Способ металлизации кремнезема

СОЮЗ СОВЕТСНИХОВЙВЛЮПЮЕСиИЖРЕСПУБЛИН 3(5 п С 01 В 33/,12. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПо ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ленинградский ордена Ленинаи ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университетим. А.А.Жданова(54)(57) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ КРЕМНЕЗЕМА, включающий его обработку парами хлорида металла с последующимвосстановлением водородом при повышенной температуре, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности металлизированногОкремнезема, перед обработкой кремневема парами хлорида металла егообрабатывают последовательно парамихлорида вольфрама,и воды и сушат,обработку парами хлорида металлаведут в токе водорода, а восстановление проводят при 400-600 С.1057419 частично переходит в нуль-валентноесостояние,П р и м е р. В проточный реакторпомещают 3 г силикагеля ШСК, который при.200 фС обрабатывают парамигексахлорида вольфрама, подаваемыми.из испарителя током сухого иочищенного от кислорода инертногогаза, Время обработки 2 ч. Далеепроводят удаление непрореагировавшего гексахлорида вольфрама в токеинертного газа при той же температу-ре в течение 2 ч. Затем обрабатывают полученный продукт парами воды(гидролиэ) 1 ч и сушат 1,5 ч в токеинертного газа при подъеме температуры от 200 до 2754 С.68 Гидролизованный и высушенный продукт подвергают обработке парамитреххлористого железа в токе сухогои очищенного от кислорода водорода,при 275 фС (при этой температуре па ры хлорида железа обладают хорошей Изобретение относится к технологии сорбентов, наполнителей и дру"гих активных твердых веществ, которые широко используются в химическойпромышленности в различных процессах сорбции, очистки газов, катализа.Известен способ металлизациикремнезема, включающий его обработку парами хлорида металла, обработку водой, сушку и восстановление ( 1 ,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ металлиэации кремнезема, включающийего обработку парами хлорида металла в токе сухого азота, восстановление водородом при 300-350 С иобработку парами сухого аммиака 2 (,К недостаткам известных способовотносится невысокая стабильностьчастиц нанесенного металла, Вследствие слабого взаимодействия междукремнеземом и металлическими частицами металлиэированного кремнеземаможет происходить спекание активнойкомпоненты на носителе, приводящеек уменьшению металлической поверхности на единицу веса образца,Цель изобретения - повышениестабильности.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу металлизации кремнезема, включающему егообработку парами хлорида металла споследующим восстановлением водородом при повышенной температуре, перед обработкой кремнезема парамихлорида металла его обрабатываютпоследовательно парами хлорида вольФрама и воды и сушат, обработку парами хлорида металла ведут в токеводорода, а восстановление проводят при 400-б 00 С .Сущность предлагаемого способасостоит в следующем,Перед металлизацией в газовойфазе (обработкой парами хлоридаметалла) на поверхность кремнеземананосят вольфрамоксидный слой, приводящий впоследствии к етабилизации частиц металла на поверхностикремнезема. Для нанесения вольфрамоксидного слоя кремнезем обрабатывают парами хлорида вольфрама, с поверхности кремнезема удаляют Физически сорбированный хлорид, гидролизуют парами воды и сушат в инертномгазе. Обработку вольфрамсодержащегокремнезема парами хлорида металла,удаление физически сорбированногохлорида и восетановление проводятв токе водорода при температуре ни"же температуры восстановления хлори"да металла водородом в газовой фазе.Весь процесс металлизации кремнеземаосуществляют в газовой фазе.В газовой фазе модифицирующий кремФ незем - элементооксидный слой - целесообразно наносить иэ хлорида вольфрама, пары которого наиболее плотно реагируют с ОН-группами кремнезема при относительно низкой .темпе 5 ратуре (200 С) . Ниэковалентные ионывольфрама наилучшим образом стабилизируют частицы таких практическиважных металлов, как железо, медь идругие,Обработка парами хлорида металлав токе водорода позволяет, интенсифицировать процесс металлиэацни, Еслипроводить обработку при температурениже температуры восстановления хло(5 рида металла в газовой фазе молекулярным водородом, то водород будетслужить инертным газом-носителем дляпаров хлорида металла, Вместе с темон может восстанавливать хлорид металла, вступивший в реакцию с ОНгруппами поверхности вольфрам содер-.жащего кремнезема. С другой сторсйы,избыток хлорида металла, не вступивший во взаимодействие с кремнеземом,будет удаляться в токе водорода. Приэтом в течение времени, необходимого для вступления всех ОН-групп поверхности в реакцию с хлоридом металла, происходит одновременно и уда,ление Физически сорбированйого хло ЗО рида и восстановление хлорида, хемосорбированного на поверхности вольфрамсодержащего кремнезема, т.е,частично совмещаются во времени тристадии обработки,35 Получение на поверхности кремнезема ниэковалентных ионов вольфрамасогласно предлагаемоМр способу Осуществляют изменением температурногорежима (400-600 ОС) обработки твердого продукта в водороде. При температурах ниже 400 С вольфрам не полно"стью переходит в низковалентное состояние, а при температурах выше б 00 С1057419 290 180 3 Прото едлагамый 29 290 Из таблицы видно, что металличес- Интенсификация процесса металкая поверхность по предполагаемому лиэации незначительно увеличиваетсяспособу находится на уровне способа- по сравнению со способом-прототипомпрототипа (290 м/г) и практически нЕсмотря на введение несколькихне изменяется при повышении темпера- дополнительных операций обработкитуры .восстановления до 600 С.,Метал- кремнезема (11 и 9 ч;, 9,5 и 8 ч прилический контакт, полученный по спо" : температурах восстановления 400собу-прототипу, не содержащий стаби-,40 и 600 ОС соответственно).лизирующего слоя низковалентных ионов вольфрама, менее стабилен: при Использование полученного металповышении температуры восстановления ,лизированного кремнезема в процесот 300 до 600 С металлическая поверх- сах химической технологии, проходяность снижается почти в 3 раза 45 щих при повышенных температурах,(290 м 2/г Ре и 100 м/г Сео соответ- . позволит увеличить проиэводительносственно),процессов. Составитель Т.БеренштейнА,Огар Техред С,Мигунова КорректорО.Тигор еда 499/25 Тираж 4 ВНИИПИ Государс по делам иэобр 113035, Москва, Зака ное Подпенного комитета СССений и открытий"35, Раушская наб.,4/5 илиал ППП1 Патентф, г.ужгород, ул,Проектная, 4 летучестью и твердый хлорид практически возгоняется в токе водорода,так как восстановление может происходить только при температурах выше 300 С), Затем подачу паров трех-.хлористого железа прекращают и образец 1 ч выдерживают при той же температуре в токе водорода до удале"ния избытка трвххлорнстого железа,Далее продукт в течение 1-2 ч выдерживают в водороде при температуресоответственно 600-400 фС до полногоперехода железа в нуль-валентное состояние и до получения закрепленных на поверхности. кремнезема ниэковалентных ионов вольфрама. Образец содержит 7,3 вес. Ъ Ге . Если полуЧенный пРодукт не используется сразу, то его обрабатывают 0,5 ч сухим аммиаком при комнатной температуре.Данные о величине металлической поверхности металлизированного кремнезема и о продолжительности про.цесса металлизации приведены в таблице.