RU2464093C1 - Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия - Google Patents
Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2464093C1 RU2464093C1 RU2011129245/04A RU2011129245A RU2464093C1 RU 2464093 C1 RU2464093 C1 RU 2464093C1 RU 2011129245/04 A RU2011129245/04 A RU 2011129245/04A RU 2011129245 A RU2011129245 A RU 2011129245A RU 2464093 C1 RU2464093 C1 RU 2464093C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- catalyst
- protium
- metal salt
- amount
- Prior art date
Links
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 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 восстановление соли металла происходит при взаимодействии с кверцетином, в качестве носителя используют Сибунит, а в качестве соли металла используют RhСl3 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-спиртовой раствор в количестве 5-50 масс.%, раствор кверцетина в количестве 0,5-5 масс.% и аммиачный раствор в количестве 10-30 масс.%. 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[РtСl6]/Н2O/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 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 восстановление соли металла происходит при взаимодействии с кверцетином, в качестве носителя используют Сибунит, 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-спиртовой раствор в количестве 5-50 масс.%, раствор кверцетина в количестве 0,5-5 масс.% и аммиачный раствор в количестве 10-30 масс.%.
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-спиртовой раствор в количестве 3,4·10-3 г (5 масс.%), раствор кверцетина 3,4·10-4 г (0,5 масс.%) и аммиачный раствор в количестве 2,0·10-2 г (30 масс.%).
Взвешен 1 г носителя Сибунит и помещен в 10 мл полученного обратномицеллярного раствора.
По убыли интенсивности пиков, соответствующих наночастицам родия в растворе с погруженным в него носителем Сибунит, 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/Сибунит по отношению к реакции изотопного обмена протия-дейтерия 4,66·1014 молекул/(см2·с), что в ~2 раза превышает активность катализатора Ptмиц/Al2O3, выбранного в качестве прототипа. Данные по активности данного образца катализатора Rh/Сибунит, приготовленного по примеру 1, в интервале температур 77-400 К представлены в таблице 1.
Пример №2
Готовился обратномицеллярный раствор соли родия RhCb при отношении мольных количеств водного раствора соли металла к мольному количеству бис(2-этилгексил)сульфосукцината натрия 10:1. Затем добавляют водно-спиртовой раствор в количестве 3,4·10-2 г (50 масс.%), раствор кверцетина 3,4·10-3 г (5 масс.%) и аммиачный раствор в количестве 6,8·10-3 г (10 масс.%).
Взвешен 1 г носителя Сибунит и помещен в 10 мл полученного обратномицеллярного раствора.
По убыли интенсивности пиков, соответствующих наночастицам родия в растворе с погруженным в него носителем Сибунит, 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/Сибунит по отношению к реакции изотопного обмена протия-дейтерия составила 4,90·1014 молекул/(см2·с), что в ~2 раза превышает активность катализатора Ptмиц/Al2O3, выбранного в качестве прототипа.
Данные по активности данного образца катализатора Rh/Сибунит, 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-спиртовой раствор в количестве 3,4·10-3 г (5 масс.%), раствор кверцетина 3,4·10-4 г (0,5 масс.%) и аммиачный раствор в количестве 2,0·10-2 г (30 масс.%).
Взвешен 1 г носителя Сибунит и помещен в 10 мл полученного обратномицеллярного раствора.
По убыли интенсивности пиков, соответствующих наночастицам рутения в растворе с погруженным в него носителем Сибунит, 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/Сибунит по отношению к реакции изотопного обмена протия-дейтерия составила 4,98·1014 молекул/(см2·с), что в ~2 раза превышает активность катализатора Ptмиц/Al2O3, выбранного в качестве прототипа.
Данные по активности данного образца катализатора Ru/Сибунит, 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-спиртовой раствор в количестве 3,4·10-2 г (50 масс.%), раствор кверцетина 3,4·10-3 г (5 масс.%) и аммиачный раствор в количестве 6,8·10-3 г (10 масс.%).
Взвешен 1 г носителя Сибунит и помещен в 10 мл полученного обратномицеллярного раствора.
По убыли интенсивности пиков, соответствующих наночастицам рутения в растворе с погруженным в него носителем Сибунит, 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/Сибунит по отношению к реакции изотопного обмена протия-дейтерия составила 4,94·1014 молекул/(см2·с), что в ~2 раза превышает активность катализатора Ptмиц/Al2O3, выбранного в качестве прототипа.
Результаты измерений удельной каталитической активности образца катализатора Ru/Сибунит, приготовленного по примеру 4, в интервале температур 77-400 К представлены в таблице 4.
