EA031942B1 - Слоистые двойные гидроксиды с высоким значением площади поверхности - Google Patents

Слоистые двойные гидроксиды с высоким значением площади поверхности Download PDF

Info

Publication number
EA031942B1
EA031942B1 EA201691938A EA201691938A EA031942B1 EA 031942 B1 EA031942 B1 EA 031942B1 EA 201691938 A EA201691938 A EA 201691938A EA 201691938 A EA201691938 A EA 201691938A EA 031942 B1 EA031942 B1 EA 031942B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
layered double
double hydroxide
solvent
surface area
anion
Prior art date
Application number
EA201691938A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201691938A1 (ru
Inventor
Дермот О'Хэр
Чуньпин Чэнь
Аунчана Вангрия
Анчали Вангариякави
Original Assignee
ЭсСиДжи КЕМИКАЛЗ КО., ЛТД.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЭсСиДжи КЕМИКАЛЗ КО., ЛТД. filed Critical ЭсСиДжи КЕМИКАЛЗ КО., ЛТД.
Publication of EA201691938A1 publication Critical patent/EA201691938A1/ru
Publication of EA031942B1 publication Critical patent/EA031942B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/041—Oxides or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/78—Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen
    • C01F7/784—Layered double hydroxide, e.g. comprising nitrate, sulfate or carbonate ions as intercalating anions
    • C01F7/785—Hydrotalcite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/043—Carbonates or bicarbonates, e.g. limestone, dolomite, aragonite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/045—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium containing sulfur, e.g. sulfates, thiosulfates, gypsum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28016—Particle form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
    • B01J20/28061—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area being in the range 100-500 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
    • B01J27/053—Sulfates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/20—Carbon compounds
    • B01J27/232—Carbonates
    • B01J27/236—Hydroxy carbonates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/24—Nitrogen compounds
    • B01J27/25—Nitrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0201—Oxygen-containing compounds
    • B01J31/0205—Oxygen-containing compounds comprising carbonyl groups or oxygen-containing derivatives, e.g. acetals, ketals, cyclic peroxides
    • B01J31/0208—Ketones or ketals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
    • B01J31/28—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of the platinum group metals, iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/615—100-500 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0236—Drying, e.g. preparing a suspension, adding a soluble salt and drying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031—Precipitation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/36—Nitrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/46—Sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/78—Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/78—Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen
    • C01F7/782—Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen containing carbonate ions, e.g. dawsonite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/78—Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen
    • C01F7/784—Layered double hydroxide, e.g. comprising nitrate, sulfate or carbonate ions as intercalating anions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G3/00—Compounds of copper
    • C01G3/006—Compounds containing, besides copper, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/006—Compounds containing, besides cobalt, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2235/00—Indexing scheme associated with group B01J35/00, related to the analysis techniques used to determine the catalysts form or properties
    • B01J2235/15—X-ray diffraction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2235/00—Indexing scheme associated with group B01J35/00, related to the analysis techniques used to determine the catalysts form or properties
    • B01J2235/30—Scanning electron microscopy; Transmission electron microscopy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/20—Two-dimensional structures
    • C01P2002/22—Two-dimensional structures layered hydroxide-type, e.g. of the hydrotalcite-type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/50—Agglomerated particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14—Pore volume

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Слоистые двойные гидроксиды, имеющие высокую площадь поверхности (по меньшей мере 125 м/г) и имеющие формулу (I)в которой M и M' отличаются друг от друга, и каждый из них представляет собой заряженный катион металла (и обязательно должен присутствовать), z=1 или 2; y=3 или 4, 0<x<0,9, b имеет значение от 0 до 10, с от 0 до 10, X представляет собой анион, n является зарядом на этом анионе и a=z(1-x)+xy-2; АМО-растворитель является смешиваемым с водой органическим растворителем, которые могут быть приготовлены с помощью способа, который включает: a) осаждение слоистого двойного гидроксида, имеющего формулугде M, M', z, y, x, a, b и X определены выше, из раствора, содержащего катионы металлов M и M' и анион X; b) старение осадка слоистого двойного гидроксида, полученного на стадии a), в первоначальном растворе; c) сбор и последующую промывку осадка слоистого двойного гидроксида; d) диспергирование влажного слоистого двойного гидроксида в АМО-растворителе так, чтобы получить густую суспензию слоистого двойного гидроксида в этом растворителе; e) выдерживание дисперсии, полученной на стадии d); и f) извлечение и сушку слоистого двойного гидроксида. Эти продукты с высокой площадью поверхности имеют малый размер частиц и являются особенно подходящими для использования в качестве катализаторов, носителей катализаторов, сорбентов и покрытий.

