507 A RU 95100507A RU 95100507 A RU95100507 A RU 95100507A RU 2081820 C1 RU2081820 C1 RU 2081820C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
purification
phosphates
5xfex
materials
Prior art date
Application number
RU95100507A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95100507A (en
Inventor
Б.И. Лазоряк
А.Н. Жданова
В.А. Морозов
Original Assignee
Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова filed Critical Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова
Priority to RU95100507A priority Critical patent/RU2081820C1/en
Publication of RU95100507A publication Critical patent/RU95100507A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2081820C1 publication Critical patent/RU2081820C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: production of phosphates. SUBSTANCE: desired binary phosphates having formula given in specification are prepared by solid phase synthesis. Said compounds have high efficiency at purification of gaseous mixtures against hydrogen at 600-1500 C. EFFECT: improved quality of desired compound. 2 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к неорганической химии, а именно, к новому производному витлокитоподобных фосфатов, которые могут быть использованы в качестве материалов для очистки газовых смесей от водорода, общей формулы:
Ca10.5-1.5xFex(PO4)7 •(O<x≅1) I.
The present invention relates to inorganic chemistry, namely, to a new derivative of vitlocite-like phosphates, which can be used as materials for the purification of gas mixtures from hydrogen, of the general formula:
Ca 10.5-1.5x Fe x (PO 4 ) 7 • (O <x≅1) I.

Задачей изобретения является создание нового материала, применяемого для очистки газовых смесей от водорода при более широком интервале температур, без изменения его структуры при неоднократном использовании, т.е. при возможной его регенерации. Предлагаемый материал двойной фосфат Ca10.5-1.5xFex(PO4)7, где (0<x≅1) I. Патентный поиск показал, что двойной фосфат I синтезирован впервые.The objective of the invention is the creation of a new material used for the purification of gas mixtures from hydrogen at a wider temperature range, without changing its structure with repeated use, i.e. with its possible regeneration. The proposed material is double phosphate Ca 10.5-1.5x Fe x (PO 4 ) 7 , where (0 <x≅1) I. Patent search showed that double phosphate I was synthesized for the first time.

Соединение I получено твердофазным синтезом по известному способу [1] Синтез соединения 1 проходит по следующей реакции, например, для x=1
3Ca3(PO4)2+FePO4= Ca9Fe(PO4)7.
Compound I was obtained by solid phase synthesis according to the known method [1]. The synthesis of compound 1 proceeds according to the following reaction, for example, for x = 1
3Ca 3 (PO 4 ) 2 + FePO 4 = Ca 9 Fe (PO 4 ) 7 .

Пример 1. В алундовый тигель помещали смесь 9,3 г (0,03 моль) Ca3(PO4)2 и 1,5 (0,01 моль) FePO4. Реакционную смесь отжигали в муфельной печи при 900-950oC в течение 48 часов. Состав образующегося материала контролировали при помощи рентгенофазного анализа. При этом в рентгенограмме обнаружены линии, характеризующие витлокитоподобную структуру. Индицирование линий рентгенограммы проведено в предположении тригональной сингонии. Параметры элементарной ячейки уточнены методом наименьших квадратов

Figure 00000001
, c= 37•10(2)
Figure 00000002
федоровская группа R3c. Выход продукта 96% Элементарный состав, вес.Example 1. A mixture of 9.3 g (0.03 mol) of Ca 3 (PO 4 ) 2 and 1.5 (0.01 mol) of FePO 4 was placed in an alundum crucible. The reaction mixture was annealed in a muffle furnace at 900-950 o C for 48 hours. The composition of the resulting material was controlled using x-ray phase analysis. At the same time, lines characterizing the vitlokit-like structure were found in the X-ray diffraction pattern. Indication of x-ray lines was carried out under the assumption of trigonal syngony. Unit cell parameters refined by least squares
Figure 00000001
, c = 37 • 10 (2)
Figure 00000002
Fedorov group R3c. Yield 96%. Elemental composition, weight.

Найдено,
CaO 46,68
Fe2O3 7,37
P2O5 45,95.
Found
CaO 46.68
Fe 2 O 3 7.37
P 2 O 5 45.95.