| Таблица 1 | ||||||||||||
| Значения удельной каталитической активности Rh/Сибунит, приготовление которого рассмотрено в примере 1, в отношении реакции изотопного обмена протия-дейтерия (соотношение водного раствора RhCl3 к бис(2-этилгексил)сульфосукцинату натрия составляет 1:1) | ||||||||||||
| Куд·10-14 молекул/(см2·с) при Т, К | ||||||||||||
| 77 | 110 | 133 | 153 | 163 | 173 | 193 | 227 | 243 | 295 | 320 | 370 | 400 |
| 4,66 | 4,52 | 4,35 | 6,63 | 8,16 | 15,22 | 15,18 | 16,54 | 34,75 | 62,98 | 73,11 | 90,33 | 100,06 |
| Таблица 2 | ||||||||||||
| Значения удельной каталитической активности Rh/Сибунит, приготовление которого рассмотрено, в примере 2, в отношении реакции изотопного обмена протия-дейтерия (соотношение водного раствора RhCl3 к бис(2-этилгексил)сульфосукцинату натрия составляет 10:1) | ||||||||||||
| Куд·10-14 молекул/(см2·с) при Т, К | ||||||||||||
| 77 | 110 | 133 | 153 | 163 | 173 | 193 | 227 | 243 | 295 | 320 | 370 | 400 |
| 4,90 | 4,34 | 4,23 | 6,86 | 8,12 | 14,75 | 15,97 | 16,25 | 36,75 | 66,22 | 72,86 | 96,22 | 103,74 |
| Таблица 3 | ||||||||||||
| Значения удельной каталитической активности Ru/Сибунит, приготовление которого рассмотрено в примере 3, в отношении реакции изотопного обмена протия-дейтерия (соотношение водно-спиртового раствора RuOHCl3 к бис(2-этилгексил)сульфосукцинату натрия составляет 1:1) | ||||||||||||
| Куд·10-14 молекул/(см2·с) при Т, К | ||||||||||||
| 77 | 110 | 133 | 153 | 163 | 173 | 193 | 227 | 243 | 295 | 320 | 370 | 400 |
| 4,98 | 4,34 | 4,75 | 6,36 | 9,15 | 15,52 | 15,26 | 16,32 | 33,27 | 63,27 | 63,65 | 100,59 | 112,36 |
| Таблица 4 | ||||||||||||
| Значения удельной каталитической активности Ru/Сибунит, приготовление которого рассмотрено в примере 4, в отношении реакции изотопного обмена протия-дейтерия (соотношение водно-спиртового раствора RuOHCl3 к бис(2-этилгексил)сульфосукцинату натрия составляет 10:1) | ||||||||||||
| Куд·10-14 молекул/(см2·с) при Т, К | ||||||||||||
| 77 | 110 | 133 | 153 | 163 | 173 | 193 | 227 | 243 | 295 | 320 | 370 | 400 |
| 4,94 | 4,64 | 4,23 | 5,45 | 8,85 | 15,23 | 17,52 | 19,16 | 40,02 | 62,55 | 68,89 | 84,35 | 102,03 |
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.
Claims (2)
1. Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия, включающий получение наночастиц металла 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 восстановление соли металла происходит при взаимодействии с кверцетином, в качестве носителя используют Сибунит, 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.%, раствор кверцетина в количестве 0,5-5 мас.% и аммиачный раствор в количестве 10-30 мас.%.
2. Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия по п.1, отличающийся тем, что в качестве спирта в водно-спиртовом растворе используется изопропанол.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011129245/04A RU2464093C1 (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 |
|---|---|---|---|
| RU2011129245/04A RU2464093C1 (ru) | 2011-07-14 | 2011-07-14 | Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2464093C1 true RU2464093C1 (ru) | 2012-10-20 |
Family
ID=47145333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011129245/04A RU2464093C1 (ru) | 2011-07-14 | 2011-07-14 | Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2464093C1 (ru) |
Citations (3)
| 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 |
-
2011
- 2011-07-14 RU RU2011129245/04A patent/RU2464093C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| 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)
| 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 |
|---|---|---|
| US11826833B2 (en) | Synthesis of bimetallic nanoparticle catalysts using microwave irradiation | |
| Ghoreishian et al. | γ-Radiolysis as a highly efficient green approach to the synthesis of metal nanoclusters: a review of mechanisms and applications | |
| Neal et al. | Metal-mediated nanoscale cerium oxide inactivates human coronavirus and rhinovirus by surface disruption | |
| WO2017133898A1 (en) | Polyoxometalates comprising noble metals and corresponding metal clusters | |
| Emam et al. | Separation of anthocyanin from roselle extract by cationic nano-rode ZIF-8 constructed using removable template | |
| JPWO2007037026A1 (ja) | 触媒及びその製造方法 | |
| CN114591509B (zh) | 一种具有抗氧化活性的金属有机框架材料 | |
| WO2006092443A1 (de) | Oberflächenmodifizierte zinkoxidpartikel | |
| Hewitt et al. | Light exposure promotes degradation of intermediates and growth of phosphine-ligated gold clusters | |
| Thomas et al. | In situ infrared molecular detection using palladium-containing zeolite films | |
| RU2464093C1 (ru) | Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия | |
| RU2464092C1 (ru) | Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия | |
| RU2477175C1 (ru) | Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия | |
| Sun et al. | Facile preparation and enhanced photocatalytic hydrogen evolution of cation-exchanged zeolite LTA supported TiO2 photocatalysts | |
| RU2464090C1 (ru) | Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия | |
| RU2464091C1 (ru) | Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия | |
| RU2464095C1 (ru) | Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия | |
| RU2464096C1 (ru) | Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия | |
| RU2461425C1 (ru) | Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия | |
| RU2464094C1 (ru) | Способ получения катализатора для изотопного обмена протия - дейтерия | |
| Walkowiak et al. | Lights and shadows of gold introduction into Beta zeolite | |
| RU2243033C1 (ru) | Способ приготовления катализатора на основе диоксида титана (варианты) | |
| RU2481155C2 (ru) | Способ получения катализатора для изотопного обмена протия-дейтерия | |
| RU2481891C2 (ru) | Способ получения катализатора для орто-пара конверсии протия | |
| Pirngruber et al. | The synergy between Fe and Ru in N2O decomposition over FeRu-FER catalysts: A mechanistic explanation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150715 |