Спосіб одержання матеріалів на основі гідроксидів або оксидів полівалентних металів
Номер патенту: 85881
Опубліковано: 10.03.2009
Автори: Яковлєв Валерій Іванович, Киливник Юрій Миколайович, Чепурна Ірина Костянтинівна, Стрелко Володимир Васильович, Каніболоцький Валентин Арсентійович
Формула / Реферат
1. Спосіб одержання матеріалів на основі гідроксидів або оксидів полівалентних металів, що включає приготування водного розчину солі полівалентного металу або суміші солей принаймні двох полівалентних металів, нейтралізацію цього розчину при перемішуванні лужним або кислим реагентом з утворенням спочатку золю, а потім гелю, причому процес нейтралізації сольового розчину проводять у дві стадії: на першій стадії до початку незворотного утворення осаду, на другій стадії – додаванням розчину відповідного реагенту в один прийом або шляхом безперервного змішування потоків сольового розчину та розчину нейтралізуючого реагенту, а утворений гель піддають подальшій обробці до одержання готового продукту, який відрізняється тим, що процес нейтралізації на першій і/або на другій стадії проводять у присутності карбаміду.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що мольне співвідношення карбаміду до металу або суміші металів задають в межах 0,3-3,0.
3. Спосіб за п. 1 і 2, який відрізняється тим, що як нейтралізатор на другій стадії нейтралізації використовують лужний реагент, рН розчину якого не перевищує 13, наприклад аміак.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що золь, одержаний після другої стадії нейтралізації, підігрівають до температури, не вищої від 55 °С.
5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що грануляцію гідрогелю проводять будь-яким із відомих способів, наприклад, подрібненням гелю або шляхом диспергування золю у середовищі незмішуваної з водою органічної рідини.
6. Спосіб за п. 1 або 5, який відрізняється тим, що гель піддають хімічній обробці, переважно водним розчином аміаку, відмиванню і/або висушуванню.
7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що після хімічної обробки гелю проводять його гідротермальну обробку.
8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що після висушування гель прожарюють.
Текст
1. Спосіб одержання матеріалів на основі гідроксидів або оксидів полівалентних металів, що включає приготування водного розчину солі полівалентного металу або суміші солей принаймні двох полівалентних металів, нейтралізацію цього розчину при перемішуванні лужним або кислим реагентом з утворенням спочатку золю, а потім гелю, причому процес нейтралізації сольового розчину проводять у дві стадії: на першій стадії до C2 2 (19) 1 3 85881 4 стих солей титану та цирконію до водного розчину дефіцитного, недешевого гексаметилентетраміну аміаку до одержання кінцевого рН осадження та підвищених температур. Крім того, в результаті розкладу уротропіну поряд з аміаком виділяється »10,5 з наступною відмивкою осаду та обробкою високотоксичний формальдегід, який важко видайого розчинами гідроксидів амонію, натрію, калію ляється з кінцевого продукту. або цетилтриметиламоній броміду при 100°С [2]. Більш досконалими являються способи одерНедоліком цього способу є неможливість одержання гідратованих оксидів полівалентних металів жання матеріалу у сферично-гранульованому ви[12-14, 19-21], в яких поряд з уротропіном вводять гляді, придатному для використання в крупномаскарбамід (сечовину), який прискорює розклад уроштабних сорбційних та каталітичних процесах або тропіну і виділення аміаку та зв'язує токсичний у формі об'ємних виробів. При використанні в сорформальдегід з утворенням нелеткого полімеру бційних колонах порошки створюють великий гідсечовино-формальдегідної смоли. В цьому випадродинамічний опір, тому роблять процеси очику, до недоліків, притаманних способам [15-17], щення малоефективними. додається практична неможливість видалення Відомі золь-гель способи одержання гідроксисмоли з кінцевого продукту, хіба що вижарювандів металів шляхом гідролізу