Description

Настоящее изобретение относится к слоистым двойным гидроксидам (LDH) с высоким значением площади поверхности, а также к способам их получения.
Слоистые двойные гидроксиды (LDH) являются классом соединений, которые содержат катионы двух металлов и имеют слоистую структуру. Обзор LDH приведен в публикации Structure and Bonding; Vol. 119, 2005, Layered Double Hydroxides ed. X Duan and D.G. Evans. Гидроталькиты, возможно самые известные примеры LDH, изучались в течение многих лет. Слоистые двойные гидроксиды могут содержать анионы между слоями структуры. Международная патентная заявка WO 99/24139 раскрывает использование LDH для разделения анионов, включая ароматические и алифатические анионы.
Вследствие относительно высокого поверхностного заряда и гидрофильных свойств LDH частицы или кристаллиты синтезируемых обычным образом LDH как правило являются сильно агрегированными. Результатом этого является то, что при их производстве слоистые двойные гидроксиды агрегируются с образованием камнеподобных непористых тел с большими размерами частиц, вплоть до нескольких сотен микрон, и с низкой удельной поверхностью, составляющей обычно от 5 до 15 м2/г (как раскрыто, например, в публикации Wang et al. Catal. Today 2011, 164, 198). Например, в публикации Adachi-Pagano et al. (Chem.. Commun. 2000, 91) сообщается, что слоистые двойные гидроксиды с относительно высоким значением площади поверхности имеют удельную поверхность не выше чем от 5 до 120 м2/г.
В некоторых приложениях (например, в адсорбентах или носителях катализатора) также было бы выгодно обеспечить более высокие площади поверхности слоистых двойных гидроксидов, чем известные в настоящее время. Относительно высокие площади поверхности могли бы привести к большему числу активных центров и облегчили бы массоперенос с поверхности внутрь объема.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что высокая площадь поверхности слоистых двойных гидроксидов может быть получена с помощью простого и недорогого способа, включающего в себя меньшее количество стадий и использующего меньшие количества органических растворителей по сравнению с другими известными способами. Этот простой способ будет более легко переносимым на крупномасштабное производство, чем ранее известные способы.
Соответственно, настоящее изобретение предлагает способ приготовления слоистого двойного гидроксида, имеющего удельную поверхность по меньшей мере 125 м2/г и имеющего формулу [Μζ+ι-λΜ'χ+χ (ОН) г] а+ (Хп ) а/л'ЬНгО'С (АМО-растворитель) (I) в которой М и М' отличаются друг от друга, и каждый из них представляет собой заряженный катион металла (и обязательно должен присутствовать), z=1 или 2; у=3 или 4, 0<х<0,9, b имеет значение от 0 до 10, с=от 0 до 10, X представляет собой анион, n является зарядом на этом анионе, a=z(1-х)+ху-2; АМО-растворитель является смешиваемым с водой органическим растворителем, причем этот способ включает:
a) осаждение слоистого двойного гидроксида, имеющего формулу [Mz + l-zM’y+x (ОН) 2 ] (Хл) где М, М', z, у, х, а, b и X определены, как указано выше, из раствора, содержащего катионы металлов М и М' и анион Xn-;
b) старение осадка слоистого двойного гидроксида, полученного на стадии а), в первоначальном растворе;
c) сбор и последующую промывку осадка слоистого двойного гидроксида;
d) диспергирование влажного слоистого двойного гидроксида в АМО-растворителе так, чтобы получить густую суспензию слоистого двойного гидроксида в этом растворителе;
e) выдерживание дисперсии, полученной на стадии d); и
f) извлечение и сушку слоистого двойного гидроксида.
На стадии а) способа по настоящему изобретению слоистый двойной гидроксид обычно производится путем добавления водного раствора прекурсора, содержащего ионы металлов М и М', к раствору, содержащему анион X, который может дополнительно содержать NaOH, или к которому раствор NaOH может быть добавлен отдельно для того, чтобы довести значение рН раствора до предопределенного значения, обычно больше чем 7, предпочтительно больше чем 9, более предпочтительно от 10 до 12. В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления желательно добавить раствор прекурсора, содержащего ионы металлов, к раствору, содержащему анион, быстро и при интенсивном перемешивании, поскольку это способствует быстрому зародышеобразованию слоистого двойного гидроксида. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что эта стадия быстрого добавления и быстрого соосаждения вызывает формирование коллоидного раствора слоистого двойного гидроксида, имеющего более малый и более тонкий размер частиц. Слоистый двойной гидроксид подвергается старению в первоначальном реакционном сиропе, и предпочтительно раствор, содержащий осажденный слоистый двойной гидроксид, будет стариться менее 24 ч, предпочтительно менее 16 ч и более предпочтительно менее 3 ч. На стадии с) этого способа осажденный слоистый двойной гидроксид собирается, а затем промывается. Как правило, осадок собирается путем фильтрации. После сбора осадок промывается до тех пор, пока промывочный раствор не будет иметь значение рН, которое является, по существу, нейтральным, например значение рН, равное 7±0,5. Промывка обычно выполняется с использованием деминерализованной
- 1 031942 воды. Предпочтительно, чтобы после промывки водой осажденный слоистый двойной гидроксид был промыт АМО-растворителем.
В соответствии со способом по настоящему изобретению собранный и промытый слоистый двойной гидроксид повторно диспергируется в АМО-растворителе для того, чтобы получить густую суспензию LDH в растворителе. АМО-растворитель представляет собой растворитель, который может смешиваться с водой. Предпочтительно, чтобы АМО-растворитель имел полярность растворителя (Р) в диапазоне от 3,8 до 9. Полярность растворителя (Р) определяется на основе экспериментальных данных по растворимости, приведенных в публикации Snyder and Kirkland (Snyder, L.R.; Kirkland, J.J. in Introduction to modern liquid chromatography, 2nd ed.; John Wiley and Sons: New York, 1979; pp. 248-250). В большинстве случаев может использоваться любой подходящий органический растворитель, но предпочтительно, чтобы он представлял собой растворитель, выбираемый из ацетона, ацетонитрила, диметилформамида, диметилсульфоксида, диоксана, этанола, метанола, н-пропанола, изопропанола или тетрагидрофурана. В соответствии с одним особенно предпочтительным вариантом осуществления органический растворитель является ацетоном. АМО-растворитель, содержащийся в слоистом двойном гидроксиде формулы (I), может быть тем же самым или отличающимся от АМО-растворителя, используемого на стадии диспергирования.
Дисперсия слоистого двойного гидроксида в органическом растворителе выдерживается предпочтительно в течение по меньшей мере 3 ч. Предпочтительно, чтобы дисперсия выдерживалась с помощью взбалтывания и/или перемешивания. Перемешивание может выполняться с использованием магнитной мешалки со скоростью перемешивания, которая предпочтительно составляет по меньшей мере 300 об/мин и более предпочтительно по меньшей мере 1000 об/мин. Альтернативно может использоваться смеситель с пропеллерной мешалкой, имеющей линейную скорость по меньшей мере 0,5 м/с. Этот процесс старения является существенным для получения слоистого двойного гидроксида, имеющего высокую площадь поверхности. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что площадь поверхности конечного продукта зависит от величины отрезка времени, в течение которого дисперсия слоистого двойного гидроксида старится в органическом растворителе. Предпочтительно, чтобы густая суспензия слоистого двойного гидроксида старилась в органическом растворителе в течение 96 ч, например в течение периода времени от 1 до 4 дней. Более предпочтительно, чтобы период старения находился в диапазоне от 1 до 3 дней, поскольку мы обнаружили, что увеличение площади поверхности слоистого двойного гидроксида, происходящее во время старения после первых 72 ч старения, является незначительным. Как правило, дисперсия слоистого двойного гидроксида в органическом растворителе старится в течение от 48 до 72 ч. Кроме того, мы обнаружили, что для конечного продукта является выгодным, чтобы после того, как дисперсия слоистого двойного гидроксида в органическом растворителе была подвергнута старению, органический растворитель был удален, и слоистый двойной гидроксид был повторно диспергирован в свежем органическом растворителе. Когда выполняется это повторное диспергирование слоистого двойного гидроксида, свежая дисперсия слоистого двойного гидроксида в свежем органическом растворителе может выдерживаться в течение 2 ч.
