[go: up one dir, main page]

RU2464094C1 - Способ получения катализатора для изотопного обмена протия - дейтерия - Google Patents

Способ получения катализатора для изотопного обмена протия - дейтерия Download PDF

Info

Publication number
RU2464094C1
RU2464094C1 RU2011129240/04A RU2011129240A RU2464094C1 RU 2464094 C1 RU2464094 C1 RU 2464094C1 RU 2011129240/04 A RU2011129240/04 A RU 2011129240/04A RU 2011129240 A RU2011129240 A RU 2011129240A RU 2464094 C1 RU2464094 C1 RU 2464094C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
catalyst
protium
metal salt
amount
Prior art date
Application number
RU2011129240/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Юрьевич Антонов (RU)
Алексей Юрьевич Антонов
Михаил Олегович Сергеев (RU)
Михаил Олегович Сергеев
Михаил Андреевич Кузнецов (RU)
Михаил Андреевич Кузнецов
Александра Анатольевна Ревина (RU)
Александра Анатольевна Ревина
Ольга Анатольевна Боева (RU)
Ольга Анатольевна Боева
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
Priority to RU2011129240/04A priority Critical patent/RU2464094C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2464094C1 publication Critical patent/RU2464094C1/ru

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия. Описан способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия, включающий получение наночастиц металла при восстановлении ионов металла под воздействием γ-излучения 60Со в обратномицеллярном растворе, состоящем из раствора соли металла, ПАВ, представляющего собой бис(2-этилгексил)сульфосукцинат натрия, и неполярного растворителя, изооктана, с последующим нанесением на носитель, причем в качестве носителя используют SiO2, а в качестве соли металла используют RhCl3 или RuОНСl3 и готовят обратномицеллярные растворы родия или рутения при отношениях мольных количеств водного раствора соли металла к мольному количеству ПАВ в диапазоне от 1:1 до 10:1, затем добавляют водно-спиртовой раствор в количестве 5-50 мас.% и аммиачный раствор в количестве 10-30 мас.% с последующей ультразвуковой обработкой, деаэрацией и воздействием γ-излучения 60Со с дозой от 1 до 40 кГр. Технический результат - получен катализатор для изотопного обмена протия-дейтерия, обладающий высокой каталитической активностью. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 пр.