органопохідних меням, що не завжди прийнятно Присутність же сеталів, переважно алкоксидів [3]. В органо-водному човино-формальдегідної смоли різко погіршує міцсередовищі, переважно у водно-спиртовому, проність гранул кінцевого продукту та з умовлює його водять гідроліз висококонцентрованих алкоксидів лущення і пептизацію при контакті з водою. металів кислотами, переважно HCl, або лугами, В патенті Франції [18] описаний золь-гель спопереважно аміаком. При цьому має місце зольсіб одержання гідроксидів лантаноїдних та актиногель процес, в результаті якого одержують матеріїдних металів та скандію, ітрію, цирконію і гафнію али з достатньо високою питомою поверхнею та шляхом "внутрішнього гелювання". Відмінною осопоруватістю. Недоліками цього способу є високі бливістю цього способу є оригінальний метод гравартість і токсичність вихідних матеріалів та пракнуляції гідрогелів гідроксидів металів Вона здійстична неможливість одержання гідроксидів у сфенюється шляхом емульгування водних розчинів рично-гранульованому вигляді і в промислових солей вказаних металів, які містять аміакмасштабах, необхідних для виробництва сорбенгенеруючий агент, у органічному розчиннику при тів та каталізаторів або їх носіїв. температурі розчинника 70-110°С Недоліками цьоВідомі способи одержання сферогранульоваго способу є його висока енергоємність, пов'язана них високодисперсних матеріалів на основі гідраз необхідністю досить високого підігріву гелюючої тованих оксидів цирконію, титану, олова і інших органічної рідини для здійснення термічного розметалів електролізом їх хлористих солей [4-10]. кладання аміакгенеруючих сполук - донорів аміаку, Недоліками таких способів є: нестабільне відтвота неможливість здійснення грануляції гідрогелів у рювання результатів від синтезу до синтезу, обуповітряному середовищі. мовлене неконтрольованими побічними процесаВідомий спосіб одержання гідроксидних гелів ми на електродах, складність апаратурного полівалентних металів у формі мікросфер, придаоформлення технологічного процесу, його велика тних для використання в паливних елементах енергоємність та трудомісткість і, як наслідок, виядерних реакторів [22]. сока вартість одержуваного продукту. Окрім того, Цей спосіб включає змішування водного розодержуваний продукт через використання високочину солі полівалентного металу, наприклад цирконцентрованих золів, які розбивають на краплі і конію, з нейтралізуючим реагентом, виділяючим направляють в аміак для твердіння, має дуже нипри підвищеній температурі аміак. Гранульований зьку поруватість (сорбційний об'єм пор 0,08гідрогель у вигляді мікросфер одержують шляхом 0,12см 3/г) і, як наслідок, уповільнену кінетику сордиспергування суміші у нагрітому до 100-120°С бції. незмішуваному з водою органічному розчиннику, Відомі також численні способи одержання гідздатному поглинати воду, що призводить до однорогелів гідроксидів полівалентних металів "меточасної гідротермальної обробки та часткового судом внутрішнього гелювання", який в ядерній техшіння гранул гідрогелю. Одержані гранули відминології називається КЕМА - процесом [11-21]. В вають у дистильованій воді, висушують остаточно цих методах в якості нейтралізуючого агента викоі, при необхідності, просочують в розчині аміаку ристовують аміак, що виділяється при термічному для повної нейтралізації слабокислого гідро гелю розкладанні деяких органічних сполук, стійких при та прожарюють. Переважно вибирають солі, що кімнатній температурі та температурах нижчих містять катіони металів U4+, (UO2)2+, Th4+, Pu4+, 60°С. (PuO2)2+, (ZrO) 2+, Be2+, Y3+ або їх суміші. Як аміакВ способах [11, 15-17] оксид алюмінію та алюгенеруючі агенти використовують гексаметилентемохромогель у вигляді сфер та мікросфер отримутрамін, ацетамід, карбамат амонію, ціанат амонію, вали шляхом змішування при 1-3°С розчинів оснокарбамід (сечовину) або їх суміші. Недоліками цьовного хлориду алюмінію і азотнокислого хрому з го способу являються його висока енергоємність, розрахованою кількістю гексаметилентетраміну (уротропіну); одержану суміш краплями або у витоксичність продуктів розкладу аміак-генеруючих агентів, складність технологічного процесу і немогляді емульсії подавали в колону з маслом, нагріжливість одержання гранул гідроксидів у повітрятим до 70-120°С. При нагріванні уротропін розкланому середовищі. Крім того, одержані мікрогранудався з утворенням аміаку, який нейтралізував ли мають низьку якість через каверни на поверхні і кислі солі алюмінію та хрому, в результаті чого краплі розчину перетворювались у тверді гранули пустоти в об'ємі, лущаться та розтріскуються при висушуванні та при змочуванні водою. гідрогелю. Недоліком цих методів є використання 5 85881 6 Більш досконалий порівняно з [22] спосіб того чно збільшується і може складати від 10 до 30сек, ж заявника, описаний в патенті США [23]. Удоскоале при цьому утворюються пастоподібні гідрогелі, налення полягає у використанні попередньо одерякі частково пептизуються при відмиванні водою жаних гідрогелів полівалентних металів в якості та при висушуванні дають неякісний продукт. вихідної сировини для синтезу замість розчинів До недоліків прототипу необхідно віднести тасолей цих металів. Попередньо одержані гідрогелі кож наступне. Щоб запобігти старінню одержувавідмивались від побічних продуктів та пептизуваного слабокислого гідрогелю, що спричиняє швидлись до золів додаванням кислоти. В золі вводили ке падіння величини питомої поверхні кінцевого аміак-генеруючі добавки та диспергували в нагріпродукту, необхідно проводити додаткову його тому до 100-120°С не змішуваному з водою органейтралізацію водним розчином лугу, рН якого не нічному розчиннику. До недоліків, притаманних перевершує 7,0. У противному разі (при рН>7) способу [22], в [23] додаються подвійні трудові та сферичні гранули розтріскуються. Це є суттєвим енергетичні затрати на синтез сферично гранунедоліком прототипу, що значно ускладнює прольованих гідроксидів. цес нейтралізації гранульованого гідрогелю (роНайбільш близьким за технічною суттю та добить його досить тривалим і трудомістким) та обсягнутим результатом є спосіб одержання матерімежує вибір дешевих і доступних нейтралізуючих алів на основі гідроксидів та оксидів полівалентних реагентів. металів [24]. Згідно з цим способом водний розчин Задачею, на вирішення якої спрямований викислої або лужної солі полівалентного металу, або нахід, що заявляється, є подальше спрощення суміші солей принаймні двох полівалентних метатехнології одержання матеріалів багатофункціоналів нейтралізують при перемішуванні лужним або льного призначення на основі гідроксидів та оксикислим реагентом з утворенням спочатку золю, а дів полівалентних металів з покращеними сорбпотім гелю, причому нейтралізацію проводять у дві ційними і механічними характеристиками при стадії: на першій стадії сольовий розчин частково кімнатній температурі змішуваних розчинів реагеннейтралізують до початку незворотного утворення тів з використанням в якості вихідної сировини осаду, а на другій стадії проводять подальшу нейпростих мінеральних або органічних солей поліватралізацію сольового розчину розчином лужного лентних металів. або кислотного реагенту, який додають в один Заявлений спосіб, створений для вирішення прийом або шляхом безперервного змішування поставленої задачі, дозволяє досягнути технічного потоків сольового розчину та розчину нейтралізурезультату, що полягає в значному спрощенні ючого реагенту з утворенням спочатку золю, а золь-гель процесів одержання матеріалів на оснопотім гелю, причому гель може бути підданий граві гідроксидів та оксидів полівалентних металів нуляції, додатковій нейтралізації, гідротермальній шляхом проведення їх синтезу у присутності упообробці, відмиванню, висушуванню та прожарювільнювача реакції переходу золю в гель - карбаванню, а ступінь загальної нейтралізації задають в міду, що дозволяє легко контролювати хід зольмежах 70-100% мольних від сте хіометричної. гель процесів та одержувати більш якісні кінцеві Недоліками цього способу