Известен двойной фосфат Cu0.5Zr 2(PO4)3 II, который может поглощать водород из газовых смесей [2] Недостатком этого соединения является его способность поглощать водород в узком температурном интервале (400-800oC).Known double phosphate Cu 0.5 Zr 2 (PO 4 ) 3 II, which can absorb hydrogen from gas mixtures [2] The disadvantage of this compound is its ability to absorb hydrogen in a narrow temperature range (400-800 o C).

Эффективность поглощения водорода соединением I определяли методом мессбауэровской спектроскопии и по количеству поглощенного водорода на специально созданной установке при температуре 600-1500oC и разных концентрациях водорода в газовой смеси (c1=3,33 об. H2, c2=6,67 об. H2, c3=10,0 об. H2). Активизируемая газовая смесь состояла из двух компонентов: аргон (азот) и водород, а также CO(CO2) и водород.The efficiency of hydrogen absorption by compound I was determined by Mössbauer spectroscopy and by the amount of hydrogen absorbed in a specially created installation at a temperature of 600-1500 o C and different concentrations of hydrogen in the gas mixture (c 1 = 3.33 vol. H 2 , c 2 = 6.67 vol. H 2 , c 3 = 10,0 vol. H 2 ). The activated gas mixture consisted of two components: argon (nitrogen) and hydrogen, as well as CO (CO 2 ) and hydrogen.

Пример 2. Приготовление образцов. Соединение 1, тщательно перетертое в агатовой ступке, помещали в кварцевую лодочку в виде порошка или предварительно спрессованной и отложенной при 900oC в течение 3 часов таблетки (ρ= 90-95% от теоретической).Example 2. Preparation of samples. Compound 1, thoroughly rubbed in an agate mortar, was placed in a quartz boat in the form of a powder or tablets that were pre-compressed and deposited at 900 ° C for 3 hours (ρ = 90-95% of theoretical).

Пример 3. Изучение условий поглощения водорода соединением I проводили на специально созданной установке, основной частью которой является кварцевый реактор; в него был помещен образец известной массы и монометр. Образец нагревали в токе аргона (азота) при определенной температуре в течение 30 мин. Затем в реактор вводили рассчитанное количество водорода в герметичной системе и при помощи манометра контролировали изменение объема в зависимости от температуры. Результаты кинетических исследований представлены в таблице 1. Example 3. The study of the conditions for the absorption of hydrogen by compound I was carried out on a specially designed installation, the main part of which is a quartz reactor; a sample of known mass and a monometer were placed in it. The sample was heated in a stream of argon (nitrogen) at a certain temperature for 30 minutes. Then, the calculated amount of hydrogen in the pressurized system was introduced into the reactor, and the change in volume depending on the temperature was monitored using a manometer. The results of kinetic studies are presented in table 1.

Как видно из таблицы 1, при переходе от начальной концентрации водорода (c1= 3,33 об.) к начальной концентрации (c3=10,0 об. H2), количество поглощенного водорода за 15 мин увеличилось в 2,8 раза. Кроме того, поглощение водорода, независимо от начальной концентрации, прекращалось после 12-минутной выдержки при данной температуре. В таблице 2 представлены экспериментальные данные по изменению объема поглощенного водорода при 800oC.As can be seen from table 1, in the transition from the initial concentration of hydrogen (c 1 = 3.33 vol.) To the initial concentration (c 3 = 10.0 vol. H 2 ), the amount of hydrogen absorbed in 15 minutes increased by 2.8 times . In addition, hydrogen uptake, regardless of the initial concentration, was stopped after 12 minutes at this temperature. Table 2 presents the experimental data on the change in the volume of absorbed hydrogen at 800 o C.

Как видно из таблицы 2 за 12 мин при начальной концентрации водорода c2= 6,67 об. H2 поглощено в 1,6 раза больше, чем при c1=3,33 об. H2. При этом необходимо отметить, что при 800oC поглощенного воздуха в 1,3-1,8 раза больше, чем при 600oC для соответствующих начальных концентрациях водорода. Причем, независимо от начальной концентрации водорода и температуры, равновесие между водородом, поглощенным образцом и оставшимся в газовой смеси, устанавливается в течение 12 мин эксперимента. Аналогичная закономерность соблюдается в интервале температур 900-1500oC.As can be seen from table 2 for 12 min at an initial concentration of hydrogen c 2 = 6.67 vol. H 2 absorbed 1.6 times more than with c 1 = 3.33 vol. H 2 . It should be noted that at 800 o C the absorbed air is 1.3-1.8 times more than at 600 o C for the corresponding initial hydrogen concentrations. Moreover, regardless of the initial hydrogen concentration and temperature, the equilibrium between the hydrogen absorbed by the sample and remaining in the gas mixture is established within 12 minutes of the experiment. A similar pattern is observed in the temperature range 900-1500 o C.

