Гетерометалічні комплекси формули [m2mn(ch3coo)6( dipy)2] (m=cu, co, zn; dipy-2’2-дипіридил) як прекурсори одержання оксидних каталізаторів

Гетерометалічні комплекси формули [М2Мn(СН3СОО)6((dіру)2], (М = Cu, Co, Zn; dipy – 2'2-дипіридил) як прекурсори одержання оксидних каталізаторів. Корисна модель відноситься до ресурсозберігаючих, мало- або безвідходних технологій синтезу координаційних сполук, які можуть бути застосовані для одержання оксидних каталізаторів. Найбільш близьким за призначенням до запропонованого є використання сумішей розчинів нітратів металів (Сu, Со, Mn, Zn тощо) у присутності органічних кислот-комплексоутворювачів (наприклад, лимонної) [1]. Основним недоліком відомого рішення є утворення сумішей комплексів, що призводить до збільшення температури, необхідної для повного перетворення прекурсорів у складні оксиди на основі мангану. В основу корисної моделі поставлено задачу пошуку нових гетерометалічних комплексів на основі мангану з більш низькою температурою утворення оксидних фаз. Поставлена задача вирішена шляхом синтезу гетерометалічних комплексів формули [M2Mn(CH3COO)6(dipy)2] (М=Cu, Co, Zn; dipy - 2’2дипіридил) і застосуванням їх як прекурсорів для одержання оксидів на основі мангану, що можуть бути використані в якості гетерогенних каталізаторів. Саме такий склад сполук виражає сукупність суттєвих ознак, необхідних і достатніх для досяг нення технічного результату - зниження температури утворення оксидних фаз. Одержання цільового продукту в лабораторних умовах проводять, як правило, в реакторі, обладнаному мішалкою та нагрівачем. В реактор вносять вихідні речовини і реакційну суміш нагрівають при постійному перемішуванні до закінчення реакції. Температуру процесу вибирають з врахуванням температури кипіння розчинника. Цільовий продукт вилучають з реакційної суміші відомими прийомами. Корисна модель ілюструється прикладами. Приклад 1. Синтез [Сu2Мn(СН3СОО)6(dіру)2] В реактор вносять 0,08 г (1,25 ммоль) порошку металічної міді, 0,31г (1,25 ммоль) ацетату мангану тетрагідрату, 0,39 г (2,5 ммоль) 2,2'-дипіридилу, 0,38 г (5,0 ммоль) ацетату амонію, приливають 20 мл СН3ОН та нагрівають при постійному перемішуванні і температурі 50-60 °С протягом 2 год. до повного розчинення порошку металічної міді. Кристали зеленого кольору випадають з одержаного розчину після висолювання 2-пропанолом через 2 доби. Вихід 0,43 г (82 % за купрумом). Знайдено, %: Сu = 15,0; Мn = 6,7; С = 45,3; N = 6,5; Н = 4,2. (19) UA (11) 58652 (13) U (21) u201009234 (22) 22.07.2010 (24) 26.04.2011 (46) 26.04.2011, Бюл.№ 8, 2011 р. (72) КОКОЗЕЙ ВОЛОДИМИР МИКОЛАЙОВИЧ, МАХАНЬКОВА ВАЛЕРІЯ ГРИГОРІВНА, ХАВРЮЧЕНКО ОЛЕКСІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ЛІСНЯК 3 58652 Розраховано, %: Сu = 14,98; Мn = 6,47; С = 45,29; N = 6,60; Н = 4,04. Приклад 2. Синтез [Co2Mn(CH3COO)6(dipy)2] В реактор вносять 0,07 г (1,25 ммоль) порошку металічного кобальту, 0,31 г (1,25 ммоль) ацетату мангану тетрагідрату, 0,40 г (2,5 ммоль) 2,2'дипіридилу, 0,38 г (5,0 ммоль) ацетату амонію, приливають 20 мл СН3ОН та нагрівають при постійному перемішуванні і температурі 50-60 °С протягом 8 год. Кристали темно-червоного кольору випадають з одержаного розчину після висолювання 2-пропанолом через 2 доби. Вихід 0,34 г (65 % за кобальтом). Знайдено, %: Со = 14,3; Мn = 6,4; С = 45,4; N = 6,8; Н = 4,2. Розраховано, %: Со = 14,04; Мn = 6,54; С = 45,79; N = 6,67; H = 4,08. Приклад 3. Синтез [Zn2Mn(CH3COO)6(dipy)2] В реактор вносять 0,08 г (1,25 ммоль) порошку металічного цинку, 0,31 г (1,25 ммоль) ацетату мангану тетрагідрату, 0,40 г (2,5 ммоль) дипіридилу, 0,38 г (5,0 ммоль) ацетату амонію, приливають 20 мл СН3ОН та нагрівають при постійному перемішуванні і температурі 50-60 °С протягом 8 год. 4 Кристали світло-жовтого кольору випадають з одержаного розчину після висолювання 2-' пропанолом через 3 доби. Вихід 0,42 г (78 % за цинком). Знайдено, %: Zn = 15,5; Mn = 6,6; С = 45,3; N = 6,8; H = 4,1. Розраховано, %: Zn = 15,34; Mn = 6,45; С = 45,10; N = 6,57; H = 4,02. Температуру термічної обробки вибирали, виходячи з даних ТГ/ДТА/ДТГ аналізу. Термічний розклад комплексів на повітрі проводився у трубчатій печі з контролем температури за допомогою термопари. Наважку зразка (приблизно 0,2 г) вміщували у скляний реактор циліндричної форми, розміщений вертикально. Спочатку зразок нагрівали до ~250 °С, при цьому спостерігалось його плавлення, і витримували протягом 30 хв. Надалі витримували зразок протягом 4 год. при 300 °С та 1,5 год. при при 350 °С. Після цього зразок охолоджували до кімнатної температури та проводили ІЧ-спектроскопічний контроль повноти розкладу. Результати одержання оксидних каталізаторів із запропонованих гетерометалічних комплексів, в порівнянні з прототипом, наведені в таблиці і свідчать про більш низьку температуру їх утворення. Таблиця Температури утворення оксидних каталізаторів за прототипом та із запропонованих гетерометалічних комплексів Прекурсор Cu(NO3)2 + Mn(NO3)2 + лимонна кислота(прототип) [Cu2Mn(CH3COO)6(dipy)2] [Co2Mn(CH3COO)6(dipy)2] [Zn2Mn(CH3COO)6(dipy)2] Література [1] Y. Tanaka, Т. Takeguchi, R. Kikuchi, К. Eguchi / Influence of preparation method and additive Комп’ютерна верстка А. Крулевський Температура утворення оксидної фази та час обробки 700 °С, 10 год. 355 °С, 6 год. 337 °С, 6 год. 328 °С, 6 год. for Cu-Mn spinel oxide catalyst on water gas shift reaction of reformed fuels // Applied Catalysis A: General 279 (2005) 59-66. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601