є занадто швидке продукти у промисловому масштабі. Одержувані протікання золь-гель процесу: час переходу золю сферичні гранули гідрогелів таких матеріалів не в гель при кімнатній температурі та оптимальному розтріскуються при додатковій нейтралізації аміаступені нейтралізації сольового розчину (80-85% ком і при висушуванні та мають підвищені питому мольних) складає не більше 4-5сек, що робить поверхню, поруватість і міцність. Крім того, спосіб, процес не завжди контрольованим. Цього часу не що заявляється, дозволяє одержувати матеріали у завжди достатньо для стабільного відтворення вигляді однорідних за розмірами мікросфер, які технологічного процесу з одержанням завжди якіможуть бути використані як каталізатори, носії сного сферично гранульованого кінцевого продуккаталізаторів та прекурсори для їх виготовлення. ту. Особливо це стосується процесу одержання Суть запропонованого технічного рішення помікросфер гідрогелів гідроксидів полівалентних лягає в тому, що у відомому золь-гель способі металів, зокрема цирконію, який використовується одержання матеріалів на основі гідроксидів та окв якості прекурсору для синтезу суперкислотних та сидів полівалентних металів, який включає пригоінших каталізаторів. Цей процес здійснюється тування водного розчину кислої солі полівалентношляхом емульгування золю в незмішуваній з вого металу, зокрема цирконію, або суміші солей дою органічній рідині і час задраглення (4-5сек) є принаймні двох полівалентних металів, нейтралінедостатнім для одержання стабільної монодисзацію цього розчину при перемішуванні лужним персної емульсії з розміром крапель золю 0,15реагентом у дві стадії: на першій стадії сольовий 0,30мм. розчин частково нейтралізують до початку незвоОкрім того, при грануляції гідрогелів шляхом ротного утворення осаду, на другій стадії проводиспергування струменів золю у незмішуваній з дять подальшу нейтралізацію сольового розчину водою органічній рідині при кімнатній температурі розчином лужного реагенту, який додають в один через такий малий час задраглення золю на стінприйом або шляхом безперервного змішування ках капілярів змішувача-гранулятора утворюються потоків сольового розчину та розчину нейтралізунашарування гідрогелю, які необхідно постійно ючого агенту з утворенням спочатку золю, а потім видаляти, що призводить до необхідності частих гелю, причому гель може бути підданий грануляції, зупинок технологічного процесу та його ускладдодатковій нейтралізації лугом, гідротермальній нення. обробці, відмиванню, висушуванню та прожарюПри ступенях же загальної нейтралізації, бливанню, а ступінь загальної нейтралізації солі зазьких до 70% мольних, час задраглення золю знадають в межах 70-100% мольних від стехіометри 7 85881 8 чної, відповідно до заявленого винаходу, процес Згідно способу, що заявляється, в залежності нейтралізації на першій і/або другій стадії прововід співвідношення карбамід/полівалентний метал дять у присутності карбаміду. При цьому золь, або суміш металів час переходу золю в гель може одержаний після другої стадії нейтралізації, може складати від 6-7сек до 1 години, що дозволяє, на бути підданий підігріву до температури, не вищої відміну від прототипу, проводити сферичну гранувід 55°С. Мольне співвідношення карбаміду до ляцію гелю шляхом емульгування золю в середометалу або суміші металів задають в межах 0,3вищі незмішуваної з водою органічної рідини з 3,0. одержанням практично монодисперсного гідрогеЯк нейтралізуючий реагент для кислого солю у вигляді мікросфер при температурі змішувальового розчину на першій стадії нейтралізації них розчинів солі та нейтралізатору, що мало відвикористовують переважно оксиди, гідроксиди, різняється від кімнатної. При цьому міцність бікарбонати і карбонати лужних та лужногранул та питома поверхня кінцевого продукту, земельних металів і амонію або їх суміші. Другу одержуваного по способу, що заявляється, значно стадію нейтралізації кислого сольового розчину вищі, ніж у гранул, одержуваних за прототипом. проводять