RU2456079C1 - Способ получения наноигольчатых катализаторов окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз - Google Patents
Способ получения наноигольчатых катализаторов окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз Download PDFInfo
- Publication number
- RU2456079C1 RU2456079C1 RU2010144917/04A RU2010144917A RU2456079C1 RU 2456079 C1 RU2456079 C1 RU 2456079C1 RU 2010144917/04 A RU2010144917/04 A RU 2010144917/04A RU 2010144917 A RU2010144917 A RU 2010144917A RU 2456079 C1 RU2456079 C1 RU 2456079C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- needle
- mol
- catalysts
- processes based
- tungsten oxide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам получения катализаторов. Описан способ получения наноигольчатых катализаторов окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз, включающий электролиз в импульсном потенциостатическом режиме при перенапряжении 170-300 мВ в расплаве, содержащем 30 мол.% K2WO4, 25 мол.% Li2WO4 и 45 мол.% WO3, с использованием платинового анода, притом что процесс электроосаждения ведут на вольфрамовом катоде. Технический результат - повышение технологичности способа и пригодности к массовой наработке наноигольчатого катализатора окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз.
Description
Изобретение относится к области высокотемпературной электрохимии и может быть использовано преимущественно для получения катализаторов окислительно-восстановительных процессов на основе ориентированных наноигольчатых структур оксидных вольфрамовых бронз, а также для изготовления ион-селективных элементов, электрохромных устройств, холодных катодов.
Электрохимический способ получения материала - игольчатых оксидных вольфрамовых бронз - известен. (а.с. СССР №1420079, опубл. 30.08.88, бюл. №32). В известном способе электролиз ведут в поливольфраматном расплаве при температуре 700°С и плотности тока на платиновом катоде 0.5 А/см2. Способ позволяет получать игольчатые структуры с размером игл 500-3000 мкм, кристаллы в виде кубов размером 1000-5000 мкм, а также мелкокристаллический порошкообразный осадок с размером зерна ≤10 мкм или ветвистые дендриты размером ≤100 мкм.
Известен способ получения игольчатых наноструктур оксидных вольфрамовых бронз (патент РФ №2354753, опубл. 10.05.2009, бюл. №13), согласно которому электролиз ведут с использованием платиновых анода и катода в импульсном потенциостатическом режиме при перенапряжении 170-300 мВ в расплаве, содержащем 30 мол.% K2WO4, 25 мол.% Li2WO4 и 45 мол.% WO3. В данном способе в качестве анода использовалась платиновая проволока, а в качестве электрода сравнения - платиновая фольга площадью 1 см2, полупогруженная в расплав. В этом случае осаждение кристаллов происходило на плоских торцах катодов из платиновой проволоки, диаметр которой составлял лишь доли миллиметра. Это не позволило провести массовую наработку наноигольчатых вольфрамовых бронз с целью использования их в качестве катализаторов. Попытки масштабировать процесс путем осаждения нанокристаллических осадков на платиновой фольге показали, что на ней формируется пленка нанометровой толщины, которую невозможно отделить от подложки. Это связано с влиянием структуры подложки (платиновая фольга имела текстуру (110)). Невозможность отделить полученный наноматериал от подложки является существенным препятствием для реализуемости изобретения в промышленном производстве.
Настоящее изобретение направлено на устранение этого недостатка. Для решения поставленной задачи заявленный способ включает электролиз в импульсном потенциостатическом режиме при перенапряжении 170-300 мВ в расплаве, содержащем 30 мол.% K2WO4, 25 мол.% Li2WO4 и 45 мол.% WO3, с использованием платинового анода, при этом процесс электроосаждения ведут на вольфрамовом катоде.
Благодаря структуре вольфрамового катода в заявленном электрохимическом способе получения катализатора в процессе электроосаждения образуется поликристаллический осадок наноигольчатого материала, который легко отделяется от подложки. Это свидетельствует в пользу технологичности способа и возможности его промышленного использования. Полученный материал имеет большую площадь рабочей поверхности, притом что он устойчив к агломерации.
Устойчивость к агломерации - важнейшее свойство пригодности материала для промышленного использования, так как она исключает при использовании потерю свойств, присущих наноразмерным материалам. Кроме того, полученный материал легко отмывается от электролита, при этом способ получения этого материала безопасен для окружающей среды, поскольку наноиглы не уходят вместе с промывной водой.
Новый технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в повышении его технологичности и пригодности к массовой наработке наноигольчатого катализатора окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз.