Пример 4. Изучение реакции восстановления Fe(III+) до Fe(II+) в исследуемом образце методом мессбауэровской спектроскопии. Восстановленный образец соединения I изучали методом мессбауэровской спектроскопии. Поскольку в результате восстановления соединения I образуется Ca9Fe 3+ 1-x Fe 2+ x Hx(PO4)7, то содержание водорода в восстановленном образце контролировали с помощью мессбауэровской спектроскопии по содержанию двухвалентного железа в образце. Установлено, что при концентрации водорода в газовой смеси, равной

Figure 00000003
≅100% в образце обнаружено 10%Fe3+ и 90%Fe2+. Таким образом, экспериментальные результаты, полученные при изменении объема поглощенного водорода, полностью совпадают с данными, рассчитанными при помощи мессбауэровской спектроскопии.Example 4. The study of the reaction of reduction of Fe (III +) to Fe (II +) in the test sample by Mössbauer spectroscopy. The recovered sample of compound I was studied by Mössbauer spectroscopy. Since, as a result of the reduction of compound I, Ca 9 Fe is formed 3+ 1-x Fe 2+ x H x (PO 4 ) 7 , then the hydrogen content in the reduced sample was monitored using Mössbauer spectroscopy by the content of ferrous iron in the sample. It was found that at a concentration of hydrogen in the gas mixture equal to
Figure 00000003
≅100% in the sample was found to be 10% Fe 3+ and 90% Fe 2+ . Thus, the experimental results obtained by changing the volume of absorbed hydrogen completely coincide with the data calculated using Mössbauer spectroscopy.

Получено новое соединение, которое проявляет высокую эффективность при очистке газовых смесей от водорода при температурах 600-1500oC без изменения структуры. При этом в газовой смеси, содержащей 100% водорода, остается 5-10% водорода, в зависимости от температуры: с увеличением температуры очистка газовой смеси проходит более полно.A new compound is obtained that exhibits high efficiency in the purification of gas mixtures from hydrogen at temperatures of 600-1500 o C without changing the structure. At the same time, in a gas mixture containing 100% hydrogen, 5-10% hydrogen remains, depending on the temperature: with increasing temperature, the gas mixture cleans up more fully.

Claims (1)

Двойной фосфат кальция общей формулы Ca<Mv>10,5- 1,5x<D>Fex(PO4)7, где 0 <x <$E=> 1 в качестве материала для очистки газовых смесей от водорода.Calcium double phosphate of the general formula Ca <Mv> 10.5-1.5x <D> Fe x (PO 4 ) 7 , where 0 <x <$ E => 1 as a material for cleaning gas mixtures from hydrogen.
RU95100507A 1995-01-12 1995-01-12 BINARY PHOSPHATES Ca10,5-1,5xFex(PO4)7 (0<x<1) AS MATERIALS FOR PURIFICATION OF GASEOUS MIXTURE AGAINST HYDROGEN RU2081820C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95100507A RU2081820C1 (en) 1995-01-12 1995-01-12 BINARY PHOSPHATES Ca10,5-1,5xFex(PO4)7 (0<x<1) AS MATERIALS FOR PURIFICATION OF GASEOUS MIXTURE AGAINST HYDROGEN

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95100507A RU2081820C1 (en) 1995-01-12 1995-01-12 BINARY PHOSPHATES Ca10,5-1,5xFex(PO4)7 (0<x<1) AS MATERIALS FOR PURIFICATION OF GASEOUS MIXTURE AGAINST HYDROGEN

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95100507A RU95100507A (en) 1996-10-27
RU2081820C1 true RU2081820C1 (en) 1997-06-20

Family

ID=20163967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95100507A RU2081820C1 (en) 1995-01-12 1995-01-12 BINARY PHOSPHATES Ca10,5-1,5xFex(PO4)7 (0<x<1) AS MATERIALS FOR PURIFICATION OF GASEOUS MIXTURE AGAINST HYDROGEN

