Спосіб отримання дифосфатів вольфраму (wp2o7) та молібдену (mоp2o7) – каталізаторів окиснення водню (h2) та монооксиду вуглецю (co)

Реферат: Спосіб отримання дифосфатів вольфраму та молібдену - каталізаторів окиснення водню та монооксиду вуглецю включає змішування порошків: триоксидів вольфраму або молібдену та фосфоровмісних компонентів в мольному співвідношенні 1:5 з наступним двостадійним нагріванням отриманої суміші. Двостадійне нагрівання на першій стадії здійснюють до температури 973 К на відкритому повітрі упродовж 3 год. На другій стадії суміш охолоджують до кімнатної температури, додають дистильовану воду в кількості 5-20 % мас. та витримують в порцелянових тиглях при температурі 473 К упродовж щонайменше 1 год. UA 72782 U (12) UA 72782 U UA 72782 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області хімічної технології та стосується отримання дифосфатів вольфраму WP2O7 та молібдену МоР2О7, який включає змішування порошків триоксидів вольфраму або молібдену та фосфоровмісних компонентів з наступним двостадійним нагріванням отриманої суміші до високої температури. Дифосфати вольфраму WP2O7 та молібдену МоР2О7 за рахунок своєї будови здатні проявляти високу активність в реакціях каталітичного окиснення водню (Н2) та монооксиду вуглецю (СО) і можуть бути використаними при створенні багатокомпонентних промислових каталізаторів процесів окиснення вибухонебезпечних (водень) та токсичних (монооксид вуглецю) компонентів розбавлених кисневмісних газових сумішей. Найбільш близький за технічною суттю до пропонованого методу є спосіб отримання дифосфатів молібдену та вольфраму / L. Lezama, J.M. Rojo, J.L. Mesa, T. Rojo and R. Olazcuaga. SYNTHESIS AND MAGNETIC PROPERIES OF THE MOLYBDENUM AND TUNGSTEN PYROPHOSPHATES MP2O7 (M=Mo, W) /Journal of Solid State Chemistry, Vol. 115, No. 1, pp. 146151, 19951, який включає змішування МоО3 або WO3 та фосфоровмісного компоненту (NH4)2HPO4 у молярному співвідношенні 1:5, з наступним двостадійним нагріванням отриманої суміші до високої температури, при цьому двостадійне нагрівання проводять таким чином: на першій стадії суміш на відкритому повітрі нагрівають до температури 523 K до остаточного розкладу (ΝΗ4)2ΗΡΟ4 та виділення NH3, H2O, на другій стадії здійснюють нагрівання на протязі 4 год. при температурі 873 K. Основними недоліками описаного способу отримання дифосфатів молібдену та вольфраму є невизначеність періоду витримки при 523 K на першій стадії та тривалий час взаємодії (від 4 год. при 873 K) на другій стадії згідно прототипу, низька технологічність процесу також пов'язана з повільними кристалізаційними процесами в розплаві, а також неможливість отримання дрібнодисперсних порошків дифосфатів молібдену та вольфраму у зв'язку із агломерацією кристалітів WP2O7 або МoР2О7. Загальний вихід кінцевого продукту по відношенню до кристалоутворюючого компоненту (МоО3 або WO3) за цією технологією як правило складає не більше 30 %. В основу корисної моделі поставлена задача такого удосконалення способу отримання дифосфатів вольфраму WP2O7 та молібдену МoР2О7, при якому за рахунок використання більш високих температур на першій стадії вдається отримати продукт що не містить залишкових газоподібних компонентів, а використання на другій стадії взаємодії продукту високотемпературної реакції з дистильованою водою при 473 K, забезпечується поліпшення технологічності процесу, і що найголовніше досягається можливість отримання дрібнодисперсних полікристалічних дифосфатів вольфраму WP2O7 та молібдену МoР2О7 при одночасному збільшенні виходу кінцевого продукту. Поставлена задача вирішується тим, що у способі отримання дифосфатів вольфраму WP2O7 та молібдену МoР2О7, який включає змішування МоО3 або WO3 та фосфоровмісних компонентів у мольному співвідношенні 1:5 з наступною двостадійною обробкою суміші, згідно корисної моделі; двостадійне нагрівання проводять таким чином: на першій стадії здійснюють нагрівання до температури 973 K на відкритому повітрі упродовж 