розчином лужного реагенту, рН якого При використанні прототипу оптимальний час зане перевищує 13, наприклад аміаку, карбонату, драглення становить 4-5сек, а це недостатньо для бікарбонату, ацетату, нітриту, сульфіту лужного завершення процесу емульгування; при цьому або лужноземельного металу і амонію, або їх суодержують полідисперсний гідрогель у вигляді мішей. макросфер, не придатний для виготовлення катаОдержаний слабокислий гідрогель може бути лізаторів. підданий додатковій нейтралізації до рН 7-12, поНа відміну від прототипу, де рН водного розтім гідротермальній обробці при 85-250°С, а після чину лужного нейтралізатору на другій стадії нейтпромивання водою та висушування - прожарюванралізації не може перевищувати 10, в способі, що ню. заявляється, можливе використання розчинів, рН Грануляція гелю може бути здійснена будьяких перевищує 10, але не більше 13, наприклад яким з відомих способів, наприклад шляхом дисрозведених розчинів аміаку. Це суттєве удосконапергування золю у середовищі незмішуваної з волення процесу, яке значно розширює сировинну дою органічної рідини, зокрема шляхом його емубазу та здешевлює кінцевий продукт, без помітнольгування, або шляхом монодисперсного го зниження його якості. подрібнення струменів золю у повітряному сереПроведений пошук по всіх видах необхідних і довищі. доступних джерел літератури з хімії, науковоЯк відомо, реалізація золь-гель процесу в технічної і патентної інформації і аналіз рівня техбудь-якій системі з утворенням абсолютно прозоніки не виявив також впливу сук упності відрізняюрого гідрогелю обумовлює високу гомогенність чих ознак на досягнення технічного результату, одержуваного матеріалу, високу його дисперсність тобто на підвищення ефективності і спрощення та однорідність за розмірами первинних частинок, золь-гель процесу одержання матеріалів з покращо складають його структур у. Такі властивості щеними сорбційними і механічними характеристигідрогелю, які є наслідком не надто швидкого (доками. статньо повільного) переходу гомогенного золю в Відомо використання карбаміду в одностадійгель, обумовлюють високі питому поверхню та них процесах нейтралізації кислих солей поліваміцність гранул кінцевого продукту. Тому перевалентних металів як нейтралізуючого реагенту, гою способу, що заявляється, в порівнянні з проякий лише при температурі, вищій від 90°С поміттотипом і другими способами-аналогами, є можно розкладається з виділенням аміаку. Відомо таливість легко контролювати швидкість протікання кож використання карбаміду, як реагенту, що знезоль-гель процесів в неорганічних системах, що шкоджує високотоксичний формальдегід, спільно з заявляються, завдяки уповільнюючій дії карбаміду, уротропіном і як аміакгенеруючого нейтралізуючодобавка якого вводиться в сольовий розчин на го агенту, що помітно розкладається лише при першій і/або на другій стадії його нейтралізації. температурі, вищій від 60°С. Використання ж карВаріюванням співвідношення карбамід/метал мобаміду в якості уповільнювача реакцій гелеутвожна вибрати час гелеутворення оптимальний з рення при нейтралізації кислих солей полівалентточки зору властивостей кінцевого продукту. них металів при температурах, не ви щи х 55°С, При одержанні матеріалів у вигляді макрозокрема при кімнатній, не відомо. Тому, винахід, сфер шля хом диспергування струменів золю у що заявляється, відповідає критерію "винахіднинезмішуваній з водою органічній рідині і викорисцький рівень". танні достатньо великих (1-2) мольних співвідноПромислова придатність винаходу підтвершень карбамід/метал, згідно запропонованого джується нижченаведеними прикладами з позитиспособу, час задраглення може складати близько вним результатом. 