Состаренная дисперсия слоистого двойного гидроксида в органическом растворителе или вторичная дисперсия, если слоистый двойной гидроксид был повторно диспергирован в свежем органическом растворителе, подвергается затем процедуре, посредством которой слоистый двойной гидроксид может быть извлечен и высушен. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что удельная поверхность конечного высушенного продукта зависит от используемой процедуры сушки.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления стадия d) извлечения и сушки слоистого двойного гидроксида содержит фильтрование слоистого двойного гидроксида от органического растворителя с последующей сушкой собранного слоистого двойного гидроксида. Сушка может выполняться в сушильном шкафу как с использованием вакуума, так и без него. Как правило, сушка в печи или сушильном шкафу выполняется при относительно низкой температуре, которая будет зависеть от температуры, при которой испаряется органический растворитель. Когда АМО-растворитель является ацетоном, предпочтительно, чтобы стадия сушки выполнялась при температуре в диапазоне от комнатной температуры (20°С) до 60°С. В предпочтительном варианте осуществления, в соответствии с которым в качестве органического растворителя используется ацетон, мы обнаружили, что температура сушильного шкафа, равная приблизительно 60°С, может использоваться для того, чтобы высушить собранный слоистый двойной гидроксид. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что в то время как продукт, быстро высушенный в сушильном шкафу при температуре 60°С, имеет удельную поверхность, равную приблизительно 142 м2/г, аналогичный продукт, быстро высушенный в открытом сосуде в вакуумном сушильном шкафу, имеет удельную поверхность, равную 180 м2/г или больше.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления стадия d) способа содержит пропускание дисперсии слоистого двойного гидроксида в органическом растворителе через устройство сушки распылением и сушку дисперсии распылением, обычно с использованием инертной атмосферы, такой как азот, для того, чтобы получить высушенный распылением слоистый двойной гидроксид.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что при использовании процедуры сушки распыле
- 2 031942 нием для получения сухого продукта LDH из дисперсии в АМО-растворителе конечный LDH имеет значительно увеличенную площадь поверхности по сравнению с продуктом LDH, полученным путем фильтрования, а затем сушки отфильтрованного материала в сушильном шкафу. Кроме того, из полученных результатов следует, что удельная поверхность конечного полученного LDH зависит от скорости подачи дисперсии к распылительной сушилке, а также от температур на входе и выходе распылительной сушилки. В приведенных примерах демонстрируется, что дисперсия слоистого двойного гидроксида в ацетоне (состаренная в течение всего лишь 1 ч), высушенная распылением при использовании скорости подачи в диапазоне от 10 до 15 мл/мин, входной температуре 87°С и выходной температуре 58°С, дает конечный высушенный распылением продукт, имеющий удельную поверхность приблизительно 316 м2/г, в то время как та же самая дисперсия, высушенная распылением при использовании скорости подачи в диапазоне от 20 до 25 мл/мин, входной температуре 95°С и выходной температуре 57°С, дает конечный высушенный распылением продукт, имеющий удельную поверхность приблизительно 333 м2/г. Таким образом, в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления дисперсия слоистого двойного гидроксида в АМО-растворителе подается в распылительную сушилку со скоростью подачи по меньшей мере 12 мл/мин, более предпочтительно по меньшей мере 18 мл/мин и наиболее предпочтительно приблизительно 24 мл/мин.
В формуле (I) для слоистого двойного гидроксида М может быть единственным катионом металла или смесью катионов различных металлов. Например, когда z равно 2, М может быть выбран из Mg, Са или Zn, или катионов переходного металла, таких как Fe, Ni, Co, Mn или Cu, а когда z равно 1, М может представлять собой Li. Предпочтительным М являются Mg, Zn, Fe, Са, Ni, Co, Mn, Си или смесь двух или более из них.
М' может быть единственным катионом металла или смесью катионов различных металлов. Например, когда у=3, М' может быть выбран из Al, Ga, Y, In, Fe, Co, Ni, Mn, Cr, Ti, V или La, a когда у=4, М' может быть выбран из Sn, Ti или Zr или из их смесей. Предпочтительным М' является Al. Предпочтительное значение у равно 3.
Предпочтительно, чтобы z равнялось 2, а М представлял собой Са, или Mg, или Zn, или Fe.
Предпочтительными слоистыми двойными гидроксидами являются Mg/Al, Ca/Al, Ni/Al, Cu/Al или Zn/Al.
Предпочтительными значениями х являются от 0,2 до 1, более предпочтительными от 0,22 до 0,5, еще более предпочтительными от 0,23 до 0,4.
Анион в слоистом двойном гидроксиде может быть любым подходящим анионом, органическим или неорганическим, например галидом (например, хлоридом), неорганическим оксианионом (например, XmOn (ОН)р-4; где m=1-5; n=2-10; р=0-4, q=1-5; Х=В, С, N, С, Р; например карбонатом, бикарбонатом, гидрофосфатом, дигидрофосфатом, нитритом, боратом, нитратом, фосфатом, сульфатом), анионным поверхностно-активным веществом (таким как додецилсульфат натрия, соли жирной кислоты или стеарат натрия), анионным хромофором и/или анионным поглотителем ультрафиолетовых лучей, например 4гидрокси-3 -10-метоксибензойной кислотой, 2-гидрокси-4-метоксибензофенон-5 -сульфокислотой (НМВА), 4-гидрокси-3-метоксикоричной кислотой, п-аминобензойной кислотой и/или урокановой кислотой.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения значение с составляет больше нуля. Следующие примеры демонстрируют приготовление соединений слоистого двойного гидроксида, в которых значение с равно 0,1.
Настоящее изобретение дополнительно относится к слоистому двойному гидроксиду А, приготовленному с помощью способа, включающего:
a) осаждение слоистого двойного гидроксида В, имеющего формулу [Мг+1-хМ,у+х (ОН) 2] а+ (Хп“) а/п-ЬНгО в которой М и М' отличаются друг от друга, и каждый из них представляет собой заряженный катион металла, z=1 или 2; у=3 или 4; 0<х<0,9, b имеет значение от 0 до 10, X представляет собой анион, n является зарядом этого аниона, и a=z(1-х)+ху-2;
из раствора, содержащего катионы металлов М и М' и анион Xn-;
b) старение осадка слоистого двойного гидроксида, полученного на стадии а), в первоначальном растворе;
c) сбор и последующую промывку осадка слоистого двойного гидроксида;
d) диспергирование влажного слоистого двойного гидроксида в АМО-растворителе для того, чтобы получить густую суспензию слоистого двойного гидроксида в этом растворителе;
e) выдерживание дисперсии, полученной на стадии d); и
f) извлечение и сушку слоистого двойного гидроксида А; причем слоистый двойной гидроксид А имеет удельную поверхность по меньшей мере 125 м2/г.
Предпочтительно, чтобы когда z равно 2, М представлял собой Mg, Zn, Fe, Ca, Sn, Ni, Cu, Co, Mn или Cd или смесь двух или более из них, или чтобы М представлял собой Li, когда z равно 1. Предпочтительно, чтобы М' представлял собой Al, Ga, Y, В, Fe, Co, Ni, Mn, Cr, Ti, V или La, когда y равно 3, или
- 3 031942 чтобы М представлял собой Sn, Ti или Zr или их смесь, когда у равно 4.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления М' представляет собой Al.
Слоистый двойной гидроксид А предпочтительно выбирается из Zn/Al, Mg/Al и Са/Al, Ni/Al, Cu/Al.
Наиболее предпочтительно слоистый двойной гидроксид представляет собой слоистый двойной гидроксид Mg/Al.
Как правило, X представляет собой анион, выбираемый по меньшей мере из одного галоидного соединения, неорганического оксианиона, анионных поверхностно-активных веществ, анионных хромофоров и анионных поглотителей ультрафиолетовых лучей. Примеры неорганического оксианиона включают в себя карбонат, бикарбонат, гидрофосфат, дигидрофосфат, нитрит, борат, нитрат, сульфат или фосфат или смесь двух или более из них.
Слоистый двойной гидроксид по настоящему изобретению имеет удельную поверхность по меньшей мере 125 м2/г, предпочтительно по меньшей мере 240 м2/г.
Слоистый двойной гидроксид по настоящему изобретению предпочтительно имеет объем порового пространства, определенный по Брунауэру-Эммету-Теллеру (BET) (N2) по меньшей мере 0,5 см3/г, более предпочтительно по меньшей мере 1,0 см3/г.
Слоистый двойной гидроксид по настоящему изобретению предпочтительно имеет размер частиц меньше чем 150 мкм, более предпочтительно меньше чем 30 мкм.
Когда слоистый двойной гидроксид А сушится путем распыления на стадии f), он обычно имеет размер агломерированных частиц меньше чем 100 мкм, предпочтительно меньше чем 30 мкм.
В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение предлагает слоистый двойной гидроксид Mg-Al-СО3, имеющий удельную поверхность по меньшей мере 300 м2/г, предпочтительно по меньшей мере 314 м2/г, более предпочтительно по меньшей мере 330 м2/г.