Description

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, в частности к способу получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия.
Известен способ получения катализатора путем ионного обмена, при котором носитель из огнеупорного оксида, содержащего катион водорода обрабатывают раствором, содержащим катионы металлов. Непосредственно после обработки оксид промывают водой для отделения химически несвязанных металлических катионов. Далее оксид сушат, при этом часть металлических катионов восстанавливается при нагревании огнеупорного оксида до элементарного металла путем отделения от связанной воды, которая ассоциирована с металлическими катионами (Пат. Германии №1542012 кл. B01Y 37/30 от 21.10.76 г.). Этот катализатор используется только для ионного обмена.
Известен способ получения катализатора для изотопного обмена между водой и водородом, где катализатор включает гидрофобную пористую матрицу с диспергированной в ней платиной и, по крайней мере, другой металл, выбранный из группы хрома или титана (пат. ЕР №1486457, кл. B01D 59/00, B01Y 37/00-37/02 от 06.06.2003 г.). Однако этот катализатор используется только для изотопного обмена между водой и водородом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения катализатора Ptмиц/Al2O3 для изотопного обмена протия и дейтерия и о-п конверсии протия. Наночастицы Pt образуются при радиационно-химическом восстановлении ионов платины в обратномицелярных системах Н2[PtCl6]/H2O/ацетон/бис(2 этилгексил)сульфосукцинат натрия/изооктан. Наночастицы получены из трех различных исходных обратномицелярных растворов, отличающихся значениями коэффициента солюбилизации ω=1,5, 3 и 5 («Перспективные материалы» стр.288-293 2010 г.).
Однако катализатор обладает невысокой каталитической активностью.
Техническим результатом изобретения является получение катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия, обладающего высокой каталитической активностью и предназначенного для работы в интервале температур 77÷400 К.
Этот технический результат достигается получением катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия, включающего получение наночастиц металла при восстановлении ионов металла под воздействием γ-излучения 60Со в обратномицеллярном растворе, состоящем из раствора соли металла, ПАВ, представляющего собой бис(2-этилгексил)сульфосукцинат натрия, и неполярного растворителя, изооктана, с последующим нанесением на носитель, причем в качестве носителя используют SiO2, а в качестве соли металла используют RhCl3 или RuOHCl3 и готовят обратномицеллярные растворы родия или рутения при отношениях мольных количеств водного раствора соли металла к мольному количеству ПАВ в диапазоне от 1:1 до 10:1, затем добавляют водно-спиртовый раствор в количестве 5-50 мас.% и аммиачный раствор в количестве 10-30 мас.% с последующей ультразвуковой обработкой, деаэрацией и воздействием γ-излучения 60Со с дозой от 1 до 40 кГр.
В качестве спирта в водно-спиртовом растворе используют изопропанол.
Пример №1
Готовился обратномицеллярный раствор соли родия RhCl3 при отношении мольных количеств водного раствора соли металла к мольному количеству бис(2-этилгексил)сульфосукцината натрия 1:1. Затем добавляют водно-спиртовый раствор в количестве 3,4·10-3 г (5 мас.%) и аммиачный раствор в количестве 2,0·10-2 г (30 мас.%) с последующей ультразвуковой обработкой, деаэрацией и воздействием γ-излучения 60Со до достижения дозы 1 кГр.
Взвешен 1 г носителя SiO2 и помещен в 10 мл полученного обратномицеллярного раствора.
По убыли интенсивности пиков, соответствующих наночастицам родия в растворе с погруженным в него носителем SiO2, судили о факте адсорбции наночастиц родия. Факт образования наноструктурированных частиц родия фиксировался по наличию характерных пиков в спектрах оптического поглощения, а также при помощи атомно-силовой микроскопии. Образцы носителя с высаженными наночастицами родия извлекались из обратномицеллярного раствора и в течение суток сушились на воздухе. Высушенные образцы промывались последовательно изооктаном (однократно), водно-спиртовым раствором (однократно) и дистиллированной водой (трехкратно). Приготовленные образцы катализаторов с высаженными наночастицами родия подвергались прогреву в вакууме до 550 К в течение четырех часов. При давлении 0,5 Торр и температуре 77 К каталитическая активность катализатора Rh/SiO2 по отношению к реакции изотопного обмена водорода составила 3,90·1014 молекул/(см2·с), что в ~2 раза превышает активность катализатора Рtмиц/Al2O3, выбранного в качестве прототипа. Данные по активности данного образца катализатора Rh/SiO2, приготовленного по примеру 1, в интервале температур 77÷400 К представлены в таблице 1.
Пример №2
Готовился обратномицеллярный раствор соли родия RhCl3 при отношении мольных количеств водного раствора соли металла к мольному количеству бис(2-этилгексил)сульфосукцината натрия 10:1. Затем добавляют водно-спиртовый раствор в количестве 3,4·10-2 г (50 мас.%) и аммиачный раствор в количестве 6,8·10-3 г (10 мас.%) с последующей ультразвуковой обработкой, деаэрацией и воздействием γ-излучения 60Со до достижения дозы 40 кГр.
Взвешен 1 г носителя SiO2 и помещен в 10 мл полученного обратномицеллярного раствора.
По убыли интенсивности пиков, соответствующих наночастицам родия в растворе с погруженным в него носителем SiO2, судили о факте адсорбции наночастиц родия. Факт образования наноструктурированных частиц родия фиксировался по наличию характерных пиков в спектрах оптического поглощения, а также при помощи атомно-силовой микроскопии. Образцы носителя с высаженными наночастицами родия извлекались из обратномицеллярного раствора и в течение суток сушились на воздухе. Высушенные образцы промывались последовательно изооктаном (однократно), водно-спиртовым раствором (однократно) и дистиллированной водой (трехкратно). Приготовленные образцы катализаторов с высаженными наночастицами родия подвергались прогреву в вакууме до 550 К в течение четырех часов. При давлении 0,5 Торр и температуре 77 К каталитическая активность катализатора Rh/SiO2 по отношению к реакции изотопного обмена водорода составила 4,10·1014 молекул/(см2·с), что в ~2 раза превышает активность катализатора Рtмиц/Al2O3, выбранного в качестве прототипа.
Данные по активности данного образца катализатора Rh/SiO2, приготовленного по примеру 2, в интервале температур 77÷400 К представлены в таблице 2.
Пример №3
Готовился обратномицеллярный раствор соли рутения RuOHCl3 при отношении мольных количеств водного раствора соли металла к мольному количеству бис(2-этилгексил)сульфосукцината натрия 1:1. Затем добавляют водно-спиртовый раствор в количестве 3,4·10-3 г (5 мас.%) и аммиачный раствор в количестве 2,0·10-2 г (30 мас.%) с последующей ультразвуковой обработкой, деаэрацией и воздействием γ-излучения 60Со до достижения дозы 1 кГр.
Взвешен 1 г носителя SiO2 и помещен в 10 мл полученного обратномицеллярного раствора.
По убыли интенсивности пиков, соответствующих наночастицам рутения в растворе с погруженным в него носителем SiO2, судили о факте адсорбции наночастиц родия. Факт образования наноструктурированных частиц родия фиксировался по наличию характерных пиков в спектрах оптического поглощения, а также при помощи атомно-силовой микроскопии. Образцы носителя с нанесенными наночастицами родия извлекались из обратномицеллярного раствора и в течение суток сушились на воздухе. Высушенные образцы промывались последовательно изооктаном (однократно), водно-спиртовым раствором (однократно) и дистиллированной водой (трехкратно). Приготовленные образцы катализаторов с высаженными наночастицами родия подвергались прогреву в вакууме до 550 К в течение четырех часов. При давлении 0,5 Торр и температуре 77 К каталитическая активность катализатора Ru/SiO2 по отношению к реакции изотопного обмена водорода составила 4,6·1014 молекул/(см2·с), что в ~2 раза превышает активность катализатора Ptмиц/Al2O3, выбранного в качестве прототипа.
Данные по активности данного образца катализатора Ru/SiO2, приготовленного по примеру 3, в интервале температур 77-400 К представлены в таблице 3.
Пример №4
Готовился обратномицеллярный раствор соли рутения RuОНСl3 при отношении мольных количеств водного раствора соли металла к мольному количеству бис(2-этилгексил)сульфосукцината натрия 10:1. Затем добавляют водно-спиртовый раствор в количестве 3,4·10-2 г (50 мас.%) и аммиачный раствор в количестве 6,8·10-3 г (10 мас.%) с последующей ультразвуковой обработкой, деаэрацией и воздействием γ-излучения 60Со до достижения дозы 40 кГр.
Взвешен 1 г носителя SiO2 и помещен в 10 мл полученного обратномицеллярного раствора.
По убыли интенсивности пиков, соответствующих наночастицам рутения в растворе с погруженным в него носителем SiO2, судили о факте адсорбции наночастиц родия. Факт образования наноструктурированных частиц родия фиксировался по наличию характерных пиков в спектрах оптического поглощения, а также при помощи атомно-силовой микроскопии. Образцы носителя с нанесенными наночастицами родия извлекались из обратномицеллярного раствора и в течение суток сушились на воздухе. Высушенные образцы промывались последовательно изооктаном (однократно), водно-спиртовым раствором (однократно) и дистиллированной водой (трехкратно). Приготовленные образцы катализаторов с высаженными наночастицами родия подвергались прогреву в вакууме до 550 К в течение четырех часов. При давлении 0,5 Торр и температуре 77 К каталитическая активность катализатора Ru/SiO2 по отношению к реакции изотопного обмена водорода составила 4,42·1014 молекул/(см2·с), что в ~2 раза превышает активность катализатора Рtмиц/Al2O3, выбранного в качестве прототипа.
Результаты измерений удельной каталитической активности образца катализатора Ru/SiO2, приготовленного по примеру 4, в интервале температур 77-400 К представлены в таблице 4.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Представленные данные показывают отсутствие значимых различий в величинах каталитической активности при отношении мольного количества водно-спиртового раствора соли родия или рутения с добавлением аммиака к мольному количеству ПАВ в диапазоне от 1:1 до 10:1 и поглощенной дозе облучения 1÷40 кГр.