1хв., що потребує підігріву органічної рідини до Приклад 1. (Прототип) температури, не вищої від 55°С, тобто значно ниНа першій стадії нейтралізації до 60л 2М воджчої, ніж у прототипі. Це є суттєвою перевагою ного розчину ZrOCl2 тонким струменем при інтенспособу, що заявляється, над прототипом, тому сивному перемішуванню добавляють 20л 6М розщо запобігає відкладенню нашарувань гелю на чину аміаку. Для подальшої нейтралізації на другій стінках капілярів змішувача-гранулятора, яке пристадії використовують 5М водний розчин ацетату зводить до частих зупинок технологічного процесу амонію (9л). Частково нейтралізований цирконійвдля чистки цих капілярів. місний розчин та розчин ацетату амонію, які мають кімнатну температуру, на другій стадії нейтраліза 9 85881 10 ції подають двома каналами на змішувачНа першій стадії нейтралізації до 120л 2М вогранулятор зі швидкостями 35,3 і 4,7л/год відповідного розчину ZrOCl2 тонким струменем при інтендно. Одержувану суміш у вигляді струменів діамесивному перемішуванні додають 40л 6М розчину тром 1мм направляють в колону з ундеканом, який аміаку. В одержаний прозорий розчин вводять 30л має кімнатну температуру. В ундекані суміш роз8М водного розчину карбаміду (співвідношення бивається на краплі Оскільки при вибраному співкарбамід/Zr=1). Готують також 5М водний розчин відношенні NH4Ac/Zr час гелеутворення в суміші ацетату амонію (18л). Обидва розчини мали кімнапри кімнатній температурі складає 4-5 секунд, кратну температуру (близько 20 °С). На другій стадії плі при падінні в ундекані (приблизно 8-10сек) пенейтралізації ці розчини подають по двом каналам ретворюються на прозорі гранули гідрогелю строго на змішувач-гранулятор із швидкістю 37,1 i сферичної форми. Після відділення від транспорт4,9л/год. Одержану суміш у вигляді 7 струменів ної рідини (води) сферично-гранульований гідродіаметром 1мм направляють в колонну з ундекагель, який має рН 4,65, ділять на дві рівні частини. ном, попередньо підігрітим до 55°С. Після віддіОдну частину обробляють 1М розчином бікарболення від транспортної рідини гранули додатково нату натрію з домішкою 2моль NaCl, з рН=7,2, щоб нейтралізують, відмивають від побічних продуктів запобігти зниженню величини питомої поверхні реакції та висушують як і в прикладі 2. Одержують гранул при їх зберіганні, після чого відмивають сферично-гранульований матеріал з такими хараводою та висушують спочатку на повітрі, а потім ктеристиками: діаметр гранул 0,5-0,7мм, при 120°С протягом 2 годин. Одержаний сферичSпит.=371м 2/г, Vs(H2O)=0,37см 3/г, но-гранульований матеріал має такі текстурні хаVs(C6H6)=0,32см 3/г, Рm=83МПа. 2 3 рактеристики: Sпит.=321м /г, Vs(H2O)=0,28см /г, Після 5 годин безперервної роботи змішувачаVs(С6Н6)=0,20см 3/г, Рm=42МПа. гранулятора відкладення нашарувань гідрогелю на Другу частину обробляють 0,3% розчином стінках усі х 7 капілярів не спостерігали. аміаку до рН=9,3. При цьому має місце повне розПриклад 4. тріскування всіх гранул гідрогелю на шматочки Сферично гранульований матеріал одержують розміром менше 1мм. Гідрогель відмивають і суяк і в прикладі 3, але гранули після обробки 0,3% шать як і першу частину. Одержують порошкопорозчином аміаку піддають гідротермальній обробці дібний матеріал з розміром частинок 0,15-0,3мм і при 95-96°С протягом 6 годин. Одержують матерітакими характеристиками: Sпит.=332м 2/г, ал з такими характеристиками: Sпит.=598м 2/г, 3 3 Vs(H2O)=0,26см /г, Vs(С6Н6)=0,20см /г. Vs(H2O)=0,45см 3/г, Vs(С6Н6)=0,40см 3/г, При роботі змішувача-гранулятора спостерігаРm=110МПа. лось постійне звуження вихідних стр уменів. Після Приклад 5. 1 часу роботи процес був призупинений для чистДо 30л 2М розчину ZrOCl2 при перемішуванні ки всіх 7 капілярів. додають 10л 6М розчину аміаку і 15л 8М розчину Приклад 2. карбаміду (карбамід/Zr=2). В одержаний прозорий На першій стадії нейтралізації до 60л 2М водрозчин в один прийом при інтенсивному переміного розчину ZrOCl2 тонким струменем при інтеншуванні додають 9мл 5М розчину ацетату натрію. сивному перемішуванню добавляють 20л 6М розОдержаний гомогенний золь з часом гелеутворенчину аміаку. В одержаний прозорий розчин ня близько 4 хвилин та питомою густиною 1,26 вводять 4,5л 8М розчину карбаміду (співвідношенг/см 3, виливають у приготовлену суміш ундекану і ня карбамід/Zr=0,3). Для подальшої нейтралізації тетрахлориду вуглецю, яка містить 0,05мас.