Катализаторы получали электролизом расплава, содержащего 30 мол.% K2WO4 25 мол.% Li2WO4, и 45 мол.% WO3, с использованием платинового анода. На ячейку подавали импульс перенапряжения величиной 170-300 мВ, при этом на вольфрамовом катоде формировался поликристаллический осадок. Для исследования полученных образцов провели рентгеноструктурный анализ, а также анализ дисперсности на установке "RIGAKU" DNAX 2200PC. Морфологию осадков определяли с помощью электронного микроскопа JSM-5900 LV, а удельную поверхность - методом БЭТ на приборе СОРБИ 4.1.
Исследования показали, что полученный материал представляет собой порошок бронзы гексагональной структуры, состоящий из микрокристаллов, где каждый микрокристалл - ориентированная наноигольчатая структура. Все иглы имеют одну ориентацию и вытянуты в направлении <0001>. Толщина игл составляет порядка 30-100 нм. Удельная поверхность наработанного порошка, полученного при перенапряжении 200 мВ, составляет 0.92 м2/г. При этом экспериментальные данные о зависимости толщины и количества наноигл от электрохимических параметров позволяют предположить возможность управления процессом электролиза.
Поскольку оксидные вольфрамовые бронзы в качестве катализаторов используются в различных процессах органического и нефтехимического синтеза, и, в том числе, при перекисном окислении органических соединений, полученные нанокристаллические образцы исследовали на каталазную активность, которую определяли по степени превращения гидропероксида водорода в течение 30 минут при температуре 50°С.
Для сравнения по данной методике исследовали каталазную активность оксидных вольфрамовых бронз и других структур, которые тоже могут быть использованы в качестве катализаторов. Эти бронзы были также получены электролизом расплавов, но не являлись нанокристаллическими. Было показано, что каталазная активность образцов, полученных заявленным способом, в 5 и 10 раз выше, чем у порошков бронз кубической и тетрагональной структур соответственно.
Таким образом, заявленный способ является более технологичным и может быть использован для производственного получения нанокристаллического катализатора окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз с высокой каталазной активностью.
Claims (1)
- Способ получения наноигольчатых катализаторов окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз, включающий электролиз в импульсном потенциостатическом режиме при перенапряжении 170-300 мВ в расплаве, содержащем 30 мол.% K2WO4, 25 мол.% Li2WO4 и 45 мол.% WO3 с использованием платинового анода, при том, что процесс электроосаждения ведут на вольфрамовом катоде.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010144917/04A RU2456079C1 (ru) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Способ получения наноигольчатых катализаторов окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010144917/04A RU2456079C1 (ru) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Способ получения наноигольчатых катализаторов окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010144917A RU2010144917A (ru) | 2012-05-10 |
RU2456079C1 true RU2456079C1 (ru) | 2012-07-20 |
Family
ID=46311971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010144917/04A RU2456079C1 (ru) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Способ получения наноигольчатых катализаторов окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2456079C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525543C1 (ru) * | 2013-06-17 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Способ получения нановискерных структур оксидных вольфрамовых бронз на угольном материале |
RU2579119C1 (ru) * | 2015-05-05 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Электрохимический способ получения сложных гибридных каталитических систем на основе модифицированного углерода, содержащих на поверхности оксидные вольфрамовые бронзы |
RU2706006C1 (ru) * | 2019-04-15 | 2019-11-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Электрохимический способ формирования кристаллов оксидных вольфрамовых бронз из нановискеров (варианты) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103111288A (zh) * | 2013-03-24 | 2013-05-22 | 桂林理工大学 | 可见光响应的含钨复合氧化物光催化剂Li2WO4及其制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU3568A1 (ru) * | 1924-11-04 | 1928-06-30 | Анон. Об-во Фабрик Ламп Накаливания Филипс | Способ покрыти тел вольфрамом посредством электролиза расплавленных солей |
GB1275351A (en) * | 1969-03-04 | 1972-05-24 | Leesona Corp | Improvements in or relating to electrolytically incorporating traces of material in a substrate |
SU1298259A1 (ru) * | 1984-06-07 | 1987-03-23 | Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР | Способ получени оксидных вольфрамовых бронз |
EP0899805A1 (en) * | 1997-08-15 | 1999-03-03 | Exxon Research And Engineering Company | Carbon monoxide tolerant catalyst and electrode for a fuel cell |
