Способ приготовления катализаторафторирования редких металлов илиих соединений

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз СоветскмкСоциалистическихРеспублик оц 829166(22) Заявлено 030879 (21) 2805126/23-04с присоединением заявки Ио(51)М, КлзВ 01 1 37/26 В 01 1 27/12 С 01 В 9/08 ГосударствеиныЯ комитет СССР во делам изобретений и открытнЯДата опубликования описания 15,0581 Г,А.Ягодин, Э.Г.Раков, В,И.Гончаров, А.Д.БуХарин, В.В.Остропиков и В.В.Долгов,54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛ ОРИРОВАНИЯ РЕДКИХ МЕ ИЯ КАТАЛИЗАТОРАЛОВ ИЛИ ИХ СОЕДИНЕНИИ 0 5 об приготовлерования, сопрокаливанияуглем или споль дород Изобретение относится к производству катализаторов фториравания,которые могут найти применение при получении фторидов редких металлов,инвертных газов и фторпроизводныхорганических соединений. Способ можетбыть использован в производстве твердых источников така для получениянегигроскопичного дифторида никеля -компонента литий-никелевых фторндных батарей.Известен способ приготовлениякатализатора фторирования из А 1 Г 9путем растворения А 1 Г в водном растворе НГ, упаривания раствора и вы сушивания осадка 113.Известен также спасния катализатора фторидержащего СгОР, путемСгс ЗН О, смешанного с510 д Я,Однако А 1 Г и СгОГ не являютсяэффективными при фторировании редкихметаллов и их соединений, инертныхгазов и органических соединений.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ приготовления дифторида никеля, являющегося лучшим катализатором процессов фторирования.Способ заключается в том, что аморфный основной карбонат никеля обрабатывают газообразным фтористым водородом при 150-300 С Г 31Однако гигроскопичность дифторида никеля, полученного по данному способу, достаточно высока и состав 1 ляет 192 мг Н О на 1 г М 1 Г за сутки при парциальном давлении паров воды 12,6 мм рт.ст. и тем.ературе 20 С.о Поглощение атмосферной влаги приводит к потере каталитических свойств.Цель изобретения - снижение гигроскопичности катализатораНаставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления катализатора, заключающемуся в том, что аморфный основной карбонат никеля фторируют при 150-300 С, катализатор дополнительно подвергают термической обработке в атмосферео инертного газа при 300-500 С.Предлагаемый катализатор готовят в никелевой лодочке, помещенной в горизонтальный никелевый реактор диаметром 40 и длиной 400 мм. В ка-. честве фторирующего реагента и зуют газообразный фтористый воили элементарный фтор.П р и м е р 1. 5 г аморфного ос-, новного карбоната никеля Фторируют.829166 газообразным фтористым водородом, при 200 С в течение 1 ч, затем в том, же реакторе полученный катализатор выдерживают в токе инертного газа азота при расходе 1 л М /мин. Условия обработки изотермические. Температуры для различных образцов 200, 300, 400, 500, 600 и 700 С.П р и м е р 2. 1 г аморфного основного карбоната никеля фторируют элементарным фтором при 150 С в течение 1 ч. Термическую обработку в токе инертного газа проводят аналогично примерУ 1.Исследование поглощения влаги катализаторами выполняют периодическим взвешиванием образцов катализа тора массой 0,2 г в гигроскопических условиях при парциальном давлении паров воды 12,6 мм рт.ст, и 20 С. Такие условия создают в эксикаторе с 32-ной серной кислотой(7=1,24 г/мл)20 Они примерно соответствуют влажности 70.Испытания каталитической активности выполняют гравиметрическим меОтносительная каталитическая активность при фторировании веществ Условия синтеза катализатораСкоростьпоглощенияатмосферной влаги,мг НО/гй Е. сут Фторирующий реагент йр в 0 Е 4 00 Ыо Сг 3,7 НЕ 200 52 8,4 11,4 10,5 300 18 8,2 3,6 11,2 10,3 400 6,1 2,9 8,2 7,4 3,6 4,2 500 1,7 4,4 600 2,4 1,3 3,8 3,6 3,.2 700 1,7 2,9 Не обработанныйв М 192 2,0 1,5 4,2 4,0 9,5 3,2 10,8 10,7 300 28 9,4 3,8 12,2 11,4 400 6,7 2,5 9,3 8,2 500 4,8 2,0 8,7 5,7 Е 200 60 тодом при 255"С и давлении фтора 1 атм на примере Фторирования 903, ОО Г и ОЕ 4 Содержание катаЛизатора в исходной смеси с Фторируемом веществом 1 масс.Ъ. Критерием эффективности катализатора служит величина отношения скорости каталитического Фторирования веществ к скорости фторирьвания их без катализатора.Условия синтеза катализаторов и данные по их гигроскопичности и активности приведены в таблице.Как видно из таблицы, катализатор, подвергнутый термической обработке в атмосфере инертного газа, не поглощает атмосферную влагу или поглощает ее значительно медленнее.Катализатор, подвернутый термической обработке в атмосфере инертного газа при 300 С, поглощает атомосферную влагу в десять раз медленнее, чем необработанный катализатор. Активность катализатора, обработанного при 300 С, несколько выше,чем у необработанного.829166 Продолжение таблицы Условия синтезакатализатора Скоростьпоглощенияатмосферной влаги,мг Н,О/гИ Г,сут Оносительная каталитическая активность при фторировании веществ. Фторирующий реагент 1 Г,. в И", "С 03 Сг 00 Г 2,9 600 2,9 1,5 4,9 2,2 700 3,9 1,2 1,8 Не обработанный 280 в й 2,3 3,1 7,8 5,6 Составитель Н.ПутоваРедактор Ю.Петрушко Техред М, Голинка Корректор Р, Рошко Заказ 2988/35 Тираж 567 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Филиал -НПП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Катализатор,подвергнутый термической обработке в атмосфере инертного газа при 500 оС, практически не поглощает воду из влажного воздуха (РИ =12,6 мм рт.ст.; 1=20 С) даже прй контакте с ним в течение трехИвмесяцев.При этом активность обработанного катализатора приближается к активности необработанного.Меньшая гигроскопичность катализатора позволяет упростить условия его хранения и технологические операции при каталитическом фторировании металлов или их соединений, а также избавляет от необходимости .регенерировать катализатор, поглотивший атмосферную влагу.Формула изобретенияСпособ приготовления катализатора фторирования редких металлов или их соединений путем фторирования аморфного основного карбоната никеля при 150-300 С, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения катали затора с пониженной гигроскопичностью, катализатор дополнительно подвергают термической обработке в атомосфере инертного газа при 300-500 С. 30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии Р 49-32707, кл. 15 Е 242, опублик.1974.35 2. Патент США Р 3673113,кл. 252-441, опублик.1972.3. Патент США М 3836634,кл. 423-489, опублик.1974 (прототип),