Материалы в соответствии с настоящим изобретением являются особенно подходящими для использования в большом разнообразии приложений, например, в качестве катализаторов, носителей катализаторов, сорбентов и покрытий.
В следующих примерах использовались следующие способы исследования.
Рентгеновская дифракция (XRD) - узоры рентгеновской дифракции регистрировались с помощью прибора PANalytical X'Pert Pro в режиме отражения с использованием Ka-излучения меди. Ускоряющее напряжение устанавливалось равным 40 кВ с током 40 мА (λ=1,542°) со скоростью изменения 0,01 °с-1 от 1 до 70° с размером щели в 0,25°.
Просвечивающая электронная микроскопия (ТЕМ) - анализ с помощью просвечивающей электронной микроскопии выполнялся на микроскопе JEOL 2100 с ускоряющим напряжением 400 кВ. Образцы диспергировались в этаноле с помощью ультразвука, а затем отливались на медные сетки для просвечивающей электронной микроскопии, покрытые тонкой углеродной пленкой.
Сканирующая электронная микроскопия (SEM) - анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии выполнялся на сканирующем электронном микроскопе JEOL JSM 6100 с ускоряющим напряжением 20 кВ. Порошковые образцы распылялись на углеродную ленту, которая затем приклеивалась на столик сканирующего электронного микроскопа. Перед наблюдением образцы покрывались толстым платиновым слоем путем разбрызгивания для того, чтобы предотвратить заряд и улучшить качество изображения.
Удельные площади поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру (BET) - удельные площади поверхности по BET измерялись по изотермам адсорбции и десорбции N2 при температуре 77 К, полученным с помощью анализатора площади поверхности и размера пор Quantachrome Autosorb^. Перед каждым измерением образцы слоистого двойного гидроксида сначала дегазировались в течение ночи при температуре 110°С.
Термогравиметрический анализ (TGA) - термогравиметрический анализ выполнялся с использованием термогравиметрического анализатора Perkin Elmer TGA7. Приблизительно 10 мг образца нагревались в платиновой чашке в сушильном шкафу. Сначала температура выдерживалась равной 30°С в течение 5 мин, а затем увеличивалась до 800°С со скоростью 5°С в минуту. Образец выдерживался при температуре 800°С в течение 5 мин. Эти данные использовались для определения как термостойкости материалов, так и содержания в них Н2О и АМО-растворителя. При повторных измерениях наблюдались небольшие вариации в содержании Н2О и ацетона.
Дополнительные преимущества и особенности предмета настоящего изобретения могут быть получены из следующего подробного описания, взятого в совокупности с чертежами, на которых фиг. 1 представляет собой изображения просвечивающей электронной микроскопии для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 1 перед их сушкой;
фиг. 2 - изображения сканирующей электронной микроскопии для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 1 после их сушки распылением;
фиг. 3 - узоры рентгеновской дифракции для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 1 перед их сушкой а) промытых только водой, b) диспергированных в ацетоне в течение 48 ч;
фиг. 4 - изображения сканирующей электронной микроскопии для слоистых двойных гидроксидов
- 4 031942
Mg3Al-CO3 примера 2 после их сушки в сушильном шкафу;
фиг. 5 - изображения сканирующей электронной микроскопии для слоистых двойных гидроксидов
Mg3Al-CO3 примера 2 после их сушки распылением;
фиг. 6 - изотермы адсорбции N2 для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 2 после их сушки в сушильном шкафу;
фиг. 7 - изотермы адсорбции N2 для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 2 после их сушки распылением;
фиг. 8 - изображения сканирующей электронной микроскопии для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 3 после их сушки в сушильном шкафу;
фиг. 9 - изображения сканирующей электронной микроскопии для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 3 после их сушки распылением;
фиг. 10 - изотермы адсорбции N2 для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-SO4 примера 9 после их сушки в вакуумном сушильном шкафу;
фиг. 11 - изображения просвечивающей электронной микроскопии для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 10 перед их сушкой, (А) промытых только водой, (В) промытых ацетоном в количестве 1000 мл;
фиг. 12 - изотермы адсорбции N2 для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 10, промытых ацетоном в количестве 100 мл, 300 мл и 1000 мл;
фиг. 13 - удельную площадь поверхности по BET и слои слоистого двойного гидроксида для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 10, промытых ацетоном в различных количествах;
фиг. 14 - удельную площадь поверхности по BET и слои слоистого двойного гидроксида для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 10, диспергированных в ацетоне в течение различных промежутков времени;
фиг. 15 - удельную площадь поверхности по BET и слои слоистого двойного гидроксида для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 10, диспергированных в ацетоне в течение различных дисперсионных циклов;
фиг. 16 - изотермы адсорбции N2 для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 11, диспергированных в ацетоне в течение 1, 2 и 4 ч;
фиг. 17 - удельную площадь поверхности по BET и слои слоистого двойного гидроксида для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 11, диспергированных в ацетоне в течение различных промежутков времени;
фиг. 18 - удельную площадь поверхности по BET и слои слоистого двойного гидроксида для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 примера 11, диспергированных в ацетоне в течение различных дисперсионных циклов.
Примеры
Пример 1.
Раствор прекурсора металла был приготовлен путем растворения 9,6 г Mg(NO3)2-6H2O и 4,68 г Al(NO3)3-9H2O в 50 мл деминерализованной воды. Основной раствор был приготовлен путем растворения 4 г NaOH и 2,65 г Na2CO3 в 200 мл деминерализованной воды. Раствор прекурсора металла был быстро добавлен в основной раствор при интенсивном перемешивании. Через 30 мин полученная густая суспензия была собрана путем фильтрации и тщательно промыта водой, а затем ацетоном. Промытый отжатый осадок был повторно диспергирован в ацетоне (200 мл) при перемешивании при температуре 60°С. Через 48 ч ацетон был удален из суспензии и добавлен свежий ацетон (200 мл). Полученная новая суспензия перемешивалась при комнатной температуре в течение 2 ч. Полученная суспензия затем фильтровалась для того, чтобы собрать твердый слоистый двойной гидроксид, который затем был тщательно промыт ацетоном. Конечный продукт [Mg075A10 25(ОН)2](СО3)0^125^0,4Н2О·0,1(ацетон)=(слоистый двойной гидроксид Mg3Al-CO3) сушился в течение ночи в сушильном шкафу при температуре 60°С.
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства полученного слоистого двойного гидроксида Mg3-Al-CO3 показаны в табл. 1. Морфология Mg3-Al-CO3 перед сушкой представлена на фиг. 1. Морфология слоистого двойного гидроксида Mg3-Al-CO3 после сушки распылительной сушилкой представлена в изображениях сканирующего электронного микроскопа на фиг. 2. Чистота полученного слоистого двойного гидроксида Mg3-Al-CO3 была исследована с помощью рентгеновской дифракции, как показано на фиг. 3.
- 5 031942
Таблица 1
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Mg3-Al-CO3, полученных в примере 1
Способы сушки Диапазон скорости подачи в распылительную сушилку (мл/мин) Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см3/г)
Сушильный шкаф, 65°С (на ночь) - 141 0,71
Фильтр+вакуум - 180 0,92
Распылительная сушилка* 20-25 248 1, 99
* все образцы сушились с использованием распылительной сушилки (той же самой, что и ниже) при тех же самых условиях, используя ту же самую выходную температуру, равную 55°С.
Пример 2.
[Mgo^75Alo^25(ОН)2](СО3)o,125·0,1Н2О·0,1 (ацетон) =слоистый двойной гидроксид Mg3Al-CO3 синтезировался путем капельного добавления 200 мл раствора Mg(NO3)2-6n2G (0,15 моль) и Al^NO^^n^ (0,05 моль) в 200 мл раствора Na2CO3 (0,10 моль) со скоростью в диапазоне от 0,1 до 3,5 {моль (Mz++My+)}/{моль(аниона)*мин}. Значение рН раствора для осаждения поддерживалось равным 10 с использованием раствора NaOH (4M), полученная густая суспензия была оставлена на 16 ч при комнатной температуре. Полученная густая суспензия слоистого двойного гидроксида была отфильтрована и промывалась деминерализованной водой до тех пор, пока не было получено значение рН 7, а затем отфильтрованное твердое вещество было промыто 500 мл ацетона через вакуумную фильтровальную воронку. Влажный отфильтрованный осадок повторно диспергировался в 1000 мл ацетона в течение 1 ч.