Claims (2)

1. Способ получения катализатора для изотопного обмена протия - дейтерия, включающий получение наночастиц металла при восстановлении ионов металла под воздействием γ-излучения 60Со в обратномицеллярном растворе, состоящем из раствора соли металла, ПАВ, представляющего собой бис(2-этилгексил)сульфосукцинат натрия, и неполярного растворителя, изооктана, с последующим нанесением на носитель, отличающийся тем, что в качестве носителя используют SiO2, а в качестве соли металла используют RhСl3 или RuОНСl3 и готовят обратномицеллярные растворы родия или рутения при отношениях мольных количеств водного раствора соли металла к мольному количеству ПАВ в диапазоне от 1:1 до 10:1, затем добавляют водно-спиртовой раствор в количестве 5-50 мас.% и аммиачный раствор в количестве 10-30 мас.% с последующей ультразвуковой обработкой, деаэрацией и воздействием γ-излучения 60Со с дозой от 1 до 40 кГр.
2. Способ получения катализатора для изотопного обмена протия - дейтерия по п.1, отличающийся тем, что в качестве спирта в водно-спиртовом растворе используется изопропанол.
RU2011129240/04A 2011-07-14 2011-07-14 Способ получения катализатора для изотопного обмена протия - дейтерия RU2464094C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129240/04A RU2464094C1 (ru) 2011-07-14 2011-07-14 Способ получения катализатора для изотопного обмена протия - дейтерия