3 год., а на другій стадії суміш охолоджують до кімнатної температури, додають дистильовану воду в кількості 5-20 % мас. та витримують в порцелянових тиглях при температурі 473 K упродовж щонайменше 1 год. Завдяки використанню більш високих температур на першій стадії, вдається отримати більш гомогенний продукт який в подальшому при взаємодії із водою при температурі 473 K дозволяє отримувати дисперсні мікрокристалічні порошки дифосфатів вольфраму WP2O7 та молібдену МОР2О7. Значне поліпшення технологічних умов синтезу пов'язане з особливостями фізикохімічних процесів, які протікають в умовах високотемпературної обробки у амоній-фосфатних системах, що містять оксиди вольфраму та молібдену. Процес розчинення та відновлення оксидів перехідних металів, а також утворення дифосфатів вольфраму WP2O7 та молібдену МОР2О7 значно прискорюється завдяки проведенню нагрівання на першій стадії в умовах високих температур. Взаємодія продуктів високотемпературної обробки з водою дозволяє отримувати мікрокристалічні порошки каталізаторів із загальним виходом 55-70 %, а реалізація пропонованих режимів додатково забезпечує отримання дисперсних порошків, що характеризуються певною каталітичною активністю в процесах каталітичного окиснення водню та монооксиду вуглецю в газових сумішах з надлишком кисню. Температури досягнення 20 % ступеня перетворення водню (газові суміші з надлишком кисню та вмістом Н 2 або СО - 1 об. % та 2 об. %, відповідно) на дифосфатах вольфраму WP2O7 та молібдену МoР2О7 становлять 600 K та 670 K; температури досягнення 20 % ступеня перетворення монооксиду вуглецю 600 K та 640 K, відповідно. 1 UA 72782 U 5 10 15 До порцелянового тиглю вносять 0,01 моль порошку триоксиду молібдену або триоксиду вольфраму та 0,05 моль фосфоровмісного компоненту - (ΝΗ4)2ΗΡΟ4 перемішують в агатовій ступці. Отриману суміш піддають двостадійному нагріванню. На першій стадії здійснюють нагрівання до температури 973 K на відкритому повітрі упродовж 3 год., а на другій стадії суміш охолоджують до кімнатної температури, додають дистильовану воду в кількості 12 % мас. та витримують в порцелянових тиглях при температурі 473 K упродовж 1 год. Загальний вихід порошків дифосфатів вольфраму WP2O7 та молібдену МoР2О7 по відношенню до кристалоутворюючого компонентів (WO2 або МоО3) складає 70 %. Відхилення від запропонованих співвідношень - триоксид: фосфоровмісний компонент - призводить до значного зменшення виходу кінцевого продукту, а відхилення від температурних режимів не дозволяє отримувати дрібнодисперсний продукт. Кількість дистильованої води, що додають до компонентів на 2 стадії нагрівання підібрано експериментально та є оптимальним в інтервалі 520 % мас. Збільшення або її зменшення призводить до зміни часу взаємодії та зниженню загального виходу кінцевого продукту. В результаті проведеного експерименту отримано мікрокристалічні порошки дифосфатів вольфраму WP2O7 та молібдену МoР2О7, які можуть бути використані при створенні багатокомпонентних промислових каталізаторів процесів окиснення вибухонебезпечних (водень) та токсичних (монооксид вуглецю) компонентів розбавлених кисневмісних газових сумішей. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб отримання дифосфатів вольфраму (WP2O7) та молібдену (МoР2О7) - каталізаторів окиснення водню (Н2) та монооксиду вуглецю (СО), який включає змішування порошків: триоксидів вольфраму або молібдену та фосфоровмісних компонентів в мольному співвідношенні 1:5 (триоксид:фосфоровмісний компонент) з наступним двостадійним нагріванням отриманої суміші, який відрізняється тим, що двостадійне нагрівання проводять таким чином: на першій стадії здійснюють нагрівання до температури 973 К на відкритому повітрі упродовж 3 год., а на другій стадії суміш охолоджують до кімнатної температури, додають дистильовану воду в кількості 5-20 % мас. та витримують в порцелянових тиглях при температурі 473 К упродовж щонайменше 1 год. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2