Половина полученного слоистого двойного гидроксида, суспендированного в ацетоне, сушилась в сушильном шкафу при температуре 65°С, а другая половина сушилась распылением в атмосфере N2. Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства полученного слоистого двойного гидроксида [Mg075Al025(ОН)2](СО3)0125·0,1Н2О·0,1 (ацетон)=(слоистый двойной гидроксид Mg3Al-CO3) показаны в табл. 2. Морфология слоистого двойного гидроксида Mg3-Al-CO3 после сушки в сушильном шкафу и сушки распылительной сушилкой для сравнения представлена в изображениях сканирующего электронного микроскопа на фиг. 4 и 5 соответственно. Изотермы адсорбции N2 слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3, полученных после сушки в сушильном шкафу и сушки распылительной сушилкой показаны на фиг. 6 и 7 соответственно.
Таблица 2 Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Mg3-Al-CO3, полученных в примере 2
Способы сушки Диапазон скорости подачи в распылительную сушилку (мл/мин) Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см3/г)
Сушильный шкаф, 65°С (на ночь) 154 0, 88
Распылительная сушилка 10-15 316 1,37
Распылительная сушилка 15-20 330 1, 36
Распылительная сушилка 20-25 333 1, 45
Распылительная сушилка 25-30 314 1, 19
Пример 3.
[М&^Мо^СОЦЪКГОзЦ,^·0, 1Н2О-0,1 (ацетон) =слоистый двойной гидроксид Mg3Al-CO3 синтезировался путем капельного добавления 200 мл раствора Mg(NO3)2·6Н2О (0,15 моль) и Al(NO3)3·9Н2О (0,05
- 6 031942 моль) в 200 мл раствора Na2CO3 (0,10 моль) со скоростью в диапазоне от 0,1 до 3,5 {моль (М2++Му+)}/{моль(аниона)*мин}. Значение рН раствора для осаждения поддерживалось равным 10 с использованием раствора NaOH (4М). После 30 мин старения в первоначальном растворе полученная густая суспензия была отфильтрована и промывалась деминерализованной водой до тех пор, пока не было получено значение рН 7. Отфильтрованная густая суспензия была промыта 500 мл ацетона через вакуумную фильтровальную воронку, после чего она была диспергирована в 500 мл ацетона. После 16 ч перемешивания эта суспензия была отфильтрована, к ней был добавлен свежий ацетон (1000 мл), и она перемешивалась в течение еще 1 ч. Половина полученного слоистого двойного гидроксида, суспендированного в ацетоне, сушилась в сушильном шкафу при температуре 65°С, а другая половина сушилась распылением в атмосфере N2. Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства полученного слоистого двойного гидроксида Mg3-Al-CO3 показаны ниже в табл. 3. Морфология слоистого двойного гидроксида Mg3-Al-CO3 после сушки в сушильном шкафу и сушки распылительной сушилкой для сравнения представлена в изображениях сканирующего электронного микроскопа на фиг. 8 и 9 соответственно.
Таблица 3 Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Mg3-Al-CO3, полученных в примере 3
Способы сушки Диапазон скорости подачи в распылительную сушилку (мл/мин) Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см3/г)
Сушильный шкаф, 65°С (на ночь) 278 1,10
Распылительная сушилка 25-30 326 1,25
Пример 4.
[Ni0^075Mg0^675Al0^25(ОН)2](СО3)0^125·0,42Н2О·0,13 (ацетон)=слоистый двойной гидроксид Ni03Mg27AlСО3 синтезировался путем капельного добавления 700 мл раствора Ni(NO3)2·6Н2О (0,0525 моль), Mg(NO3)2·6Н2О (0,4725 моль) и Al(NO3)3·9Н2О (0,175 моль) в 700 мл раствора Na2CO3 (0,35 моль) со скоростью в диапазоне от 0,1 до 3,5 {моль(Mz++My+)}/{моль(аниона)*мин}. Значение рН раствора для осаждения поддерживалось равным 10 с использованием раствора NaOH (4M), полученная густая суспензия была оставлена на 16 ч при комнатной температуре. Полученная густая суспензия слоистого двойного гидроксида была отфильтрована и промывалась деминерализованной водой до тех пор, пока не было получено значение рН 7, а затем отфильтрованное твердое вещество было промыто 3000 мл ацетона через вакуумную фильтровальную воронку. Влажный отфильтрованный осадок повторно диспергировался в 1750 мл ацетона в течение 1 ч.
Половина полученного слоистого двойного гидроксида, суспендированного в ацетоне, сушилась в сушильном шкафу при температуре 65°С, а другая половина сушилась распылением в атмосфере N2. Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства полученного слоистого двойного гидроксида [Ni0 075Mg0675Al0 25(ОН)2](СО3)0125·0,42Н2О·0,13 (ацетон)=(слоистый двойной гидроксид Ni0 3Mg2 7Al-CO3) показаны в табл. 4.
Таблица 4
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Niu3-Mg7--Al-C.'O3. полученных в примере 4
Способы сушки Диапазон скорости подачи в распылительную сушилку (мл/мин) Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см5/г)
Сушильный шкаф, 65°С (на ночь) — 177 0,65
Распылительная сушилка 20-25 317 0,84
Пример 5.
[Cu0075Mg0675Al0 25(ОН)2](СО3)0125·0,4Н2О·0,1 (ацетон)=слоистый двойной гидроксид Cu03Mg2-AlСО3 синтезировался путем капельного добавления 700 мл раствора C^NO^^mO (0,0525 моль),
- 7 031942
Mg(NO3)2-6H2O (0,4725 моль) и А1(МО3)з-9Н2О (0,175 моль) в 700 мл раствора Na2CO3 (0,35 моль) со скоростью в диапазоне от 0,1 до 3,5 {моль(Mz++My+)}/{моль (аниона)*мин}. Значение рН раствора для осаждения поддерживалось равным 10 с использованием раствора NaOH (4M), полученная густая суспензия была оставлена на 16 ч при комнатной температуре. Полученная густая суспензия слоистого двойного гидроксида была отфильтрована и промывалась деминерализованной водой до тех пор, пока не было получено значение рН 7, а затем отфильтрованное твердое вещество было промыто 3000 мл ацетона через вакуумную фильтровальную воронку. Влажный отфильтрованный осадок повторно диспергировался в 1750 мл ацетона в течение 1 ч.
Полученный слоистый двойной гидроксид, суспендированный в ацетоне, был высушен распылением в атмосфере N2. Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства полученного слоистого двойного гидроксида [Cu0 ,075Mg0,675A10,25(ОН)2](CО3)0,125·0,4Н2О·0,1 (ацетон)=(слоистый двойной гидроксид Cu0 3Mg2 -Al-CO3) показаны в табл. 5.
Таблица 5
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Cuj 3-Mg2--Al-CO3. полученных в примере 5
Способы сушки Диапазон скорости подачи в распылительную сушилку (мл/мин) Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см3/г)
Распылительная сушилка 20-25 252 1,00
Пример 6/ [Со0 075Мд0675А10 25(ОН)2](СО3)0125-0,4Н2О-0,1 (ацетон)=слоистый двойной гидроксид Со0 3Мд2-А1СО3 синтезировался путем капельного добавления 700 мл раствора Со(NO3)2·6Н2О (0,0525 моль), Mg(NO3)2-6H2O (0,4725 моль) и A1(NO3)3·9Н2О (0,175 моль) в 700 мл раствора Na2CO3 (0,35 моль) со скоростью в диапазоне от 0,1 до 3,5 {моль (М2++Му+)}/{моль(аниона)*мин). Значение рН раствора для осаждения поддерживалось равным 10 с использованием раствора NaOH (4M), полученная густая суспензия была оставлена на 16 ч при комнатной температуре. Полученная густая суспензия слоистого двойного гидроксида была отфильтрована и промывалась деминерализованной водой до тех пор, пока не было получено значение рН 7, а затем отфильтрованное твердое вещество было промыто 3000 мл ацетона через вакуумную фильтровальную воронку. Влажный отфильтрованный осадок повторно диспергировался в 1750 мл ацетона в течение 1 ч.
Полученный слоистый двойной гидроксид, суспендированный в ацетоне, был высушен распылением в атмосфере N2. Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства полученного слоистого двойного гидроксида [Co0^075Mg0675A10 25(ОН)2](СО3)0^125·0,4Н2О·0,1 (ацетон)= (слоистый двойной гидроксид Со0 3Mg2 7A1-CO3) показаны в табл. 6.
Таблица 6
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Соu3-Mg2--A1-CΌ3. полученных в примере 6.
Способы сушки Диапазон скорости подачи в распылительную сушилку (мл/мин) Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (мг/г) Полный объем порового пространства (см3/г)
Распылительная сушилка 20-25 256 1, 06
Пример 7.
[Cu0 ,oo75Nio,o675Mgo,675A1o,25(ОН)2](СОз)o,125·0,4Н2О·0,1 (ацетон)=слоистый двойной гидроксид Cuo 03Ni0 27Mg2 7A1-CO3 синтезировался путем капельного добавления 700 мл раствора Cu^NO^^^ (0,00525’ моль), Ni(NO3)2-6H2O (0,04725 моль), Mg^O^^^ (0,4725 моль) и A^NO^^^ (0,175 моль) в 700 мл раствора Na2CO3 (0,35 моль) со скоростью в диапазоне от 0,1 до 3,5 {моль (Mz++My+)}/{моль (аниона)*мин}. Значение рН раствора для осаждения поддерживалось равным 10 с использованием раствора NaOH (4M), полученная густая суспензия была оставлена на 16 ч при комнатной температуре. Полученная густая суспензия слоистого двойного гидроксида была отфильтрована и промывалась деминерализованной водой до тех пор, пока не было получено значение рН 7, а затем отфильтрованное твердое вещество было промыто 3000 мл ацетона через вакуумную фильтровальную воронку. Влажный отфильтрованный осадок повторно диспергировался в 1750 мл ацетона в течение 1 ч.
Полученный слоистый двойной гидроксид, суспендированный в ацетоне, был высушен распылени- 8 031942 ем в атмосфере N2. Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства полученного слоистого двойного гидроксида [Cu0>0075Ni0 0675Mg0 675Al025(GH)2](CG3)0>125-0,4H2G-0,1 (ацетон)=(слоистый двойной гидроксид Cu0>03Ni0>27Mg2>7Al-CO3) показаны в табл. 7.