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129240/04A RU2464094C1 (ru) 2011-07-14 2011-07-14 Способ получения катализатора для изотопного обмена протия - дейтерия

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2464094C1 true RU2464094C1 (ru) 2012-10-20

Family

ID=47145334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011129240/04A RU2464094C1 (ru) 2011-07-14 2011-07-14 Способ получения катализатора для изотопного обмена протия - дейтерия

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2464094C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4025560A (en) * 1971-07-29 1977-05-24 Atomic Energy Of Canada Limited Process for the exchange of hydrogen isotopes between streams of gaseous hydrogen and liquid water
EP0141596A1 (en) * 1983-10-24 1985-05-15 Atomic Energy of Canada Limited L'Energie Atomique du Canada Limitée Platinum catalyst supported on hydrophobic,cristalline silica and coated with a water-repellant,gas-permeable polymer.
RU2307708C1 (ru) * 2006-01-31 2007-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" Способ приготовления платинового гидрофобного катализатора изотопного обмена водорода с водой

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4025560A (en) * 1971-07-29 1977-05-24 Atomic Energy Of Canada Limited Process for the exchange of hydrogen isotopes between streams of gaseous hydrogen and liquid water
EP0141596A1 (en) * 1983-10-24 1985-05-15 Atomic Energy of Canada Limited L'Energie Atomique du Canada Limitée Platinum catalyst supported on hydrophobic,cristalline silica and coated with a water-repellant,gas-permeable polymer.
RU2307708C1 (ru) * 2006-01-31 2007-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" Способ приготовления платинового гидрофобного катализатора изотопного обмена водорода с водой

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Перспективные материалы. Спец. выпуск (8). Наночастицы платины в качестве катализатора изотопного обмена в молекулярном водороде. Боева О.А.и др., с.288-293, февраль 2010. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Choudary et al. Benzylation of aromatic compounds with different crystallites of MgO
Xu et al. Pt@ UiO-66 heterostructures for highly selective detection of hydrogen peroxide with an extended linear range
Cure et al. High stability of ultra-small and isolated gold nanoparticles in metal–organic framework materials
US20180161760A1 (en) Porous carbon material composites and their production process, adsorbents, cosmetics, purification agents, and composite photocatalyst materials
Marquardt et al. Hybrid materials of platinum nanoparticles and thiol-functionalized graphene derivatives
Çalımlı Magnetic nanocomposite cobalt-multiwalled carbon nanotube and adsorption kinetics of methylene blue using an ultrasonic batch
Mishra et al. Polydopamine mediated in situ synthesis of highly dispersed Gold nanoparticles for continuous flow catalysis and environmental remediation
EP3192078A1 (fr) Procede de preparation d'un materiau solide nanocomposite a base d'hexa- et octacyanometallates de metaux alcalins
Ji et al. Increasing the peroxidase-like activity of the MIL-100 (Fe) nanozyme by encapsulating Keggin-type 12-phosphomolybdate and covering three-dimensional graphene
Varga et al. Isomorphic Insertion of Ce (III)/Ce (IV) Centers into Layered Double Hydroxide as a Heterogeneous Multifunctional Catalyst for Efficient Meerwein–Ponndorf–Verley Reduction
RU2243033C1 (ru) Способ приготовления катализатора на основе диоксида титана (варианты)
RU2464094C1 (ru) Способ получения катализатора для изотопного обмена протия - дейтерия
RU2464096C1 (ru) Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия
DE102005010320B4 (de) Oberflächenmodifizierte Zinkoxidpartikel
RU2461425C1 (ru) Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия
Kecht et al. Colloidal zeolites as host matrix for copper nanoclusters
RU2464091C1 (ru) Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия
RU2481155C2 (ru) Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия
Tamizhdurai et al. Highly sensitive detection of environmental pollutant cadmium with ultrasonic irradiated Pt-supported ZSM-5 modified electrode
RU2481891C2 (ru) Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия
Yanagida et al. Adsorption and photocatalytic decomposition of gaseous 2-propanol using TiO2-coated porous glass fiber cloth
RU2464095C1 (ru) Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия
RU2464092C1 (ru) Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия
RU2464090C1 (ru) Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия
RU2477175C1 (ru) Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150715