% дона другій стадії використовують 5М водний розчин децилсульфату, з питомою густиною 1,26г/см рівацетату амонію (9л). Частково нейтралізований ною густині золю. Емульгування золю здійснюють цирконійвмісний розчин та розчин ацетату амонію, шляхом перемішування суміші зі швидкістю 60-250 які мають кімнатну температур у, двома каналами обертів за хвилину протягом 5хв. Одержаний сфеподають на змішувач-гранулятор зі швидкостями рично гранульований гідрогель гідроксиду цирко35,3 і 4,7л/год відповідно. Одержувану суміш у нію (діаметр мікросфер 0,3-0,35мм) нейтралізують вигляді 7 струменів діаметром 1мм направляють в 0,3% розчином аміаку до рН=9,0, піддають гідроколону з ундеканом, який має кімнатну температутермальній обробці при 95°С протягом 6 годин, ру. В ундекані суміш розбивається на краплі. Осківідмивають і сушать як у прикладі 1. Одержують льки при вибраному співвідношенні NH4Ac/Zr час сферично гранульований матеріал з діаметром гелеутворення в суміші складає 6-7 секунд, краплі гранул 100-120мкм. Sпит.=585м 2/г, при падінні в ундекані (приблизно 10сек) перетвоVs(H2O)=0,52см 3/г, Vs(С6Н6)=0,29см 3/г. рюються на прозорі гранули гідрогелю сферичної Приклад 6. форми. Після відділення від транспортної рідини До 30мл 2М розчину ZrOCl2 при перемішуванні (води) сферично гранульований продукт оброблятонким струменем додають 10мл 6М розчину аміають 0,3%-ним аміаком до рН=9,3, після чого відку. В частково нейтралізованому сольовому розмивають водою та висушують як і в прикладі 1 чині розчиняють 10,8г карбаміду. Після цього в Одержаний матеріал має такі текстурні характериодин прийом при інтенсивному перемішуванні достики: Sпит.=346м 2/г, Vs(H2O)=0,35см 3/г, дають 9мл 5М розчину ацетату натрію. Одержують Vs(C6H6)=0,30см 3/г, Рm=76МПа. прозорий золь з часом переходу в гель близько 1 Після 3 годин безперервної роботи змішувача години. Після 24 годин старіння пружний гідрогель спостерігали звуження діаметрів капілярів з 1мм розламують на шматочки розміром 3-4мм, нейтрадо 0,25мм, що призвело до значного збільшення лізують 0,3% аміаком до рН=8,5, відмивають дисполідисперсності одержаного гідрогелю. тильованою водою до рН=7,0 і висушують як і в Приклад 3. прикладі 1. Одержують пористий матеріал з пито 11 85881 12 мою поверхнею 350м 2/г, Vs(H2O)=0,43см 3/г, на основі гідроксидів та оксидів полівалентних Vs(С6Н6)=0,37см 3/г. металів. Приклад 7. Джерела використаної інформації Матеріал одержують як і в прикладі 5, але на 1. Неймарк И.Е. - Синтетические минеральные другій стадії нейтралізації замість розчину ацетату сорбенты и носители катализаторов, Киев, Науконатрію використовують 3-ний % 1,6Μ розчин аміава думка, 1982, 216 с. ку (рН=12,8) у кількості 30мл. Показники матеріа2. Патент України №65359, опубл. 15.03.2004, лу: Sпит.=362м 2/г, Vs(H2O)=0,48см 3/г, Бюл. №3, 2004. Vs(С6Н6)=0,45см 3/г. 3. J.D. Wright, Nico AJ.M.Sommerdijk, Sol-gel Приклад 8. Materials, London, 2001, p.125. До суміші водних розчинів 15мл 2М ZrOCl2 і 4. A.C. CPCP №1282463, кл 4 C01G25/02, опубл. 15мл 2М TiOCl4 додають 7,5мл 8М розчину карба06.02.85. міду після чого при інтенсивному перемішуванні 5. Патент РФ №2032460, кл 6 B01J20/06, опубл. суміш нейтралізують 15мл 6М розчину аміаку. До 10.04.95. одержаного прозорого розчину в один прийом при 6. Патент РФ №2032461, кл 6 В01J20/06, опубл. інтенсивному перемішуванні додають 20мл 2М 10.04.95. водного розчину ацетату магнію Mg(Ac)2 . Одержа7. Патент РФ №2064825, кл 6 В01J20/06, опубл. ний гель розламують на шматочки розміром 310.08.96. 4мм, відмивають водою від MgCl2, додатково ней8. Патент РФ №2125969, кл 6 C01G25/02, опубл. тралізують 0,25%-ним водним розчином аміаку до 07.05.04. рН=9, піддають гідротермальній обробці при 95°С9. Патент РФ №2235686, кл 7 C01G25/02, опубл. 96°С, знову відмивають водою і висушують як це 10.09.04. описано у прикладі 1. Одержують матеріал з таки10. Поспелов А.А. и др. - Применение золей и ми характеристиками: Sпит.