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2081820C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2129983C1 (en) * 1998-04-16 1999-05-10 Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова DOUBLE PHOSPHATE Ca19Cu2(PO4)14$ AS MATERIAL FOR REMOVING GAS MIXTURES FROM HYDROGEN
RU2229436C2 (en) * 2001-07-04 2004-05-27 Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова METHOD OF PREPARING HIGH-TEMPERATURE PROTON-CONTAINING DOUBLE CALCIUM PHOSPHATES WITH IRON Ca9FeHx(PO4)7 AND COPPER Ca9FeHx(PO4)7
RU2607743C1 (en) * 2015-09-22 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) Method of producing cation-substituted tricalcium phosphate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Лазоряк Б.И. и др. Журнал неорганической химии. - 1989, т. 34, N 7, с. 1714 - 1721. 2. G. Le Polles, A. El Zazouli, R. Olacuaga, J.M. Dance, G. Le Flem, P. Hagenmuller, Mat. Ress. Bull. 1987, v. 22, р. 1171 - 1177. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2129983C1 (en) * 1998-04-16 1999-05-10 Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова DOUBLE PHOSPHATE Ca19Cu2(PO4)14$ AS MATERIAL FOR REMOVING GAS MIXTURES FROM HYDROGEN
RU2229436C2 (en) * 2001-07-04 2004-05-27 Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова METHOD OF PREPARING HIGH-TEMPERATURE PROTON-CONTAINING DOUBLE CALCIUM PHOSPHATES WITH IRON Ca9FeHx(PO4)7 AND COPPER Ca9FeHx(PO4)7
RU2607743C1 (en) * 2015-09-22 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) Method of producing cation-substituted tricalcium phosphate

Also Published As

Publication number Publication date
RU95100507A (en) 1996-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5891415A (en) Process for selective oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur
Oh et al. In situ electron microscopy studies of the inhibition of graphite oxidation by phosphorus
EP1042225A1 (en) Small-pored crystalline titanium molecular sieve zeolites and their use in gas separation processes
JP2010100521A (en) Single-phase carbonate-substituted hydroxyapatite composition
US4246244A (en) Process for scavenging hydrogen sulfide from hydrocarbon gases
Jeanjean et al. Influnce of pH on the sorption of cadmium ions on calcium hydroxyapatite
RU2081820C1 (en) BINARY PHOSPHATES Ca10,5-1,5xFex(PO4)7 (0&lt;x&lt;1) AS MATERIALS FOR PURIFICATION OF GASEOUS MIXTURE AGAINST HYDROGEN
US20040192537A1 (en) Process for the preparation of a molecular sieve adsorbent for the size/shape selective separation of air
WO1992011202A1 (en) Process for producing formed active coke for desulfurization and denitrification with high denitrification performance
US5944876A (en) Cd-exchanged zeolite rho compositions and compositions of zeolite rho encapsulated with hydrogen made therefrom
IE940864A1 (en) Process for the purification of non-enolisable esters
US4830999A (en) Zeolite containing entrapped anionic material
EP0902725B1 (en) Method of separating and selectively removing hydrogen contaminant from process streams
Dietrich-Buchecker et al. A trefoil knot coordinated to two lithium ions: synthesis and structure
RU2129983C1 (en) DOUBLE PHOSPHATE Ca19Cu2(PO4)14$ AS MATERIAL FOR REMOVING GAS MIXTURES FROM HYDROGEN
RU2161123C1 (en) Method of production of oxidized graphite
EP0380825A3 (en) Crystalline aluminophosphates and related compounds
Ma et al. Thermodynamics of Mn–Ca–j and Mn–C–j system
Brooker et al. Raman study of sulfate orientational dynamics in. alpha.-potassium alum and in the deuterated and oxygen-18 enriched forms
Adepoju et al. Relationship between probable dominant phosphate compound in soil and phosphorus availability to plants
SU1276674A1 (en) Method of dephosphorization of manganese-containing raw material
RU2836139C1 (en) METHOD OF PRODUCING HYDRATES OF DODECAHYDRO-CLOSO-DODECABORATES OF TRANSITION METALS OF COMPOSITION Zn[B12H12]∙12H2O AND Cd[B12H12]∙6H2O
SU1490869A1 (en) Method of producing diamond powders
RU2056341C1 (en) Pyrotechnic composition for oxygen production
Dombalov et al. Thermal stability and properties of new NPS-fertilisers