Таблица 7
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Cu>03-Ni0>27-Mg2>7-Al-CO3, полученных в примере 7
Способы сушки Диапазон скорости подачи в распылительную сушилку (мл/мин) Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см3/г)
Распылительная сушилка 20-25 197 0, 74
Пример 8.
|Mg0-5Al025(GH)2|(NO3)02-0.32H2G-0.12 (ацетон)=слоистый двойной гидроксид Mg3Al-NO3 синтезировался путем капельного добавления 700 мл раствора Mg(NO3)2-6H2G (0,525 моль) и Al(NO3)3-9H2G (0,175 моль) в 700 мл раствора NaNO3 (0,35 моль) со скоростью в диапазоне от 0,1 до 3,5 {моль (М2++Му+)}/{моль (аниона)*мин}. Значение рН раствора для осаждения поддерживалось равным 10 с использованием раствора NaOH (4М), полученная густая суспензия была оставлена на 16 ч при комнатной температуре. Полученная густая суспензия слоистого двойного гидроксида была отфильтрована и промывалась деминерализованной водой до тех пор, пока не было получено значение рН 7, а затем отфильтрованное твердое вещество было промыто 3000 мл ацетона через вакуумную фильтровальную воронку. Влажный отфильтрованный осадок повторно диспергировался в 1750 мл ацетона в течение 1 ч.
Полученный слоистый двойной гидроксид, суспендированный в ацетоне, был высушен распылением в атмосфере N2. Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства полученного слоистого двойного гидроксида [[Mg0 75Al025(GH)2](NO3)025-0,32H2G-0,12 (ацетон) = (слоистый двойной гидроксид Mg3Al-NO3) показаны в табл. 8.
Таблица 8 Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-NO3, полученных в примере 8
Способы сушки Диапазон скорости подачи в распылительную сушилку (мл/мин) Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см3/г)
Распылительная сушилка 20-25 212 0, 85
Пример 9.
[Mg0 75Al0 25(GH)2](SO4)025-0,55H2G-0,13 (ацетон)=слоистый двойной гидроксид Mg3Al-SO4 синтезировался путем быстрого добавления 20 мл раствора Mg(SO4)2 (0,0375 моль) и Al(SO4)3-16H2G (0,0125 моль) в 50 мл раствора, содержащего 0,025 моль Na2SO4 и 0,075 моль NaOH. Полученная густая суспензия была оставлена на 30 мин при комнатной температуре. Полученная густая суспензия слоистого двойного гидроксида была отфильтрована и промывалась деминерализованной водой до тех пор, пока не было получено значение рH 7, а затем отфильтрованное твердое вещество было промыто 500 мл ацетона через вакуумную фильтровальную воронку. Влажный отфильтрованный осадок повторно диспергировался в 300 мл ацетона в течение 2 ч. Полученная густая суспензия была отфильтрована и повторно диспергировалась в 300 мл ацетона в течение 2 ч.
Полученный слоистый двойной гидроксид был отфильтрован и сушился в вакуумном сушильном шкафу в течение 16 ч. Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства полученного слоистого двойного гидроксида [Mg075Al025(GH)2](SO4)025-0,55H2G-0,13 (ацетон) = (слоистый двойной гидроксид Mg3Al-SO4) показаны в табл. 9. Изотермы адсорбции N2 слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-SO4, полученных после сушки в вакуумном сушильном шкафу, показаны на фиг. 10.
- 9 031942
Таблица 9
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов MgAl-SO, полученных в примере 9
Способы сушки Диапазон скорости подачи в распылительную сушилку (мл/мин) Площадь поверхности по БрунауэруЭммету-Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см3/г)
Вакуумный сушильный шкаф (комнатная температура) 180 0, 93
Пример 10.
[Mg0>75Al0>25 (ОН)2](СОз)0 25-0,1Н2О-0,1 (ацетон)=слоистый двойной гидроксид Mg3Al-CO3 синтезировался путем капельного добавления 20 мл раствора прекурсора металла из Mg(NO3)2-6H2O (1,875 моль) и Al(NO3)3-9H2O (0,625 моль) в 50 мл раствора Na2CO3 (0,5 моль) со скоростью в диапазоне от 0,1 до 3,5 {моль (Mz++My+)}/{моль (аниона)*мин}. Значение рН поддерживалось приблизительно равным 10,0 путем капельного добавления раствора NaOH с концентрацией 4,0М. После 30 мин перемешивания при комнатной температуре густая суспензия промывалась деминерализованной водой до тех пор, пока значение рН не стало близким к 7, после чего она была промыта некоторым количеством ацетона (стадия 1: промывка ацетоном). Полученный влажный отфильтрованный осадок слоистого двойного гидроксида был диспергирован в ацетоне (300 мл) и перемешивался при комнатной температуре в течение некоторого времени (стадия 2: диспергирование). Затем слоистый двойной гидроксид был отфильтрован и повторно диспергирован в свежем ацетоне (300 мл) для изучения дисперсионного цикла (стадия 3: дисперсионный цикл) или сушился в вакуумном сушильном шкафу в течение 16 ч.
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства полученного слоистого двойного гидроксида Mg3Al-CO3 на каждой стадии показаны в табл. 10-12. Морфология влажного слоистого двойного гидроксида Mg3Al-CO3 после промывки водой и промывки в 1000 мл ацетона показаны для сравнения в изображениях ТЕМ на фиг. 11. Изотермы адсорбции N2 слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3, полученных после промывки различными объемами ацетона, показаны на фиг.
12. Площадь поверхности и слои слоистого двойного гидроксида для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 после каждой стадии показаны на фиг. 13-15.
Таблица 10 Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов MgAl-CO, полученных в примере 10
Способы сушки Промывочный ацетон (мл) Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см3/г)
Вакуумный сушильный шкаф (комнатная температура) 0 0,07 0, 002
300 163 0,79
500 229 0,79
1000 339 1,34
- 10 031942
Таблица 11
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3, полученных на стадии 2 (во время диспергирования) в примере 10 (промывочный ацетон 500 мл)
Способы сушки Бремя диспергирования (час) Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м-/г) Полный объем порового пространства (см5/г)
Вакуумный сушильный шкаф (комнатная температура) 0 0,07 0, 002
1 363 1, 18
2 352 1,25
3 364 1, 17
Таблица 12
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3, полученных на стадии 3 (цикл диспергирования) в примере 10 (промывочный ацетон 500 мл, время диспергирования 1 ч, 300 мл)
Способы сушки Цикл диспергирования Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см3/г)
Вакуумный сушильный шкаф (комнатная температура) 0 0, 07 0,002
1 363 1,18
2 204 0, 93
3 269 1, 13
Пример 11.
[Mg0 75A10 25(OH)2](CO3)0 25O,4H2OO,1 (ацетон)=слоистый двойной гидроксид Mg3Al-CO3 синтезировался путем быстрого добавления 20 мл раствора прекурсора металла из Mg(NO3)2-6H2O (1,875 моль) и Α1(ΝΟ3)3·9Η2Ο (0,625 моль) в 50 мл раствора Na2CO3 (0,5 моль). Значение рН поддерживалось приблизительно равным 10,0 путем капельного добавления раствора NaOH с концентрацией 4,0М. После 30 мин перемешивания при комнатной температуре густая суспензия промывалась деминерализованной водой до тех пор, пока значение рН не стало близким к 7, после чего она была промыта некоторым количеством ацетона (стадия 1: промывка ацетоном). Полученный влажный отфильтрованный осадок слоистого двойного гидроксида был диспергирован в ацетоне (300 мл) и перемешивался при комнатной температуре в течение некоторого времени (стадия 2: диспергирование). Затем слоистый двойной гидроксид был отфильтрован и повторно диспергирован в свежем ацетоне (300 мл) для изучения дисперсионного цикла (стадия 3: дисперсионный цикл) или сушился в вакуумном сушильном шкафу в течение 16 ч.
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства полученного слоистого двойного гидроксида Mg3A1-CO3 на каждой стадии показаны в табл. 13-14. Изотермы адсорбции N2 слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3, полученных после промывки ацетоном с различными временами диспергирования, показаны на фиг. 16. Площадь поверхности и слои слоистого двойного гидроксида для слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3 после стадии 2 и стадии 3 показаны на фиг. 1718.
Таблица 13
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3, полученных на стадии 2 (во время диспергирования) в примере 11 (промывочный ацетон: 500 мл)
Способы сушки Время диспергирования (час) Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см3/г)
Вакуумный сушильный 0 0, 08 0, 00
шкаф (комнатная 1 90 0,55
- 11 031942
температура) 2 140 0,75
4 220 1,07
12 232 0,86
Таблица 14
Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру и объем порового пространства слоистых двойных гидроксидов Mg3Al-CO3, полученных на стадии 3 (цикл диспергирования) в примере 11 (промывочный ацетон 500 мл, время диспергирования 1 ч, 300 мл)
Способы сушки Цикл диспергирования Площадь поверхности по Брунауэру-Эммету- Теллеру (м2/г) Полный объем порового пространства (см5/г)
Вакуумный сушильный шкаф (комнатная температура) 0 0, 08 0, 00
1 220 1, 07
2 269 0, 93
3 238 1, 13
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims (23)