=605м 2/г, золь-гель методов в технологии синтеза сорбенVs(H2O)=0,52см 3/г, Vs(С6Н6)=0,47см 3/г. Далі продукт тов. В кн. «Химия и технология неорганических піддають термічній обробці при 550°С протягом 2 сорбентов», Пермь, Из-во Пермского политехи, годин. Sпит.=320м 2/г, Vs(H2O)=0,40см 3/г. ин-та, 1979, с.85-91. Приклад 9. 11. Калико М.А., Федорова Т.В., - В сб. «ПолучеДо суміші 15мл 3М водного розчину FeCl3 і ние и свойства сорбентов», Л., Госхимиздат, 1959, 15мл 3М водного розчину АІСl3 додають 10мл 9М с. 156. розчину карбаміду, після чого краплями при інтен12. Ваrаn V., Caletka R., Tympl M., U zbanek. - J. сивному перемішуванні додають 16,5мл 25%-ного Radioanal. Chem., 24, 353, 1975. розчину аміаку. До одержаного, забарвленого у 13. Ulirich J., Tympl M., Pekarek V., Vesely V. - J. вишневий колір прозорого розчину при інтенсивRadioanal. Chem., 24, 361, 1975. ному перемішуванні в один прийом додають 15мл 14.Caletka R., Tympl M. - J.Inorg.Nucl.Chem., 39, 4М нітриту натрію NaNO2. Одержують прозорий 669, 1977. пружний гель суміші гідроксидів Fe і Аl, який подрі15. Патент США №3416888, кл. 23-143, опубл. бнюють на шматочки розміром 3-4мм, обробляють 17.12.1968. 0,3%-ним розчином аміаку до рН=8,0, висушують 16. Патент США №3496115, кл. 252-448; на відкритому повітрі протягом 24 годин і при B01J11/44, опубл. 6.02.1968. 110°С протягом 2 годин. Одержаний матеріал має 17. Патент США №3681259, кл. 252-448; такі текстурні характеристики: Sпит.=443м 2/г, B01J11/44, опубл. 01.08.1972 Vs(H2O)=0,46см 3/г, Vs(C6H6)=0,40см 3/г. 18. Патент Франції №2268332, кл. 2 G21C3/64, Таким чином, наведені приклади синтезів 2-9, 2B01J13/02, опубл. 19.04.1974. проведених згідно способу, що заявляється, свід19. Авторське свідоцтво ЧРСР №169245, кл. чать про його перевагу над існуючими способамиB01J20/06, опубл. 15.02.77. аналогами і прототипом. Спосіб, що заявляється, 20. Авторське свідоцтво ЧРСР №180776, кл. 2 дозволяє більш повно контролювати хід золь-гель B01J1/04, опубл. 31.05 77. процесу синтезу, та значно спрощувати його та 21. Авторське свідоцтво СРСР №1491561, кл. 4 одержувати високоякісні матеріали на основі гідB01J20/06 опубл. 07.07.89. роксидів полівалентних металів при використанні в 22. Патент США №3312631, кл. 252-301.1, опубл. якості вихідної сировини їх простих солей. За сво04.04.1967. їми експлуатаційними характеристиками синтезо23. Патент США №3312632, кл. 252-301.1, опубл. вані зразки значно перевершують одержані за 04.04 1967. прототипом. На основі способу, що заявляється, 24. Заявка на патент України на винахід можлива організація безперервного багатотонаж№а200608249 від 24 07.06р. - Прототип. ного виробництва більш високоякісних матеріалів Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for producing materials based on hydroxides or oxides of polyvalent metals
Автори англійськоюChepurna Iryna Kostiantynivna, Kanibolotskyi Valentyn Arsentiiovych, Yakovliev Valerii Ivanovych, Kylivnyk Yurii Mykolaiovych, Strelko Volodymyr Vasyliovych
Назва патенту російськоюСпособ получения материалов на основе гидроксидов или оксидов поливалентных металлов
Автори російськоюЧепурная Ирина Константиновна, Каниболоцкий Валентин Арсентьевич, Яковлев Валерий Иванович, Киливник Юрий Николаевич, Стрелко Владимир Васильевич
МПК / Мітки
МПК: B01J 20/30, B01J 21/00, B01J 20/06
Мітки: матеріалів, основі, гідроксидів, металів, спосіб, оксидів, одержання, полівалентних
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-85881-sposib-oderzhannya-materialiv-na-osnovi-gidroksidiv-abo-oksidiv-polivalentnikh-metaliv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання матеріалів на основі гідроксидів або оксидів полівалентних металів</a>
Попередній патент: Пристрій для запобігання обертанню валка прокатної кліті, встановленого в підшипниках подушок, розміщених у вікнах станини прокатної кліті
Наступний патент: Спосіб виготовлення гумотканинної мембрани
Випадковий патент: Пристрій шинкарюка-кернера для обігріву гумових деталей автомобіля