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 PDFInfo
- 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
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical class [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 title abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 9
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 abstract description 6
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004813 Moessbauer spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PWKWDCOTNGQLID-UHFFFAOYSA-N [N].[Ar] Chemical compound [N].[Ar] PWKWDCOTNGQLID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
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
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, c= 37•10(2) 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 , c = 37 • 10 (2) 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.
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
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)
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)
| 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 |
-
1995
- 1995-01-12 RU RU95100507A patent/RU2081820C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| 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)
| 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<x<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 |