1. Способ приготовления слоистого двойного гидроксида, имеющего удельную площадь поверхности по меньшей мере 125 м2/г и объем порового пространства по Брунауэру-Эммету-Теллеру (N2) по меньшей мере 0,5 см3/г и имеющего формулу [М7\ ..М'-'у (ОН) 2] а+ (Хп~) а/л‘ЬН2О-с (АМО-растворитель) (I) в которой М и М' отличаются друг от друга, и каждый из них представляет собой катион металла, z=1 или 2, у=3 или 4, 0<х<0,9, b имеет значение от 0 до 10, с имеет значение больше 0 и вплоть до 10, X представляет собой анион, выбираемый из карбоната, бикарбоната, гидрофосфата, дигидрофосфата, нитрита, нитрата, сульфата или фосфата или смеси двух или более из них, n является зарядом на данном анионе, a=z(1-х)+ху-2; АМО-растворитель является смешиваемым с водой органическим растворителем, причем данный способ включает:
a) осаждение слоистого двойного гидроксида, имеющего формулу [м^-хМ'^А (он) 2]а+ (хл_) а/п*ьн2о где М, М', z, у, х, а, b и X определены, как указано выше, из раствора, содержащего катионы металлов М и М' и анион Xn-;
b) старение осадка слоистого двойного гидроксида, полученного на стадии а), в первоначальном растворе;
c) сбор осадка слоистого двойного гидроксида при помощи фильтрования и последующую промывку осадка слоистого двойного гидроксида до тех пор, пока значение рН промывочного раствора не станет, по существу, нейтральным;
d) диспергирование влажного осадка слоистого двойного гидроксида в АМО-растворителе так, чтобы получить густую суспензию слоистого двойного гидроксида в этом растворителе;
e) выдерживание дисперсии, полученной на стадии d), в течение по меньшей мере 3 ч; и
f) извлечение и сушку слоистого двойного гидроксида.
2. Способ по п.1, в котором АМО-растворитель является смешиваемым с водой органическим растворителем, имеющим полярность растворителя (Р) в диапазоне от 3,8 до 9.
3. Способ по п.1 или 2, в котором в формуле (I), когда z равно 2, М представляет собой Mg, Zn, Fe, Ca, Sn, Ni, Cu, Co, Mn или Cd или смесь двух или более из них, или когда z равно 1, М представляет собой Li.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором в формуле (I), когда у равно 3, М' представляет собой Al, Ga, Y, In, Fe, Co, Ni, Mn, Cr, Ti, V или La, или когда у равно 4, М' представляет собой Sn, Ti или Zr или их смесь.
5. Способ по п.4, в котором М' представляет собой Al.
6. Способ по п.5, в котором слоистый двойной гидроксид выбирается из Zn/Al, Mg/Al и Ca/Al, Ni/Al, Cu/Al.
7. Способ по п.6, в котором слоистый двойной гидроксид представляет собой слоистый двойной гидроксид Mg/Al.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии а) осадок слоистого двойного гидроксида формируется путем капельного введения раствора металла (Mz++M'y+) в раствор аниона (Xn-) со скоростью в диапазоне от 0,1 до 3,5 {моль ^^М^^^моль (аниона)*мин}.
- 12 031942
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии а) слоистый двойной гидроксид осаждают из содержащего катион и анион раствора, который либо дополнительно содержит NaOH, либо к которому раствор NaOH добавляется отдельно, для того чтобы довести значение рН раствора до значения более 7.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии b) осадок слоистого двойного гидроксида состаривают в первоначальном растворе в течение менее 24 ч, предпочтительно менее 16 ч, более предпочтительно менее 3 ч.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии с) промытый осадок слоистого двойного гидроксида затем ополаскивают АМО-растворителем.
12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии d) влажный слоистый двойной гидроксид, полученный на стадии с), диспергируют и выдерживают в АМО-растворителе при перемешивании.
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии е) дисперсию, полученную на стадии d), выдерживают в течение вплоть до 96 ч, предпочтительно вплоть до 72 ч, более предпочтительно вплоть до 48 ч.
14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором после стадии е) слоистый двойной гидроксид собирают во влажном виде и диспергируют в свежем объеме АМО-растворителя и дисперсию выдерживают в течение по меньшей мере 2 ч.
15. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии f) слоистый двойной гидроксид извлекают с помощью фильтрования и извлеченный слоистый двойной гидроксид сушат в сушильном шкафу, предпочтительно в вакуумном сушильном шкафу, или с помощью распылительной сушилки.
16. Способ по любому из пп.1-15, в котором на стадии f) слоистый двойной гидроксид извлекают и сушат путем подвергания дисперсии слоистого двойного гидроксида в АМО-растворителе сушке распылением в инертной атмосфере.
17. Слоистый двойной гидроксид, имеющий удельную площадь поверхности по меньшей мере 125 м2/г и объем порового пространства по Брунауэру-Эммету-Теллеру (N2) по меньшей мере 0,5 см3/г, полученный способом по любому из предшествующих пунктов и имеющий формулу [Mz+L_xM’v+x (ОН) 2] з+ (ΧηΊ а/„*ьн2о-с (АМО-растворитель) (I) в которой М и М' отличаются друг от друга, и каждый из них представляет собой катион металла, z=1 или 2, у=3 или 4, 0<х<0,9, b имеет значение от 0 до 10, с имеет значение больше 0 и вплоть до 10, X представляет собой анион, выбираемый из карбоната, бикарбоната, гидрофосфата, дигидрофосфата, нитрита, нитрата, сульфата или фосфата или смеси двух или более из них, n является зарядом на данном анионе, a=z(1-х)+ху-2; АМО-растворитель является смешиваемым с водой органическим растворителем.
18. Слоистый двойной гидроксид по п.17, который имеет удельную площадь поверхности по меньшей мере 240 м2/г.
19. Слоистый двойной гидроксид по п.18, который имеет объем порового пространства по Брунауэру-Эммету-Теллеру (N2) по меньшей мере 1,0 см3/г.
20. Слоистый двойной гидроксид по любому из пп.17-19, который имеет размер частиц менее чем 150 мкм.
21. Слоистый двойной гидроксид по п.20, который имеет размер частиц менее чем 30 мкм.
22. Слоистый двойной гидроксид по любому из пп.17-19, который представляет собой слоистый двойной гидроксид, полученный посредством сушки распылением, и который имеет размер агломерированных частиц менее чем 100 мкм.
23. Слоистый двойной гидроксид по п.22, который представляет собой слоистый двойной гидроксид, полученный посредством сушки распылением, и который имеет размер агломерированных частиц менее чем 30 мкм.
EA201691938A 2014-03-27 2015-03-25 Слоистые двойные гидроксиды с высоким значением площади поверхности EA031942B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB1405543.8A GB201405543D0 (en) 2014-03-27 2014-03-27 High surface area layered double hydroxides
PCT/EP2015/056444 WO2015144778A1 (en) 2014-03-27 2015-03-25 High surface area layered double hydroxides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201691938A1 EA201691938A1 (ru) 2016-12-30
EA031942B1 true EA031942B1 (ru) 2019-03-29