CN1452593A (zh) * | 2000-09-06 | 2003-10-29 | H·C·施塔克股份有限公司 | 超粗粒单晶碳化钨和其制备方法以及由此制备的硬质金属 |
RU2354753C2 (ru) * | 2007-05-02 | 2009-05-10 | Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук | Способ получения игольчатых оксидных вольфрамовых бронз |
-
2010
- 2010-11-02 RU RU2010144917/04A patent/RU2456079C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU3568A1 (ru) * | 1924-11-04 | 1928-06-30 | Анон. Об-во Фабрик Ламп Накаливания Филипс | Способ покрыти тел вольфрамом посредством электролиза расплавленных солей |
GB1275351A (en) * | 1969-03-04 | 1972-05-24 | Leesona Corp | Improvements in or relating to electrolytically incorporating traces of material in a substrate |
SU1298259A1 (ru) * | 1984-06-07 | 1987-03-23 | Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР | Способ получени оксидных вольфрамовых бронз |
EP0899805A1 (en) * | 1997-08-15 | 1999-03-03 | Exxon Research And Engineering Company | Carbon monoxide tolerant catalyst and electrode for a fuel cell |
CN1452593A (zh) * | 2000-09-06 | 2003-10-29 | H·C·施塔克股份有限公司 | 超粗粒单晶碳化钨和其制备方法以及由此制备的硬质金属 |
RU2354753C2 (ru) * | 2007-05-02 | 2009-05-10 | Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук | Способ получения игольчатых оксидных вольфрамовых бронз |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525543C1 (ru) * | 2013-06-17 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Способ получения нановискерных структур оксидных вольфрамовых бронз на угольном материале |
RU2579119C1 (ru) * | 2015-05-05 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Электрохимический способ получения сложных гибридных каталитических систем на основе модифицированного углерода, содержащих на поверхности оксидные вольфрамовые бронзы |
RU2706006C1 (ru) * | 2019-04-15 | 2019-11-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Электрохимический способ формирования кристаллов оксидных вольфрамовых бронз из нановискеров (варианты) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010144917A (ru) | 2012-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | “Nano to nano” electrodeposition of WO 3 crystalline nanoparticles for electrochromic coatings | |
Kuang et al. | Fabrication of novel hierarchical β-Ni (OH) 2 and NiO microspheres via an easy hydrothermal process | |
Zheng et al. | One-step preparation of single-crystalline β-MnO2 nanotubes | |
Wei et al. | Tungsten trioxide/zinc tungstate bilayers: electrochromic behaviors, energy storage and electron transfer | |
CN105452533B (zh) | 生产石墨烯的电化学方法 | |
JP4124432B2 (ja) | ナノサイズの金属コバルト微粒子の電解析出方法 | |
Horrocks et al. | Scalable hydrothermal synthesis of free-standing VO2 nanowires in the M1 phase | |
Li et al. | Nanocrystalline α-MnO2 nanowires by electrochemical step-edge decoration | |
Zhai et al. | Morphology evolutions and optical properties of Cu2O films by an electrochemical deposition on flexible substrate | |
Cao et al. | Novel Sb-doped ruthenium oxide electrode with ordered nanotube structure and its electrocatalytic activity toward chlorine evolution | |
Zhao et al. | Oxidation− Crystallization Process of Colloids: An Effective Approach for the Morphology Controllable Synthesis of SnO2 Hollow Spheres and Rod Bundles | |
Tang et al. | Electrodeposition of Sb2Se3 on TiO2 nanotube arrays for catalytic reduction of p-nitrophenol | |
RU2456079C1 (ru) | Способ получения наноигольчатых катализаторов окислительно-восстановительных процессов на основе оксидных вольфрамовых бронз | |
Atinafu et al. | Controllable synthesis and surface modification of molybdenum oxide nanowires: a short review | |
Maile et al. | Facial growth of Co (OH) 2 nanoflakes on stainless steel for supercapacitors: effect of deposition potential | |
Keikhaei et al. | Fabrication of Mg (OH) 2 thin films by electrochemical deposition with Cu catalyst | |
CN103754925A (zh) | 一种氧化亚铜纳米线多孔薄膜及其制备方法和应用 | |
Kumar et al. | Morphology-controlled synthesis of 3D flower-like NiWO4 microstructure via surfactant-free wet chemical method | |
Ahila et al. | Influence of annealing on phase transformation and specific capacitance enhancement in Bi2O3 | |
Cestaro et al. | Phase and microstructure control of electrodeposited Manganese Oxide with enhanced optical properties | |
RU2464224C1 (ru) | Способ получения нановискерных структур оксида меди | |
Xia et al. | Room temperature electrochemical growth of polycrystalline BaMoO4 films | |
Genovese et al. | Electrochemical deposition of Ag2Se nanostructures | |
JP2011195865A (ja) | 銅ナノ構造体の製造方法 | |
Carvalho et al. | Effect of temperature on the electrochemical synthesis of MnO2 recycled from spent Zn–MnO2 alkaline batteries and application of recycled MnO2 as electrochemical pseudocapacitors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171103 |