Катализатор для фторирования металлов и их окислов

.3 (088.8) 1 ЪеударственнмЯ кемнтет СССР ао аелам нзеВретеннй н втермтнЯОпубликовано 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(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ФТОРИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВИ ИХ ОКИСЛОВ Изобретение относится к области производст.ва катализаторов реакций фторирования, находящих применение, в частности, при получениифторидов редких металлов,Известно применение фторидов переходныхметаллов в качестве катализаторов реакциифторирования органических соединений - А 9 Е,АЯЕг. МпЕз, ЕеЕэ, СоЕг 111 инертных газов -СОЕ ЙЕ Р 1.Ближайшим решением поставленной задачи10является катализатор для фторирования редкихметаллов, их окислов и низших фторидов наоснове дифторида переходного металла СиЕг,СоЕг, ИЕг 131Недостатком известного катализатора является относительно низкая эффективность - скорость фторирования составляет (1,07-45,5)10 мин мг.Целью изобретения является повышение активности катализатора.ЗОУказанная цель достигается катализаторомна основе дифторида переходного металла, вкачестве которого катализатор содержит твердый раствор или спек двух дифторидов метал. лов, выбранных из группы, содержащей медь,кобальт, никель и марганец, при их соотношении ( - 4):(4-1).Катализатор по изобретению обладает высокой активностью - скорость фторирования составляет (27,1 в 1)10 минм г.Получение катализаторов.Пример 1. Катализатор на основе. дифторида меди и дифторида кобальта,Дифторид меди и дифторид кобальта получают соответственно из СиС 1 г 2 НгО и СоС 1 г 6 НгОнагреванием 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;1. Спекание проводят в токе аргона при 700 С в течение 8 ч.Подъем и снижение температуры осуществляютпостепенно в течение 2 ч. Полученный катализатор тщательно растирают в агатовой ступке.Удельную пОверхность катализатора (Я д),измеряют по адсорбции азота, методом БЭТ.(8 д О.1= 0,77 м /г; Зуд(4-ц 0,74 мг/г.,ри м е р 2. Катализатор на основе дифгорида никеля и дифторида кобальта.3 709162Дифторид никеля получают из йС 12 нагрева Фтор получают злектролигическим разложениемнием при 600 С в токе фтористого водорода Чтористого водорода в среде трифторида калияв течение 4 ч, Готовят смесь дифторида нике. и очищают в колонках с гранулированным фтоля и дифторида кобальта (приготовление см, ридом натрия. В опытах по каталитическомупример 1, с весовым соотношением компонен 5 фторированию весовое соотношение М/О,: каталитов 1:1. Спекание проводят как в примере 1 затор составляет 2;1, а весовое соотношение8 д = 0,50 м 2/г. Сг: катализатор 1;1.П р и м е р 3. Катализатор на основе дифто. Скорость реакции каталитического фторироварида никеля и дифторида марганца. ння рассчитывают по формулеДифторид марганца получают из МпСг нагре.10 аванием от 400 до 500 С в токе фтористого во. Г 8пМИН м9дорода в течение 2 ч. где ж - удельная скорость каталитической ре.Готовят смесь дифторида никеля и дифтори- акции фторнрования, 1 минм 2;да марганца с весовым соотношением компо- а - степень превращения;нентов 1:1. Спекание проводят, как в примере 15 т - время достижения степени превраще 1,8 д =0,35 м/г.ния а, мин;Пример 4. Катализатор на основе дифто - удельная поверхность катализатора,рида никеля и дифторида меди, м/г;Для приготовления катализатора используют . гп - масса катализатора. г.готовый твердый раствор никеля и меди. с ве. 0 Скорость реакций фторирования в присутстсовым соотношением компонентов 1:1, 1:4 и вии катализатора, содержащего в виде твердого4:1, Его тщательно измельчают, окисляют в пла- раствора или спека два дифторида переходныхмени кислородной горелки и нагревают от 400 металлов при их соотношении от 1;1 до 1:4до 500 С в токе элементарного фтора в тече- (4:1), значительно выше, чем скорость реакцииние 4 ч, 8 д 1.1=0,16 м /г; 8 уд(.41 -- 0,18 м /г, в присутствии индивидуальных дифторидов пе 258 уд(4. 1= 0,1 м /г,уд(4."1 Греходных металлов.Испытание каталитической активности, Более высокая скорость реакций фторироваЭксперименты по исследованию каталитичес- ния позволяет существенно интенсифицироватькой активности проводят гравиметрическим ме- процессы фторирования, снизить себестоимостьтодом с помощью вертикального обогреваемого продуктов фторирования, в частности, при про30реактора и торзионных весов ВТ.200, Вес навес. изводстве фторидов редких металлов, а такжеки составляет 60 мг, Температуру реактора в позволяет проводить реакции фторированиятечение опыта поддерживают постоянной при при более низких температурах, что обеспечива.фторированни ВОэ - 265 С, при фторировании ет снижение коррозии аппаратуры.хрома - 340 С. Фторирование проводят элео 35Полученные величины скорости реакции катаментарным фтором (при давлении около 1 атм). литического фторйрования приведены в таблице.С ци к алитического фторирования 3,6 2,2 265 265 265 265 265 йР 2 МпЕ 2 45, 162 134 125 33,Сц Р 2 - СоЕ 2 оР 2 - СОРг 1 Рг - С 9 Е 2 1 Р 2 - МОЕ 2 1 Е 2 - СпЕ 2 1;1, спек 4;1, спек 1;1, спек 1:1, спек1;1, на основе твердых растворов 1:4, на основе твердых 4,аство ров709162 Составитель Н. ПутоваРедактор 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 - 35, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5Формула изобретенияКатализатор для фторирования металлов иих окислов на основе дифторида переходногометалла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения активности катализатора, в качестве дифторида переходного металла он содер.жит твердьгй раствор или спек двух дифтори.дов металлов, выбранных из группы, содержа.щей медь, кобальт, никель и марганец, приих соотношении ( - 4):(4 - 1),Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 61. Кеппеду й. С Саду 6, Н. Реакция карбо.нилфторида с фтором в присутствии различных .фторидов как катализаторов. - Л ГпогпаСЬет 3, У 1, 1973, с. 41-54. 2. Оач 1 а 8. Н., ЮаЫаде Т. Е., Епнпетт Р. Н.Реакция ксенона и фтора с образованием фторидов ксенона, - У, СаТауиа, О, Ме 3, 1968,с, 266-271,3. Ягодин Г, А. и др, Каталитический синтезпентафторида хрома, Поступила в редакцию06.07.77 (прототип),