Family

ID=50737552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201691938A EA031942B1 (ru) 2014-03-27 2015-03-25 Слоистые двойные гидроксиды с высоким значением площади поверхности

Country Status (15)

Country Link
US (1) US10040695B2 (ru)
EP (2) EP3536668A1 (ru)
JP (1) JP6616782B2 (ru)
KR (1) KR20160139003A (ru)
CN (1) CN104944452A (ru)
AU (2) AU2015238366A1 (ru)
BR (1) BR112016021996A2 (ru)
CA (1) CA2942842A1 (ru)
EA (1) EA031942B1 (ru)
GB (1) GB201405543D0 (ru)
IL (1) IL247933A0 (ru)
MX (1) MX2016012329A (ru)
SG (1) SG11201607636TA (ru)
WO (1) WO2015144778A1 (ru)
ZA (1) ZA201606526B (ru)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201217348D0 (en) 2012-09-28 2012-11-14 Scg Chemicals Co Ltd Modification of layered double hydroxides
US11111154B2 (en) 2012-09-28 2021-09-07 Scg Chemicals Co., Ltd. Aqueous miscible organic-layered double hydroxide
JP6652836B2 (ja) * 2015-12-28 2020-02-26 日本国土開発株式会社 層状複水酸化物を用いた脱臭剤およびその製造方法
EP3251741A1 (en) 2016-05-30 2017-12-06 Scg Chemicals Co. Ltd. Adsorbent for hydrocarbon purification
EP3252030B1 (en) * 2016-05-30 2018-10-17 Scg Chemicals Co. Ltd. Process for purification of hydrocarbons
WO2017221451A1 (ja) * 2016-06-24 2017-12-28 日本碍子株式会社 層状複水酸化物を含む機能層及び複合材料
CN106517359B (zh) * 2016-11-15 2018-06-22 大连理工大学 一种一步合成大层间距钴锰层状双金属氢氧化物的方法
SG11201903637QA (en) * 2016-11-15 2019-05-30 Scg Chemicals Co Ltd Surface modified layered double hydroxide
EP3333217B1 (en) * 2016-12-12 2022-11-02 SCG Chemicals Co., Ltd. Polymer composition
CN110087771A (zh) * 2016-12-19 2019-08-02 Scg化学有限公司 NOx存储和还原催化剂及其制备方法
GB201703558D0 (en) 2017-03-06 2017-04-19 Univ Oxford Innovation Ltd catalysts
CN107539954A (zh) * 2017-09-01 2018-01-05 中国科学院青海盐湖研究所 具有硼酸根插层的层状复合金属氢氧化物的制备方法
CA3081917A1 (en) * 2017-11-22 2019-05-31 Scg Chemicals Co., Ltd. Low-void polyurethanes
WO2019131221A1 (ja) * 2017-12-27 2019-07-04 日本碍子株式会社 層状複水酸化物を含む機能層及び複合材料
CN108283929A (zh) * 2018-01-29 2018-07-17 陕西科技大学 一种钴钒双金属氢氧化物纳米片电解水析氧催化剂的制备方法
EP3527536A1 (en) 2018-02-15 2019-08-21 Scg Chemicals Co. Ltd. Method for preparing a camgal mixed oxide, a camgal mixed oxide obtainable this way and the use thereof for oligomerization of glycerol
US20210363025A1 (en) 2018-05-14 2021-11-25 Scg Chemicals Co., Ltd. Surface modified layered double hydroxide
WO2019220081A1 (en) 2018-05-14 2019-11-21 Scg Chemicals Co., Ltd. Surface modified layered double hydroxide
CN108726582A (zh) * 2018-06-27 2018-11-02 江苏大学 一种基于镍铁钒超薄层状双氢氧化物纳米片材料及其制备方法和用途
WO2021009179A1 (en) * 2019-07-15 2021-01-21 Scg Chemicals Co., Ltd Insecticidal composition and method of controlling insects therewith
CN110589872A (zh) * 2019-08-29 2019-12-20 浙江工业大学 一种单层锌铝水滑石的制备方法
CN111362285A (zh) * 2020-03-29 2020-07-03 衢州学院 一种盐湖卤水中硼资源的利用方法
CN111410218A (zh) * 2020-03-29 2020-07-14 衢州学院 一种基于沉淀—离子印迹耦合分离卤水镁、锂、硼的方法
JP7029687B1 (ja) * 2020-07-17 2022-03-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 アノード触媒、水電解セル用触媒、水電解セル、水電解装置、およびアノード触媒の製造方法
KR20220149474A (ko) 2021-04-30 2022-11-08 한국건설기술연구원 하폐수의 고도처리를 위한 연속주입-간헐배출 방식의 생물학적 처리시설 및 그 방법
KR102606138B1 (ko) * 2021-07-26 2023-11-24 가톨릭대학교 산학협력단 다공성 층상 이중수산화물-나노 입자 복합체 및 이의 제조 방법
CN116586028B (zh) * 2023-05-04 2024-07-16 生态环境部南京环境科学研究所 一种Fe3+-Ti4+-Zr4+-LDH型吸附剂的制备方法及应用
KR102630210B1 (ko) * 2023-05-26 2024-01-29 (주) 에이치엔에이파마켐 수국형 층상 이중 수산화물의 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103159238A (zh) * 2013-03-20 2013-06-19 北京化工大学 一种纳米尺寸层状复合氢氧化物及其分步沉淀制备方法
WO2014051530A2 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Scg Chemicals Co., Ltd. Modification of layered double hydroxides

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2909336B2 (ja) 1992-12-22 1999-06-23 協和化学工業株式会社 水中の遊離塩素の分解剤
DE19503522A1 (de) * 1995-02-03 1996-08-08 Rwe Dea Ag Herstellung gemischter schichtförmig aufgebauter Metallhydroxide sowie deren Metalloxide
JP3574725B2 (ja) 1996-03-05 2004-10-06 協和化学工業株式会社 合成チヤルコアルマイト化合物およびその製造法
JP3278631B2 (ja) 1999-04-06 2002-04-30 科学技術振興事業団 アニオン−層状複水酸化物層間化合物の製法及びその製造物
JP3847073B2 (ja) * 1999-10-18 2006-11-15 協和化学工業株式会社 水性インク用染料定着剤、インクジェット記録媒体および多孔質ハイドロタルサイト化合物
US6387033B1 (en) 2000-11-22 2002-05-14 Council Of Scientific And Industrial Research Preparation of new layered double hydroxides exchanged with osmate for asymmetric dihydroxylation of olefins to vicinal diols
JP4338470B2 (ja) 2003-08-12 2009-10-07 日鉄鉱業株式会社 ハイドロタルサイト粒子及びその製造方法
CN100518939C (zh) 2004-12-16 2009-07-29 东亚合成株式会社 阴离子交换体及使用它的电子器件封装用树脂组合物
WO2007065877A1 (en) 2005-12-06 2007-06-14 Akzo Nobel N.V. Process for preparing organically modified layered double hydroxide
US20090267024A1 (en) 2006-01-06 2009-10-29 Yasuharu Ono Inorganic Sulfate Ion Scavenger, Inorganic Scavenging Composition, and Electronic Component-Sealing Resin Composition, Electronic Component-Sealing Material, Electronic Component, Varnish, Adhesive, Paste, and Product Employing Same
GB201005931D0 (en) 2010-04-09 2010-05-26 Isis Innovation Immune modulation
GB201122163D0 (en) 2011-12-22 2012-02-01 Scg Chemicals Co Ltd Modification of layered double hydroxides
JP5862879B2 (ja) * 2012-02-27 2016-02-16 国立研究開発法人物質・材料研究機構 層状複水酸化物を用いたアクチュエータおよびその制御方法
GB201502832D0 (en) * 2015-02-19 2015-04-08 Scg Chemicals Co Ltd And Scg Cement Co Ltd Process for preparing small size layered double hydroxide particles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014051530A2 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Scg Chemicals Co., Ltd. Modification of layered double hydroxides
CN103159238A (zh) * 2013-03-20 2013-06-19 北京化工大学 一种纳米尺寸层状复合氢氧化物及其分步沉淀制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHUNPING CHEN, MIAOSEN YANG, QIANG WANG, JEAN-CHARLES BUFFET, DERMOT O'HARE: "Synthesis and characterisation of aqueous miscible organic-layered double hydroxides", JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, vol. 2, no. 36, 7 August 2014 (2014-08-07), pages 15102, XP055204605, ISSN: 20507488, DOI: 10.1039/C4TA02277G *
QIANG WANG, DERMOT O'HARE: "Large-scale synthesis of highly dispersed layered double hydroxide powders containing delaminated single layer nanosheets", CHEMICAL COMMUNICATIONS, ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY, vol. 49, no. 56, 1 January 2013 (2013-01-01), pages 6301, XP055204603, ISSN: 13597345, DOI: 10.1039/c3cc42918k *

Also Published As

Publication number Publication date
MX2016012329A (es) 2017-02-23
EP3122687A1 (en) 2017-02-01
AU2015238366A1 (en) 2016-10-06
WO2015144778A1 (en) 2015-10-01
EP3122687B1 (en) 2019-05-22
AU2019201645A1 (en) 2019-04-04
JP6616782B2 (ja) 2019-12-04
EP3536668A1 (en) 2019-09-11
GB201405543D0 (en) 2014-05-14
CN104944452A (zh) 2015-09-30
ZA201606526B (en) 2020-05-27
JP2017513791A (ja) 2017-06-01
SG11201607636TA (en) 2016-10-28
BR112016021996A2 (pt) 2017-08-15
EA201691938A1 (ru) 2016-12-30
KR20160139003A (ko) 2016-12-06
US10040695B2 (en) 2018-08-07
US20170107116A1 (en) 2017-04-20
CA2942842A1 (en) 2015-10-01
IL247933A0 (en) 2016-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA031942B1 (ru) Слоистые двойные гидроксиды с высоким значением площади поверхности
TWI620709B (zh) 層狀雙氫氧化物的修飾
US11643331B2 (en) SiO2-layered double hydroxide microspheres and methods of making them
WO2017216517A1 (en) Layered double hydroxides
AU2012340368B2 (en) Mesoporous titanium dioxide nanoparticles and process for their production
US20190092644A1 (en) Inorganic porous frameworklayered double hydroxide coreshell materials
JP6099040B2 (ja) 複合化層状複水酸化物
WO2017141931A1 (ja) セシウム又は／及びストロンチウム吸着剤
Suo et al. Dendritic silica@ aqueous miscible organic-layered double hydroxide hybrids
TWI732454B (zh) 吸附材粒子及其製造方法
WO2019155211A1 (en) Alumina@layered double hydroxide core@shell particles and processes of making them

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU