EA045593B1 - GOLD-CONTAINING CATALYST, METHOD OF PRODUCTION AND APPLICATION - Google Patents
GOLD-CONTAINING CATALYST, METHOD OF PRODUCTION AND APPLICATION Download PDFInfo
- Publication number
- EA045593B1 EA045593B1 EA202192531 EA045593B1 EA 045593 B1 EA045593 B1 EA 045593B1 EA 202192531 EA202192531 EA 202192531 EA 045593 B1 EA045593 B1 EA 045593B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- catalyst
- gold
- solution
- impregnated
- additive
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 253
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 62
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 26
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 203
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 190
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 164
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 81
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 80
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 56
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 51
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 51
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 48
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 39
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 20
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 12
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 12
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- KEZYHIPQRGTUDU-UHFFFAOYSA-N 2-[dithiocarboxy(methyl)amino]acetic acid Chemical group SC(=S)N(C)CC(O)=O KEZYHIPQRGTUDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N thionyl chloride Chemical compound ClS(Cl)=O FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 claims description 8
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000007038 hydrochlorination reaction Methods 0.000 claims description 7
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 claims description 6
- -1 silicon hydroxy acid Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 claims description 5
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000005624 silicic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N sulfurothioic S-acid Chemical compound OS(O)(=O)=S DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 123
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 22
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 150000001261 hydroxy acids Chemical class 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 11
- 125000004043 oxo group Chemical group O=* 0.000 description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 11
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 10
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 10
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 10
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 9
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 9
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 9
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 9
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 7
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L thiosulfate(2-) Chemical compound [O-]S([S-])(=O)=O DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 6
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 150000003585 thioureas Chemical class 0.000 description 6
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 5
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 5
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 4
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- NJRXVEJTAYWCQJ-UHFFFAOYSA-N thiomalic acid Chemical compound OC(=O)CC(S)C(O)=O NJRXVEJTAYWCQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 3
- 229910004042 HAuCl4 Inorganic materials 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N ammonium thiosulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S([O-])(=O)=S XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 3
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 3
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 3
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002344 gold compounds Chemical class 0.000 description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- KOODSCBKXPPKHE-UHFFFAOYSA-N propanethioic s-acid Chemical compound CCC(S)=O KOODSCBKXPPKHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 3
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 3
- 150000003567 thiocyanates Chemical class 0.000 description 3
- 229940006280 thiosulfate ion Drugs 0.000 description 3
- 150000004764 thiosulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 238000010960 commercial process Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- ADPOBOOHCUVXGO-UHFFFAOYSA-H dioxido-oxo-sulfanylidene-$l^{6}-sulfane;gold(3+) Chemical group [Au+3].[Au+3].[O-]S([O-])(=O)=S.[O-]S([O-])(=O)=S.[O-]S([O-])(=O)=S ADPOBOOHCUVXGO-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002343 gold Chemical class 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- LWJROJCJINYWOX-UHFFFAOYSA-L mercury dichloride Chemical compound Cl[Hg]Cl LWJROJCJINYWOX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M sodium thiocyanate Chemical compound [Na+].[S-]C#N VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N trisodium borate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]B([O-])[O-] BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTSJMKGXGJFGQ-UHFFFAOYSA-N 3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 GDTSJMKGXGJFGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010067484 Adverse reaction Diseases 0.000 description 1
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012494 Quartz wool Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020489 SiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- AMXBISSOONGENB-UHFFFAOYSA-N acetylene;ethene Chemical compound C=C.C#C AMXBISSOONGENB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000006838 adverse reaction Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical group 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 125000005619 boric acid group Chemical class 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQZMWMKOWKGPQY-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QQZMWMKOWKGPQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000012612 commercial material Substances 0.000 description 1
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- OIZJPMOIAMYNJL-UHFFFAOYSA-H gold(3+);trisulfate Chemical class [Au+3].[Au+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O OIZJPMOIAMYNJL-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 231100000171 higher toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910052909 inorganic silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002604 lanthanum compounds Chemical class 0.000 description 1
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960002523 mercuric chloride Drugs 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolanthaniooxy)lanthanum Chemical compound O=[La]O[La]=O KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000029219 regulation of pH Effects 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 235000019794 sodium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- WYXIGTJNYDDFFH-UHFFFAOYSA-Q triazanium;borate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]B([O-])[O-] WYXIGTJNYDDFFH-UHFFFAOYSA-Q 0.000 description 1
- FDFPDGIMPRFRJP-UHFFFAOYSA-K trichlorolanthanum;heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Cl-].[La+3] FDFPDGIMPRFRJP-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Description
Область применения изобретенияScope of the invention
Настоящее изобретение относится к получению улучшенного золотосодержащего катализатора и способу его получения. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к повышению стабильности и/или ингибированию деактивации золотосодержащих катализаторов посредством добавления добавки, выбранной из неорганического оксида, гидроксида, оксосоли или оксикислоты, и к способам их получения, а также к их применению при производстве винилхлоридного мономера (VCM).The present invention relates to the production of an improved gold catalyst and a method for its production. In particular, but not exclusively, the present invention relates to increasing the stability and/or inhibiting the deactivation of gold catalysts by adding an additive selected from an inorganic oxide, hydroxide, oxo salt or hydroxy acid, and methods for their preparation, as well as their use in the production of vinyl chloride monomer (VCM).
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for creating the invention
Известные коммерческие способы производства винилхлоридного мономера (VCM) могут комбинировать этилен, хлороводород (HCl) и кислород в присутствии хлорида меди с образованием этилендихлорида, который разлагается при высокой температуре с образованием VCM и HCl. В альтернативном коммерческом способе этин (ацетилен) из карбида взаимодействует с HCl над катализатором на основе ртути. Этот способ является предпочтительным в тех случаях, когда существует доступ к дешевому этину с использованием карбида из богатых углем ресурсов. Используемый в этом способе катализатор ртути, обычно 8-10% хлорида ртути на активированном угле, является высокотоксичным. Такая токсичность создает проблемы, возникающие при обращении с катализатором во время его производства, а также во время загрузки катализатора и удаления катализатора после производственной кампании. Производственная кампания обычно имеет шестимесячную продолжительность. Деактивация ртутного катализатора и потеря HgCl2 в результате сублимации или улетучивания из используемого реактора могут приводить к значительным проблемам. Способ с этином при использовании катализатора на основе ртути требует меньших капитальных затрат, чем способ с этиленом. Если нелетучим и менее токсичным катализатором удастся заменить катализатор ртути без необходимости значительных изменений установок в существующих конструкциях установок, это будет существенным преимуществом.Known commercial processes for producing vinyl chloride monomer (VCM) can combine ethylene, hydrogen chloride (HCl) and oxygen in the presence of copper chloride to form ethylene dichloride, which decomposes at high temperature to form VCM and HCl. In an alternative commercial process, ethylene (acetylene) from the carbide is reacted with HCl over a mercury-based catalyst. This method is preferred where cheap ethylene is available using carbide from coal-rich resources. The mercury catalyst used in this process, typically 8-10% mercuric chloride on activated carbon, is highly toxic. This toxicity creates problems during handling of the catalyst during its production, as well as during loading of the catalyst and removal of the catalyst after the production campaign. A production campaign typically has a duration of six months. Deactivation of the mercury catalyst and loss of HgCl2 through sublimation or volatilization from the reactor used can cause significant problems. The ethylene method, using a mercury-based catalyst, requires lower capital costs than the ethylene method. If a non-volatile and less toxic catalyst can replace the mercury catalyst without requiring significant plant changes in existing plant designs, this would be a significant advantage.
В WO 2013/008004, идея которого полностью включена в настоящий документ путем ссылки, описан катализатор с повышенной токсичностью по сравнению с более ранними катализаторами VCM, которые можно использовать в катализируемом способе производства VCM из этина. Однако коммерческое потребление такого катализатора было затруднено из-за стоимости золота, необходимого для производства активного катализатора. Использование относительно низких уровней содержания золота (во избежание высоких производственных затрат) пагубно отражается на стабильности катализатора, и каталитическая активность снижается. Более того, было обнаружено, что при производстве таких золотосодержащих катализаторов обычно образуются наночастицы золота, способные приводить, в свою очередь, к образованию углеродных нанотрубок во время использования катализатора, что впоследствии приводит к пылению этого катализатора, сопровождаемому потерей золота и деактивацией катализатора. Таким образом, существует потребность в получении золотосодержащих катализаторов с относительно более низкими уровнями содержания дорогостоящего золотого активного материала, но которые не демонстрируют нежелательного снижения стабильности, активности или селективности катализатора и предпочтительно в которых образование наночастиц золота снижено или пренебрежимо мало во избежание образования углеродных нанотрубок в процессе применения.WO 2013/008004, the teachings of which are incorporated herein by reference in their entirety, describes a catalyst with increased toxicity compared to earlier VCM catalysts that can be used in a catalyzed process for the production of VCM from ethylene. However, commercial consumption of such a catalyst has been difficult due to the cost of gold required to produce the active catalyst. The use of relatively low levels of gold (to avoid high production costs) is detrimental to the stability of the catalyst and catalytic activity is reduced. Moreover, it has been discovered that the production of such gold-containing catalysts typically produces gold nanoparticles, which can in turn lead to the formation of carbon nanotubes during use of the catalyst, which subsequently leads to dusting of the catalyst, accompanied by loss of gold and deactivation of the catalyst. Thus, there is a need to produce gold catalysts with relatively lower levels of expensive gold active material, but which do not exhibit an undesirable reduction in catalyst stability, activity or selectivity, and preferably in which the formation of gold nanoparticles is reduced or negligible to avoid the formation of carbon nanotubes during the process. applications.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения направлены на преодоление одного или более из вышеуказанных недостатков предшествующего уровня техники. В частности, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения направлены на получение улучшенных золотосодержащих катализаторов посредством добавления неорганического оксида, гидроксида, оксосоли или оксикислоты и в настоящем документе описаны способы производства такого улучшенного катализатора и его применение в химическом процессе производства винилхлоридного мономера (VCM) из ацетилена.Preferred embodiments of the present invention are directed to overcoming one or more of the above disadvantages of the prior art. In particular, preferred embodiments of the present invention are directed to the production of improved gold catalysts by the addition of an inorganic oxide, hydroxide, oxo salt or hydroxy acid and methods for producing such an improved catalyst and its use in a chemical process for the production of vinyl chloride monomer (VCM) from acetylene are described herein.
Изложение сущности изобретенияSummary of the invention
В соответствии с первым аспектом изобретения предложен катализатор, содержащий комплекс золота с серосодержащим лигандом и добавку, выбранную из группы, состоящей из неорганического оксида, гидроксида, оксосоли или оксикислоты, на носителе.According to a first aspect of the invention, there is provided a catalyst comprising a gold complex with a sulfur-containing ligand and an additive selected from the group consisting of an inorganic oxide, hydroxide, oxo salt or hydroxy acid, on a support.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен способ производства указанного катализатора, в котором:According to a second aspect of the invention, there is provided a method for producing said catalyst, wherein:
i) получают раствор золота, ii) получают раствор серосодержащего лиганда, iii) получают раствор добавки или ее предшественника, iv) раствор золота смешивают с раствором серосодержащего лиганда для получения раствора для пропитки с комплексом золота иi) a gold solution is prepared, ii) a sulfur-containing ligand solution is prepared, iii) a solution of the additive or its precursor is prepared, iv) the gold solution is mixed with the sulfur-containing ligand solution to produce a gold complex impregnation solution, and
v) носитель катализатора пропитывают раствором для пропитки с комплексом золота с последующей сушкой пропитанного носителя, а затем пропитывают раствором, полученным на стадии (iii), с последующей сушкой пропитанного носителя или vi) носитель катализатора пропитывают раствором, полученным на стадии (iii), после чего пропитанный носитель высушивают, затем пропитывают раствором для пропитки с комплексом золота, послеv) the catalyst support is impregnated with a gold complex impregnation solution followed by drying the impregnated support, and then impregnated with the solution obtained in step (iii), followed by drying of the impregnated support, or vi) the catalyst support is impregnated with the solution obtained in step (iii), after whereupon the impregnated carrier is dried, then impregnated with an impregnation solution containing a gold complex, after which
- 1 045593 чего пропитанный носитель высушивают.- 1 045593 whereupon the impregnated carrier is dried.
В соответствии с третьим аспектом изобретения предложен альтернативный способ производства указанного катализатора, отличающийся тем, что:In accordance with the third aspect of the invention, an alternative method for producing said catalyst is provided, characterized in that:
i) получают раствор для пропитки, содержащий комплекс золота и добавку или ее предшественник;i) obtain an impregnation solution containing a gold complex and an additive or its precursor;
ii) носитель катализатора пропитывают раствором, полученным на стадии (i), для получения пропитанного носителя, после чего пропитанный носитель высушивают.ii) the catalyst support is impregnated with the solution obtained in step (i) to obtain an impregnated support, after which the impregnated support is dried.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения предложен способ гидрохлорирования алкина, включающий взаимодействие указанного алкина с HCl в присутствии катализатора в соответствии с первым аспектом изобретения.In accordance with a fourth aspect of the invention, there is provided a process for hydrochlorination of an alkyne, comprising reacting said alkyne with HCl in the presence of a catalyst in accordance with the first aspect of the invention.
Если не указано иное, все % относятся к процентному содержанию по массе от общей массы катализатора.Unless otherwise stated, all % refer to percentage by weight of the total weight of the catalyst.
Подробное описаниеDetailed description
КатализаторCatalyst
В катализаторе по настоящему изобретению активные каталитические компоненты содержат золото (Аи) в положительной степени окисления, предпочтительно в форме Au3+ и Au1+, хотя некоторое количество присутствующего золота может находиться в форме металлического золота (Au0). В некоторых вариантах осуществления изобретения катализаторы можно рассматривать как содержащие частицы золота, имеющие сердцевину, содержащую металлическое золото, и оболочку или поверхностный слой, содержащий формы золота с более высокой степенью окисления, включая Au3+. Оболочка не обязательно должна быть сплошной, но предпочтительно, чтобы вся или по существу вся открытая поверхность частицы имела поверхностные формы золота с более высокой степенью окисления; например, если металлическое золото частично окружено носителем, оболочка может проходить только над открытой поверхностью частицы. Au3+ не обязательно должны быть единственными формами золота с более высокой степенью окисления, присутствующими в оболочке, и, например, Au1+ также могут присутствовать. Такие формы с более высокой степенью окисления могут быть стабилизированы галогенидом, например, в катализаторах предшествующего уровня техники. На предшествующем уровне техники широко распространено мнение, что формы золота с более высокой степенью окисления представляют собой активные формы для катализирования реакции ацетилена с HCl. Предполагается, что в катализаторах настоящего изобретения золото стабилизируется в более высокой степени окисления за счет комплексообразования с серосодержащими лигандами. Сердцевина частиц, как правило, содержит металлическое золото (Au0), но в сердцевине также могут присутствовать альтернативные формы золота.In the catalyst of the present invention, the active catalyst components contain gold (Au) in the positive oxidation state, preferably in the form of Au 3+ and Au 1+ , although some gold present may be in the form of metallic gold (Au 0 ). In some embodiments, the catalysts can be considered to contain gold particles having a core containing metallic gold and a shell or surface layer containing higher oxidation state forms of gold, including Au 3+ . The shell does not have to be continuous, but it is preferable that all or substantially all of the exposed surface of the particle has surface forms of gold with a higher oxidation state; for example, if gold metal is partially surrounded by a carrier, the shell may only extend over the exposed surface of the particle. Au 3+ need not be the only higher oxidation state forms of gold present in the shell and, for example, Au 1+ may also be present. Such higher oxidation state forms can be stabilized by halide, for example in prior art catalysts. It is widely believed in the prior art that the higher oxidation state forms of gold are the active forms for catalyzing the reaction of acetylene with HCl. It is believed that in the catalysts of the present invention, gold is stabilized in a higher oxidation state due to complexation with sulfur-containing ligands. The core of the particles typically contains gold metal (Au 0 ), but alternative forms of gold may also be present in the core.
Используемый в настоящем документе термин добавка означает неорганический оксид, гидроксид, оксосоль или оксикислоту. В настоящем документе термин неорганический означает не содержащий углерод. Используемый в настоящем документе термин предшественник добавки означает материал, который может быть преобразован в неорганический оксид, гидроксид, оксосоль или оксикислоту, как правило, после гидролиза и/или сушки. Предшественники добавки могут содержать или не содержать углерод.As used herein, the term additive means an inorganic oxide, hydroxide, oxo salt or hydroxy acid. As used herein, the term inorganic means free of carbon. As used herein, the term additive precursor means a material that can be converted to an inorganic oxide, hydroxide, oxo salt or hydroxy acid, typically after hydrolysis and/or drying. Additive precursors may or may not contain carbon.
Как будет дополнительно описано ниже, в способах настоящего изобретения катализатор получают посредством пропитки носителя катализатора добавкой или предшественником добавки. Без ограничений, накладываемых какой-либо теорией, считается, что добавка или предшественник добавки образует по меньшей мере частичный слой вокруг частиц золота. После гидролиза и/или сушки в результате образуется, как правило, слой неорганического оксида вокруг частиц комплекса золота, хотя этот слой может включать в себя один или более из неорганического оксида, гидроксида, оксосоли или оксикислоты в зависимости от способа получения. Считается, что наличие этого слоя предотвращает деактивацию частиц золота.As will be further described below, in the methods of the present invention, the catalyst is prepared by impregnating the catalyst support with an additive or additive precursor. Without being limited by any theory, it is believed that the additive or additive precursor forms at least a partial layer around the gold particles. After hydrolysis and/or drying, the result is typically an inorganic oxide layer around the gold complex particles, although this layer may include one or more of an inorganic oxide, hydroxide, oxo salt or hydroxy acid depending on the method of preparation. It is believed that the presence of this layer prevents the deactivation of gold particles.
Соответственно, катализатор содержит от 10 до 0,01% добавки, предпочтительно от 10 до 0,1% добавки, предпочтительно от 5 до 0,1%, более предпочтительно от 3 до 0,5%. Низкие уровни добавки являются предпочтительными во избежание отрицательного влияния уровня добавки на активность катализатора, однако для обеспечения повышения стабильности катализатора должно присутствовать достаточное количество добавки. Было обнаружено, что наилучший баланс по этим двум требованиям обеспечивает уровень от 5 до 0,1%, хотя разные количества добавки могут быть предпочтительными в зависимости от выбранной соли или кислоты и индивидуальных рабочих параметров любого способа, в котором используют катализатор. Добавка может включать в себя смесь одного или более из неорганического оксида, гидроксида, оксосоли или оксикислоты.Accordingly, the catalyst contains from 10 to 0.01% additive, preferably from 10 to 0.1% additive, preferably from 5 to 0.1%, more preferably from 3 to 0.5%. Low additive levels are preferred to avoid the additive level negatively affecting catalyst activity, however sufficient additive must be present to ensure improved catalyst stability. A level of 5 to 0.1% has been found to provide the best balance of these two requirements, although different amounts of additive may be preferred depending on the salt or acid selected and the individual operating parameters of any process in which the catalyst is used. The additive may include a mixture of one or more of an inorganic oxide, hydroxide, oxo salt or hydroxy acid.
В настоящем документе оксосоль представляет собой соль, содержащую анион формулы [MxOy]z-, где М представляет собой элемент, отличный от углерода или кислорода. Примеры включают метасиликат [SiO3]2-, ортосиликат [SiO4]4-, тетраборат [В4О7]2- и фосфат [РО4]3-. Оксикислота представляет собой соответствующую протонированную форму, например [РО4]3- и Н3РО4, которые в некоторых случаях могут деполимеризоваться, например [В4О7]2- и В(ОН)3. Предпочтительные элементы М включают в себя Zr, Се, La, Y, Ti, Bi, Zn, Al, V, Cr, Mn, Mo, W, Re, B, N, Si, P, S, Ge, As, Se, Sn, Sb, Те, Cl, Br и I. Более предпочтительные элементы М включают в себя Zr, Ce, La, В, Si, P и S.As used herein, an oxo salt is a salt containing an anion of the formula [M x O y ] z- , where M is an element other than carbon or oxygen. Examples include metasilicate [SiO3] 2- , orthosilicate [SiO4] 4- , tetraborate [B4O7] 2- and phosphate [PO4] 3- . The hydroxy acid is the corresponding protonated form, for example [PO4] 3- and H3PO4 , which in some cases can depolymerize, for example [ B4O7 ] 2- and B(OH) 3 . Preferred M elements include Zr, Ce, La, Y, Ti, Bi, Zn, Al, V, Cr, Mn, Mo, W, Re, B, N, Si, P, S, Ge, As, Se, Sn, Sb, Te, Cl, Br and I. More preferred M elements include Zr, Ce, La, B, Si, P and S.
В предпочтительных вариантах осуществления добавка представляет собой:In preferred embodiments, the additive is:
- 2 045593 (i) оксид или гидроксид металлического, металлоидного или неметаллического элемента или (ii) оксосоль или оксикислоту металлоидного или неметаллического элемента.- 2 045593 (i) an oxide or hydroxide of a metallic, metalloid or non-metallic element, or (ii) an oxo-salt or hydroxy acid of a metalloid or non-metallic element.
В настоящем документе металлоидный элемент выбран из В, Si, Ge, As, Sb и Те; предпочтительными металлоидами являются В и Si, в особенности Si. Предпочтительными неметаллами являются S и Р, в особенности Р.Herein, the metalloid element is selected from B, Si, Ge, As, Sb and Te; preferred metalloids are B and Si, especially Si. The preferred nonmetals are S and P, especially P.
В предпочтительном варианте осуществления добавка представляет собой оксид, гидроксид, оксосоль или оксикислоту бора, кремния, серы или фосфора, более предпочтительно бора, кремния или фосфора, более предпочтительно бора или кремния. Типичное содержание бора, кремния, серы или фосфора будет составлять 0,01-10 мас.%, например 0,1-10 мас.%, например 0,5-10 мас.%, или 0,5-5 мас.%, в расчете на общую массу катализатора. Содержание этих элементов можно измерять с помощью методик, известных специалистам в данной области, таких как методики с индуктивно-связанной плазмой (ICP), которые включают в себя масс-спектрометрию с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS), атомноэмиссионную спектрометрию с индуктивно-связанной плазмой (ICP-AES) и оптико-эмиссионную спектрометрию с индуктивно-связанной плазмой (ICP-OES).In a preferred embodiment, the additive is an oxide, hydroxide, oxo salt or hydroxy acid of boron, silicon, sulfur or phosphorus, more preferably boron, silicon or phosphorus, more preferably boron or silicon. A typical boron, silicon, sulfur or phosphorus content will be 0.01-10 wt%, for example 0.1-10 wt%, for example 0.5-10 wt%, or 0.5-5 wt%, based on the total mass of the catalyst. The content of these elements can be measured using techniques known to those skilled in the art, such as inductively coupled plasma (ICP) techniques, which include inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-MS), coupled plasma (ICP-AES) and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES).
В предпочтительном варианте осуществления добавка представляет собой оксид, гидроксид, оксосоль или оксикислоту кремния. Катализатор может включать в себя одну или несколько разновидностей кремния, например диоксид кремния, силикаты, метасиликаты и т.п. Типичное содержание кремния составляет 0,01-10 мас.%, например 0,1-10 мас.%, например 0,5-10 мас.%, или 0,5-5 мас.%, в расчете на общую массу катализатора. Содержание кремния можно измерять с помощью методик, известных специалистам в данной области, таких как методики с индуктивно-связанной плазмой (ICP), которые включают в себя ICP-MS, ICP-AES и ICP-OES.In a preferred embodiment, the additive is a silicon oxide, hydroxide, oxo salt or hydroxy acid. The catalyst may include one or more types of silicon, such as silica, silicates, metasilicates, and the like. A typical silicon content is 0.01-10% by weight, eg 0.1-10% by weight, eg 0.5-10% by weight, or 0.5-5% by weight, based on the total weight of the catalyst. Silicon content can be measured using techniques known to those skilled in the art, such as inductively coupled plasma (ICP) techniques, which include ICP-MS, ICP-AES and ICP-OES.
Преимущественно добавка должна представлять собой стабильный, относительно трудно- или невосстанавливающий/окисляющий оксид, гидроксид, оксосоли или оксикислоты металлоидных или неметаллических элементов. В некоторых вариантах осуществления добавка или предшественник добавки представляет собой соль щелочного, щелочно-земельного или редкоземельного металла. Предпочтительные противоионы включают в себя аммоний или щелочные металлы, например силикат аммония, борат аммония, сульфат аммония, фосфат аммония, силикат натрия, борат натрия, сульфат натрия или фосфат натрия.Advantageously, the additive should be a stable, relatively refractory or non-reducing/oxidizing oxide, hydroxide, oxo salt or hydroxy acid of a metalloid or non-metallic element. In some embodiments, the additive or additive precursor is an alkali, alkaline earth, or rare earth metal salt. Preferred counterions include ammonium or alkali metals, such as ammonium silicate, ammonium borate, ammonium sulfate, ammonium phosphate, sodium silicate, sodium borate, sodium sulfate or sodium phosphate.
Особенно подходящими неорганическими оксикислотами являются борные кислоты, фосфорная кислота, кремниевые кислоты или серная кислота. Борная кислота (В(ОН)3) является особенно предпочтительной борсодержащей оксикислотой.Particularly suitable inorganic hydroxy acids are boric acids, phosphoric acid, silicic acids or sulfuric acid. Boric acid (B(OH) 3 ) is a particularly preferred boron hydroxy acid.
Более конкретно, было обнаружено, что особенно подходящими являются следующие добавки: пентагидрат метасиликата натрия, тетраборат натрия, борная кислота и ортофосфат тринатрия. В частности, добавка предпочтительно представляет собой соль силиката натрия и наиболее предпочтительно представляет собой пентагидрат метасиликата натрия.More specifically, the following additives have been found to be particularly suitable: sodium metasilicate pentahydrate, sodium tetraborate, boric acid and trisodium orthophosphate. In particular, the additive is preferably a sodium silicate salt and most preferably is sodium metasilicate pentahydrate.
В некоторых вариантах осуществления добавка может представлять собой продукт, полученный из предшественника добавки, который образует невосстанавливаемый неорганический оксид при превращении (как правило, посредством термического или химического разложения и подходящего гидролиза) после осаждения на носитель катализатора; предпочтительные неорганические оксиды, которые могут быть образованы таким образом, включают в себя SiO2, Al2O3, TiO2, ZrO2, La2O3, CeO2 их субоксиды или их смеси. Предшественник добавки может быть неорганическим или органическим. Подходящие неорганические и органические предшественники будут понятны специалисту в данной области и включают в себя алкоксиды вышеупомянутых элементов, например тетраэтилортосиликат (TEOS), изопропоксид титана и т.п. Альтернативные предшественники включают в себя соли металлов, такие как хлориды металлов или нитраты металлов, которые превращают посредством гидролиза в соответствующие гидроксиды и оксиды.In some embodiments, the additive may be a product derived from an additive precursor that forms a non-reducible inorganic oxide upon conversion (typically by thermal or chemical decomposition and suitable hydrolysis) after deposition onto a catalyst support; preferred inorganic oxides that can be formed in this manner include SiO2, Al2O3 , TiO2, ZrO2, La2O3 , CeO2 suboxides thereof, or mixtures thereof. The additive precursor may be inorganic or organic. Suitable inorganic and organic precursors will be apparent to one skilled in the art and include alkoxides of the above elements, for example tetraethylorthosilicate (TEOS), titanium isopropoxide, and the like. Alternative precursors include metal salts such as metal chlorides or metal nitrates, which are converted by hydrolysis to the corresponding hydroxides and oxides.
Как правило, катализатор содержит менее 1% золота. Катализатор предпочтительно содержит менее 0,5% золота. Катализатор предпочтительно содержит менее 0,1% золота. Более предпочтительно катализатор содержит не более 0,075% золота и наиболее предпочтительно катализатор содержит не более 0,05% золота. В некоторых применениях катализатор может содержать не более 0,025% золота без потери коммерчески приемлемой каталитической активности. При уровнях содержания золота менее 0,1 мас.% катализатора катализаторы можно считать катализаторами с низким содержанием золота и атипичными. Использование более низких уровней содержания золота является привлекательным ввиду соответствующего снижения стоимости производства катализатора, поскольку обычно золото будет наиболее дорогостоящим компонентом катализатора. Однако до сих пор возможность использовать эти относительно низкие уровни содержания золота (особенно при уровнях содержания не более 0,05%) ограничена из-за потери стабильности каталитического продукта, приводящей к неприемлемо низким уровням каталитической активности, что наблюдается как неприемлемо низкие уровни конверсии продукта. Включение добавки в катализатор позволило преодолеть недостатки, связанные с использованием относительно низких уровней содержания золота (не более 0,05%). Неожиданно было обнаружено, что добавление добавки в золотосодержащие катализаторы настоящего изобретения является преимущественным.Typically, the catalyst contains less than 1% gold. The catalyst preferably contains less than 0.5% gold. The catalyst preferably contains less than 0.1% gold. More preferably, the catalyst contains no more than 0.075% gold, and most preferably, the catalyst contains no more than 0.05% gold. In some applications, the catalyst can contain no more than 0.025% gold without loss of commercially acceptable catalytic activity. At gold levels of less than 0.1 wt.% of the catalyst, the catalysts can be considered low gold and atypical catalysts. The use of lower levels of gold is attractive due to the corresponding reduction in the cost of producing the catalyst, since gold will typically be the most expensive component of the catalyst. However, to date the ability to use these relatively low levels of gold (especially at levels as low as 0.05%) has been limited due to loss of stability of the catalytic product resulting in unacceptably low levels of catalytic activity, which is observed as unacceptably low levels of product conversion. The inclusion of an additive in the catalyst overcomes the disadvantages associated with the use of relatively low levels of gold (no more than 0.05%). Surprisingly, it has been found that adding an additive to the gold catalysts of the present invention is advantageous.
- 3 045593- 3 045593
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления даже в катализаторах с низким содержанием золота, имеющих относительно высокие уровни содержания золота (т.е. более 0,05%), наблюдаются улучшения свойств катализатора. Более конкретно, формирование нанотрубок было преимущественно ингибировано. Таким образом, добавление добавки в золотосодержащие катализаторы, имеющие относительно высокие уровни содержания золота (т.е. более 0,05%), дает удивительные преимущества. Образование нанотрубок приводит к деактивации катализатора, и в связи с этим было обнаружено, что добавление добавки ингибирует деактивацию золотосодержащих катализаторов. Процесс деактивации катализатора через образование нанотрубок происходит в основном за счет восстановления окисленного золота в катализаторе и роста частиц золота с образованием относительно больших (> 200 нм) наночастиц золота. При этом считается, что наночастицы также могут выступать в качестве ядер для образования углеродных нанотрубок. Образование нанотрубок проявляется в виде желтого легко превращающегося в порошок отложения на гранулах катализатора, что приводит к образованию пыли и потере золота, содержащегося в этом порошке, вызывая деактивацию катализатора.In a further or alternative embodiment, even low gold catalysts having relatively high gold levels (ie, greater than 0.05%) experience improvements in catalyst properties. More specifically, nanotube formation was preferentially inhibited. Thus, adding the additive to gold catalysts having relatively high levels of gold (ie, greater than 0.05%) provides surprising benefits. The formation of nanotubes leads to catalyst deactivation, and therefore it has been found that the addition of an additive inhibits the deactivation of gold catalysts. The process of catalyst deactivation through the formation of nanotubes occurs mainly due to the reduction of oxidized gold in the catalyst and the growth of gold particles to form relatively large (>200 nm) gold nanoparticles. It is believed that nanoparticles can also act as nuclei for the formation of carbon nanotubes. Nanotube formation appears as a yellow, easily powdered deposit on the catalyst granules, resulting in dust formation and loss of gold contained in the powder, causing deactivation of the catalyst.
Без ограничений, накладываемых какой-либо теорией, существует возможность того, что вокруг частиц золота образуется тонкая пленка из добавки или предшественника добавки, препятствующая спеканию и образованию ядер для нанотрубок. Предшественник добавки может подвергаться гидролизу или частичному гидролизу с образованием соответствующего невосстанавливаемого оксида или субоксида вокруг частиц золота; это может предотвращать миграцию и спекание частиц золота катализатора после/во время использования или выступать в качестве барьера между углеродным носителем и частицей металла.Without being limited by any theory, it is possible that a thin film of additive or additive precursor forms around the gold particles, preventing sintering and nucleation for the nanotubes. The additive precursor may undergo hydrolysis or partial hydrolysis to form the corresponding non-reducible oxide or suboxide around the gold particles; this may prevent migration and sintering of catalyst gold particles after/during use or act as a barrier between the carbon carrier and the metal particle.
Принимая во внимание вышеуказанные абзацы, специалисту в данной области будет понятно, что преимущества включения добавки в золотосодержащий катализатор в соответствии с настоящим изобретением являются двойными: во-первых, улучшается стабильность катализаторов с низким содержанием золота (до 0,05%) и потеря активности пренебрежимо мала, и, во-вторых, ингибирование деактивации золотосодержащих катализаторов по существу достигается посредством ограничения образования нанотрубок на поверхности катализатора.Taking into account the above paragraphs, one skilled in the art will appreciate that the benefits of including the additive in the gold catalyst according to the present invention are twofold: first, the stability of catalysts with low gold content (up to 0.05%) is improved and the loss of activity is negligible is small, and secondly, inhibition of deactivation of gold-containing catalysts is essentially achieved by limiting the formation of nanotubes on the surface of the catalyst.
Для получения катализатора по настоящему изобретению можно использовать любой известный носитель катализатора. Можно использовать типичные носители на основе оксидов металлов, такие как оксид алюминия, диоксид кремния, цеолит, алюмосиликат, диоксид титана или диоксид циркония и их композиты.Any known catalyst support can be used to prepare the catalyst of the present invention. Typical metal oxide supports such as alumina, silica, zeolite, aluminosilicate, titanium dioxide or zirconia and composites thereof can be used.
Наиболее предпочтительно носитель катализатора изготавливают из углерода, включая углеродные носители, полученные из природных источников (торфа, древесины, графитового угля и т.п. или их комбинаций) или синтетических углеродов. Углерод предпочтительно представляет собой активированный уголь, активированный, например, паром, кислотой или иным образом химически активированный. Предпочтительные углеродные носители включают в себя активированный уголь с большой площадью поверхности, предпочтительно с площадью поверхности более 800 м2/г, например углеродный экструдат с площадью поверхности 1300 м2/г. Углеродные экструдаты доступны в продаже в виде сортов высокой чистоты или сверхвысокой чистоты, и такие сорта, как правило, промывают кислотой для удаления примесей. В качестве носителя катализатора также можно использовать комбинацию оксида металла и углерода.Most preferably, the catalyst support is made from carbon, including carbon supports derived from natural sources (peat, wood, graphitic carbon, etc., or combinations thereof) or synthetic carbons. The carbon is preferably activated carbon, activated, for example, by steam, acid or otherwise chemically activated. Preferred carbon supports include high surface area activated carbon, preferably greater than 800 m 2 /g, such as 1300 m 2 /g carbon extrudate. Carbon extrudates are commercially available in high purity or ultra-high purity grades, and such grades are typically acid washed to remove impurities. A combination of metal oxide and carbon can also be used as a catalyst support.
Носитель катализатора может иметь форму порошков, гранул или частиц, отформованных в различных формах (формованные элементы). Предпочтительные формованные элементы включают в себя сферы, таблетки, цилиндры, многодольчатые цилиндры, кольца, минилиты и т.п. или массивный каталитический блок, такой как монолит. В альтернативном варианте осуществления катализатор в форме порошка может быть включен в состав покрытия и нанесен на стенку реактора или формованный субстрат, такой как монолит. Одна предпочтительная форма носителя катализатора содержит множество формованных элементов в виде цилиндров, сфер или дольчатых цилиндров, каждый из которых имеет диаметр 0,1-10 мм или, более предпочтительно, диаметр в диапазоне 1-3 мм. В случае формы поперечного сечения, имеющей неравномерный диаметр, такой как дольчатый цилиндр, диаметр представляет собой средний диаметр. Такие формы носителя катализатора доступны в продаже и могут быть изготовлены посредством экструзии, таблетирования или другими способами.The catalyst carrier may be in the form of powders, granules or particles molded into various shapes (molded elements). Preferred molded elements include spheres, tablets, cylinders, multi-lobed cylinders, rings, minilites, and the like. or a massive catalytic unit such as a monolith. In an alternative embodiment, the catalyst in powder form may be included in a coating composition and applied to the reactor wall or a molded substrate, such as a monolith. One preferred catalyst support form comprises a plurality of cylinder, sphere or lobed cylinder moldings, each having a diameter of 0.1-10 mm, or more preferably a diameter in the range of 1-3 mm. In the case of a cross-sectional shape having an uneven diameter, such as a lobed cylinder, the diameter is the average diameter. Such catalyst support forms are commercially available and can be prepared by extrusion, tabletting, or other methods.
Сера может присутствовать в катализаторе в форме соединения серы, содержащего серу в восстановленном или окисленном состоянии или комбинации восстановленных и окисленных состояний, например, как в тиосульфат-ионе. Более конкретно, сера присутствует в серосодержащем соединении, которое представляет собой лиганд, способный образовывать комплекс с частицами золота, или которое образует комплекс с частицами золота. Более предпочтительно серосодержащий лиганд способен стабилизировать золото в положительной степени окисления. Подходящие серосодержащие лиганды представляют собой окисляющие лиганды, в частности лиганды, являющиеся донорами кислорода, содержащие серу в положительной степени окисления, или лиганды, являющиеся донорами серы. Предпочтительные серосодержащие соединения включают в себя сульфаты, сульфонаты, тиосульфаты, тиоцианаты, тиомочевины, тиолы и тионилхлорид. Предпочтительные тиомочевины включают в себя саму тиомочевину или замещенные тиомочевины. Предпочтительные тиолы включают в себя тиопропионовуюSulfur may be present in the catalyst in the form of a sulfur compound containing sulfur in a reduced or oxidized state or a combination of reduced and oxidized states, for example, as in the thiosulfate ion. More specifically, the sulfur is present in a sulfur-containing compound that is a ligand capable of complexing with gold particles or that complexes with gold particles. More preferably, the sulfur-containing ligand is capable of stabilizing gold in a positive oxidation state. Suitable sulfur-containing ligands are oxidizing ligands, in particular oxygen donor ligands containing sulfur in a positive oxidation state, or sulfur donor ligands. Preferred sulfur-containing compounds include sulfates, sulfonates, thiosulfates, thiocyanates, thioureas, thiols and thionyl chloride. Preferred thioureas include thiourea itself or substituted thioureas. Preferred thiols include thiopropionic
- 4 045593 кислоту и тиомаловую кислоту.- 4 045593 acid and thiomalic acid.
В предпочтительном варианте осуществления серосодержащее соединение представляет собой лиганд, способный образовывать комплекс с частицами золота через атом серы или образующий комплекс с соединениями золота через атом серы. В этом варианте осуществления лиганд включает в себя один или более атомов серы, по меньшей мере один из которых является донором серы. Предпочтительные лиганды, являющиеся донорами серы, включают в себя тиосульфаты, тиоцианаты, тиомочевины, тиолы и тионилхлорид. Предпочтительные тиомочевины включают в себя саму тиомочевину или замещенные тиомочевины. Предпочтительные тиолы включают в себя тиопропионовую кислоту и тиомаловую кислоту.In a preferred embodiment, the sulfur-containing compound is a ligand capable of complexing with gold particles via a sulfur atom or complexing with gold compounds via a sulfur atom. In this embodiment, the ligand includes one or more sulfur atoms, at least one of which is a sulfur donor. Preferred sulfur donor ligands include thiosulfates, thiocyanates, thioureas, thiols and thionyl chloride. Preferred thioureas include thiourea itself or substituted thioureas. Preferred thiols include thiopropionic acid and thiomalic acid.
Количество серы в свежем катализаторе предпочтительно находится в диапазоне от около 0,005-15 мас.%, более предпочтительно от 0,03 до 7 мас.%, в сухом катализаторе, в частности до около 5 мас.%. В одном варианте осуществления изобретения, в котором комплекс золота представляет собой комплекс золото-тиосульфат, молярное соотношение S и Au в комплексе предпочтительно находится в диапазоне от около 3 : 1 до около 8 : 1. В таком варианте осуществления с содержанием предпочтительного количества золота количество серы в катализаторе может находиться в диапазоне 0,03-1,50 мас.%. Некоторое количество серы, происходящей из источников, отличных от S-содержащего комплекса, также может присутствовать в катализаторе, например включено в материал носителя.The amount of sulfur in the fresh catalyst is preferably in the range from about 0.005 to 15 wt.%, more preferably from 0.03 to 7 wt.%, in a dry catalyst, in particular up to about 5 wt.%. In one embodiment of the invention in which the gold complex is a gold-thiosulfate complex, the molar ratio of S to Au in the complex is preferably in the range of about 3:1 to about 8:1. In such an embodiment, containing a preferred amount of gold, the amount of sulfur in the catalyst may be in the range of 0.03-1.50 wt.%. Some sulfur, originating from sources other than the S-containing complex, may also be present in the catalyst, for example included in the support material.
Катализатор может дополнительно содержать металл, отличный от золота, или любой металл, образующий соединение носителя. Известные промоторы для применения с золотыми катализаторами, используемыми для реакций гидрохлорирования, включают в себя соединения кобальта, меди или лантана, и такие металлы могут присутствовать в катализаторах по настоящему изобретению или в катализаторах, используемых в способе настоящего изобретения. Металлы группы 1 и группы 2 также можно преимущественно включать в состав катализаторов по настоящему изобретению. Таким образом, катализатор может содержать в дополнение к золоту металл или соединение металла, выбранного из группы, состоящей из кобальта, меди, лантана, церия, лития, натрия, калия, рубидия, цезия, магния, кальция, стронция и бария. Дополнительный металл может присутствовать в качестве промотора или может выполнять другую функцию в катализаторе или при его получении. Например, считается, что некоторые металлы, такие как кальций, ингибируют образование углеродных отложений на катализаторах и, следовательно, могут применяться для содействия поддержанию активности катализатора в течение некоторого периода времени. Таким образом, даже если присутствие металла не повышает активность катализатора в краткосрочной перспективе, его можно рассматривать как промотор, если он снижает склонность катализатора к деактивации во время его применения в реакции или оказывает другое благоприятное влияние на практическое применение катализатора.The catalyst may further comprise a metal other than gold or any metal forming a support compound. Known promoters for use with gold catalysts used for hydrochlorination reactions include cobalt, copper or lanthanum compounds, and such metals may be present in the catalysts of the present invention or in the catalysts used in the process of the present invention. Group 1 and Group 2 metals may also advantageously be included in the catalysts of the present invention. Thus, the catalyst may contain, in addition to gold, a metal or metal compound selected from the group consisting of cobalt, copper, lanthanum, cerium, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium and barium. The additional metal may be present as a promoter or may serve another function in the catalyst or in its preparation. For example, certain metals, such as calcium, are believed to inhibit the formation of carbon deposits on catalysts and, therefore, can be used to help maintain catalyst activity over a period of time. Thus, even if the presence of a metal does not increase the activity of a catalyst in the short term, it may be considered a promoter if it reduces the tendency of the catalyst to deactivate during its use in a reaction or has another beneficial effect on the practical use of the catalyst.
Производство катализаторовCatalyst production
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложен способ производства катализатора в соответствии с первым аспектом изобретения, в котором:According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing a catalyst in accordance with the first aspect of the invention, wherein:
i) получают раствор золота, ii) получают раствор серосодержащего лиганда, iii) получают раствор добавки или ее предшественника, iv) раствор золота смешивают с раствором серосодержащего лиганда для получения раствора для пропитки с комплексом золота иi) a gold solution is prepared, ii) a sulfur-containing ligand solution is prepared, iii) a solution of the additive or its precursor is prepared, iv) the gold solution is mixed with the sulfur-containing ligand solution to produce a gold complex impregnation solution, and
v) носитель катализатора пропитывают раствором для пропитки с комплексом золота с последующей сушкой пропитанного носителя, а затем пропитывают раствором, полученным на стадии (iii), с последующей сушкой пропитанного носителя или vi) носитель катализатора пропитывают раствором, полученным на стадии (iii), после чего высушивают, затем пропитывают раствором для пропитки с комплексом золота, после чего пропитанный носитель высушивают.v) the catalyst support is impregnated with a gold complex impregnation solution followed by drying the impregnated support, and then impregnated with the solution obtained in step (iii), followed by drying of the impregnated support, or vi) the catalyst support is impregnated with the solution obtained in step (iii), after which is dried, then impregnated with an impregnation solution containing a gold complex, after which the impregnated carrier is dried.
Как правило, предпочтительно соблюдать порядок пропитки, предусмотренный на стадии v).In general, it is preferable to follow the impregnation order specified in step v).
В соответствии с третьим аспектом изобретения предложен альтернативный способ производства катализатора в соответствии с первым аспектом изобретения, в котором:In accordance with the third aspect of the invention, there is provided an alternative method for producing the catalyst in accordance with the first aspect of the invention, in which:
i) получают раствор для пропитки, содержащий комплекс золота и добавку или ее предшественник;i) obtain an impregnation solution containing a gold complex and an additive or its precursor;
ii) носитель катализатора пропитывают раствором, полученным на стадии (i), для получения пропитанного носителя, после чего пропитанный носитель высушивают.ii) the catalyst support is impregnated with the solution obtained in step (i) to obtain an impregnated support, after which the impregnated support is dried.
Такой альтернативный способ является предпочтительным, поскольку требует только одной стадии пропитки и сушки, что обеспечивает более простой и менее дорогостоящий способ получения катализатора.This alternative process is advantageous because it requires only a single impregnation and drying step, providing a simpler and less expensive method of preparing the catalyst.
В предпочтительном варианте осуществления в соответствии с третьим аспектом изобретения:In a preferred embodiment in accordance with the third aspect of the invention:
i) получают раствор золота, ii) получают раствор серосодержащего лиганда, iii) добавку или ее предшественник добавляют либо к раствору золота, либо к раствору серосодержащего лиганда перед стадией iv), iv) раствор золота смешивают с раствором серосодержащего лиганда, причем раствор золота илиi) a gold solution is prepared, ii) a sulfur-containing ligand solution is prepared, iii) the additive or its precursor is added to either the gold solution or the sulfur-containing ligand solution before step iv), iv) the gold solution is mixed with the sulfur-containing ligand solution, the gold solution or
- 5 045593 серосодержащего лиганда также содержит добавку или ее предшественник, для получения раствора для пропитки,- 5 045593 sulfur-containing ligand also contains an additive or its precursor, to obtain a solution for impregnation,
v) носитель катализатора пропитывают раствором для пропитки, после чего пропитанный носитель высушивают.v) the catalyst carrier is impregnated with the impregnation solution, after which the impregnated carrier is dried.
Как предусмотрено способом в соответствии с третьим аспектом изобретения, добавку или предшественник добавки можно добавлять либо к раствору золота, либо к раствору серосодержащего лиганда. Добавку или предшественник добавки предпочтительно добавляют к раствору серосодержащего лиганда, если это может привести к выпадению золота из раствора при добавлении в золотосодержащий раствор, и в альтернативном варианте осуществления добавку или предшественник добавки добавляют в золотосодержащий раствор, если они могут вызывать неблагоприятные реакции с лигандом при введении в содержащий лиганд раствор.As provided by the method in accordance with the third aspect of the invention, the additive or additive precursor can be added to either the gold solution or the sulfur-containing ligand solution. An additive or additive precursor is preferably added to the sulfur-containing ligand solution if it may cause gold to precipitate out of solution when added to the gold solution, and in an alternative embodiment, the additive or additive precursor is added to the gold solution if it may cause adverse reactions with the ligand when added into a solution containing the ligand.
В некоторых вариантах осуществления предпочтительно, чтобы рН раствора золота (до образования комплекса золота) не был ни слишком сильно кислым, ни слишком сильно щелочным. В сильнокислых средах некоторые серосодержащие лиганды нестабильны, что отрицательно сказывается на образовании комплекса золота и приводит к нежелательным примесям в растворе для пропитки. Например, известно, что тиосульфат образует тетратионат-ион ([S4O6]2’ кислой среде. В сильнощелочных средах раствор золота может образовывать коллоид, который также отрицательно влияет на образование комплекса золота. Предпочтительным диапазоном рН для раствора золота является рН 5-8, предпочтительно рН 5,57,5. В предпочтительном варианте осуществления раствор золота получают посредством регулирования водного раствора HAuCl4 с использованием основания, такого как NaOH или KOH.In some embodiments, it is preferable that the pH of the gold solution (before gold complexation) is neither too acidic nor too alkaline. In strongly acidic environments, some sulfur-containing ligands are unstable, which negatively affects the formation of the gold complex and leads to undesirable impurities in the impregnation solution. For example, thiosulfate is known to form the tetrathionate ion ([S4O6] 2 ' in acidic environments. In highly alkaline environments, gold solution can form a colloid, which also negatively affects gold complex formation. The preferred pH range for gold solution is pH 5-8, preferably pH 5.57.5 In a preferred embodiment, the gold solution is prepared by adjusting an aqueous solution of HAuCl 4 using a base such as NaOH or KOH.
В соответствии с дополнительным и альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ производства указанного катализатора, в котором стадию пропитки носителя катализатора добавкой осуществляют посредством получения предшественника добавки и превращения предшественника в неорганический оксид, гидроксид, оксосоль или оксикислоту, в результате чего носитель катализатора пропитывается желательной добавкой, после чего при необходимости можно выполнять сушку. В этом случае носитель катализатора пропитается предшественником добавки, а затем предшественник будет преобразован в добавку предпочтительно посредством термического или химического разложения. Это приведет к тому, что носитель катализатора пропитается выбранной добавкой.According to a further and alternative embodiment of the present invention, there is provided a method for producing said catalyst, wherein the step of impregnating a catalyst support with an additive is carried out by obtaining an additive precursor and converting the precursor into an inorganic oxide, hydroxide, oxo salt or hydroxy acid, whereby the catalyst support is impregnated with the desired additive, After which, if necessary, drying can be done. In this case, the catalyst support is impregnated with the additive precursor and then the precursor is converted into the additive, preferably through thermal or chemical decomposition. This will cause the catalyst carrier to become saturated with the selected additive.
В способе в соответствии со вторым аспектом изобретения, включающем последовательные пропитки комплексом золота и вслед за ним предшественником добавки, на первой стадии пропитки иногда предпочтительно использовать сильно щелочной раствор комплекса золота, если предшественник добавки устойчив к гидролизу в нейтральных или умеренно щелочных средах. В данном варианте осуществления рН раствора для пропитки, содержащего комплекс золота, предпочтительно составляет 9 или выше, предпочтительно 10 или выше, более предпочтительно 11 или выше. Соответствующее значение рН можно получить посредством добавления основания, такого как NaOH или KOH, после образования комплекса золота. Без ограничений, накладываемых какой-либо теорией, считается, что щелочной раствор комплекса золота, применяемый для пропитки носителя катализатора, подщелачивает носитель и, таким образом, предварительно кондиционирует носитель для гидролиза предшественника добавки на последующей стадии пропитки. Это особенно предпочтительно, когда гидролиз предшественника необходим для образования соответствующего оксида, например в случае, когда неорганический предшественник представляет собой нитрат или хлорид металла.In a process according to the second aspect of the invention involving sequential impregnations with a gold complex followed by an additive precursor, it is sometimes preferable to use a strongly alkaline solution of the gold complex in the first impregnation step if the additive precursor is resistant to hydrolysis in neutral or moderately alkaline environments. In this embodiment, the pH of the impregnation solution containing the gold complex is preferably 9 or higher, preferably 10 or higher, more preferably 11 or higher. The appropriate pH value can be obtained by adding a base such as NaOH or KOH after gold complexation. Without being limited by any theory, it is believed that the alkaline gold complex solution used to impregnate the catalyst support alkalizes the support and thereby preconditions the support for hydrolysis of the additive precursor in the subsequent impregnation step. This is particularly preferred when hydrolysis of the precursor is necessary to form the corresponding oxide, for example when the inorganic precursor is a metal nitrate or chloride.
Катализаторы можно получать с использованием различных способов получения катализаторов, известных по существу в данной области техники, например посредством пропитки, предпочтительно с использованием методов пропитки по влагоемкости или методов напыления/осаждения. В способах производства катализатора в соответствии с изобретением катализатор предпочтительно изготавливают посредством пропитки носителя раствором комплекса золота с серосодержащим лигандом для образования комплекса золота в комбинации с добавкой или предшественником добавки.The catalysts can be prepared using various catalyst preparation methods known per se in the art, for example by impregnation, preferably using moisture impregnation methods or sputtering/deposition methods. In the catalyst production methods of the invention, the catalyst is preferably prepared by impregnating a support with a solution of a gold complex with a sulfur-containing ligand to form a gold complex in combination with an additive or additive precursor.
Предпочтительные комплексы золота растворимы в легкодоступных растворителях, которые создают незначительные опасности для окружающей среды. Предпочтительным растворителем является органический растворитель, вода или их смесь. Растворитель предпочтительно представляет собой воду. Предпочтительные растворы для пропитки включают в себя водные растворы сульфатов золота, сульфонатов, тиосульфатов, тиоцианатов, тиомочевины, тионилхлорида, тиопропионовой кислоты и тиомаловой кислоты.Preferred gold complexes are soluble in readily available solvents that pose little environmental hazard. The preferred solvent is an organic solvent, water, or a mixture thereof. The solvent is preferably water. Preferred impregnation solutions include aqueous solutions of gold sulfates, sulfonates, thiosulfates, thiocyanates, thiourea, thionyl chloride, thiopropionic acid and thiomalic acid.
В одном предпочтительном варианте осуществления способ настоящего изобретения включает пропитку углеродного носителя в виде частиц водным раствором, содержащим комплекс, включающий в себя соединение золота и соединение, содержащее тиосульфат-ион, с добавкой или предшественником добавки, с последующим отделением при необходимости избытка раствора и затем сушкой пропитанного материала.In one preferred embodiment, the method of the present invention comprises impregnating a particulate carbon support with an aqueous solution containing a complex comprising a gold compound and a thiosulfate ion containing compound with an additive or additive precursor, then separating the excess solution if necessary and then drying impregnated material.
Предпочтительно, чтобы пропитку проводили по влагоемкости или по протоколу заполнения пор, в котором количество используемого раствора рассчитывают так, чтобы он только заполнил поры носителя. Соответственно соединение золота и соединение, содержащее тиосульфат-ион, вместе образуют золото-тиосульфатный комплекс, а добавка оказывает стабилизирующее действие на образованный золо- 6 045593 тосодержащий комплекс. Как правило, при использовании метода пропитки по влагоемкости объем используемого для пропитки раствора составляет 100% ± до около 20% от измеренного (или рассчитанного) объема пор носителя. Носитель, как правило, смешивают с раствором для пропитки посредством вращения в барабане, либо раствор для пропитки можно добавлять, например по каплям или посредством распыления, к перемешиваемому слою носителя в течение определенного периода времени. В альтернативном варианте осуществления носитель катализатора можно пропитывать раствором для пропитки, содержащим комплекс золота и добавку или предшественник добавки, с использованием избыточного объема раствора для пропитки таким образом, чтобы золото и/или серосодержащее соединение осаждались на носителе катализатора за счет абсорбции или в ходе реакций ионного обмена. Специалист в области производства катализатора осведомлен о таких способах получения катализаторов посредством пропитки материалов носителя раствором соединений активных металлов.Preferably, impregnation is carried out using a moisture-holding or pore-filling protocol, in which the amount of solution used is calculated so that it only fills the pores of the carrier. Accordingly, the gold compound and the compound containing the thiosulfate ion together form a gold-thiosulfate complex, and the additive has a stabilizing effect on the formed gold-containing complex. Typically, when using the moisture-based impregnation method, the volume of impregnation solution used is 100% ± to about 20% of the measured (or calculated) pore volume of the carrier. The carrier is typically mixed with the impregnation solution by rotating in a drum, or the impregnation solution can be added, for example dropwise or by spraying, to the agitated carrier layer over a period of time. In an alternative embodiment, the catalyst support can be impregnated with an impregnation solution containing a gold complex and an additive or additive precursor using an excess volume of the impregnation solution such that the gold and/or sulfur compound is deposited on the catalyst support by absorption or ionic reactions. exchange. One skilled in the art of catalyst production is aware of such methods for producing catalysts by impregnating support materials with a solution of active metal compounds.
Количество золота, серы и добавки или предшественника добавки в растворе для пропитки рассчитывают для обеспечения требуемого количества золота, серы и добавки в готовом катализаторе.The amount of gold, sulfur and additive or additive precursor in the impregnation solution is calculated to provide the required amount of gold, sulfur and additive in the finished catalyst.
Раствор для пропитки, содержащий комплекс золота, может включать в себя дополнительное соединение металла, например включая соединение металла, выбранного из группы, состоящей из кобальта, меди, лантана, церия, лития, натрия, калия, рубидия, цезия, магния, кальция, стронция и бария. В альтернативном варианте осуществления дополнительный металл при наличии можно добавлять к катализатору на отдельной стадии, например посредством пропитки золотосодержащей частицы катализатора раствором соединения дополнительного металла или посредством пропитки материала носителя таким раствором до добавления к катализатору раствора, содержащего комплекс золота.The impregnation solution containing the gold complex may include an additional metal compound, for example including a metal compound selected from the group consisting of cobalt, copper, lanthanum, cerium, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium and barium. In an alternative embodiment, additional metal, if present, can be added to the catalyst in a separate step, for example by impregnating the gold-containing catalyst particle with a solution of the additional metal compound or by impregnating the support material with such a solution before adding the gold complex solution to the catalyst.
В альтернативном, хотя и менее предпочтительном способе производства катализатор можно получать известными способами твердотельного технологического процесса, например посредством смешивания сухого носителя, золота, лиганда и компонентов добавки или предшественника добавки. В этом случае комплекс лиганд-золото можно предварительно формировать на начальной стадии. Измельчение в шаровой мельнице является особенно подходящим способом твердотельного технологического процесса, однако более равномерное нанесение активных компонентов на носитель катализатора можно обеспечивать с помощью способов пропитки носителя, описанных в настоящем документе.In an alternative, although less preferred production method, the catalyst can be prepared by known solid-state process methods, for example by mixing dry support, gold, ligand and additive or additive precursor components. In this case, the ligand-gold complex can be preformed at the initial stage. Ball milling is a particularly suitable solid-state process method, but more uniform application of the active components to the catalyst support can be achieved using the support impregnation methods described herein.
Как указано выше, носитель катализатора предпочтительно представляет собой углерод, и его можно подвергать промывке кислотой, предпочтительно с использованием соляной кислоты, азотной кислоты, фосфорной кислоты или серной кислоты, которую предпочтительно можно проводить до пропитки раствором для пропитки, содержащим комплекс золота. Этого можно добиться, например, посредством диспергирования углерода в соляной кислоте, необязательно нагревания, возможно, до кипения, слива, промывки дистиллированной или деионизированной водой и сушки на воздухе. В качестве альтернативы использованию процедуры промывки кислотой при получении катализатора можно получить предварительно обработанный или промытый кислотой носитель от производителя углеродных носителей в качестве коммерческого материала, если желательно использовать промытую кислотой форму углеродного носителя.As stated above, the catalyst support is preferably carbon and can be subjected to acid washing, preferably using hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid or sulfuric acid, which can preferably be carried out before impregnation with an impregnation solution containing a gold complex. This can be achieved, for example, by dispersing the carbon in hydrochloric acid, optionally heating it, possibly to boiling, draining, rinsing with distilled or deionized water and air drying. As an alternative to using an acid wash procedure in preparing the catalyst, a pretreated or acid washed support can be obtained from a carbon support manufacturer as a commercial material if it is desired to use an acid washed form of the carbon support.
Катализатору необязательно может потребоваться стадия активации перед использованием в химическом способе. В таких случаях может быть более правильным рассматривать высушенный пропитанный носитель катализатора в качестве предшественника катализатора, но для простоты в настоящем документе такие материалы рассматриваются как катализаторы, независимо от того, требуют они активации (или предварительной активации) для достижения полной каталитической активности или нет.The catalyst may not necessarily require an activation step before being used in a chemical process. In such cases, it may be more appropriate to consider the dried, impregnated catalyst support as a catalyst precursor, but for simplicity, such materials are considered herein to be catalysts, whether or not they require activation (or pre-activation) to achieve full catalytic activity.
Применение катализатораCatalyst Application
Предполагается, что катализаторы настоящего изобретения будут полезны в любом химическом способе, для которого известно, что золотосодержащие катализаторы найдут практическое применение. В то же время предпочтительный химический способ настоящего изобретения предусматривает способ получения винилхлорида (также называемого винилхлоридным мономером или VCM) посредством гидрохлорирования ацетилена, включающий взаимодействие ацетилена с хлоридом водорода (HCl) в присутствии катализатора, содержащего комплекс золота с серосодержащим лигандом и добавкой на носителе. Катализатор предпочтительно представляет собой катализатор в соответствии с изобретением и/или полученный с использованием способа настоящего изобретения. Способ осуществляют при повышенной температуре, обычно от около 100 до 250°С, более предпочтительно < 200°С. HCl и ацетилен предпочтительно предварительно смешивают, а также предпочтительно предварительно нагревают до температуры реакции. Обычно HCl присутствует в количестве, превышающем требуемое для стехиометрической реакции. Катализатор может присутствовать в реакторе в виде неподвижного слоя частиц катализатора, расположенных таким образом, что подаваемые газы проходят над слоем катализатора или через него. Можно использовать альтернативные конструкции реакторов, включая конструкции с псевдоожиженными слоями или другими подвижными слоями. В альтернативном варианте осуществления катализатор может быть получен в форме монолита или нанесен на стенку сосуда реактора. Слой катализатора может быть снабжен средством регулирования температуры во избежание перегрева вследствие экзотермической реакции или для повышения температуры при необходимости. Может оказаться предпочтительнымThe catalysts of the present invention are expected to be useful in any chemical process for which gold-containing catalysts are known to find practical application. However, a preferred chemical process of the present invention provides a process for producing vinyl chloride (also called vinyl chloride monomer or VCM) by hydrochlorination of acetylene, comprising reacting acetylene with hydrogen chloride (HCl) in the presence of a catalyst containing a gold complex with a sulfur-containing ligand and a supported additive. The catalyst is preferably a catalyst in accordance with the invention and/or obtained using the method of the present invention. The process is carried out at elevated temperature, typically from about 100 to 250°C, more preferably <200°C. HCl and acetylene are preferably premixed and also preferably preheated to reaction temperature. HCl is usually present in an amount greater than that required for a stoichiometric reaction. The catalyst may be present in the reactor in the form of a fixed bed of catalyst particles arranged such that the feed gases pass over or through the catalyst bed. Alternative reactor designs may be used, including fluidized bed or other moving bed designs. In an alternative embodiment, the catalyst may be provided in the form of a monolith or applied to the wall of the reactor vessel. The catalyst bed may be provided with temperature control to avoid overheating due to an exothermic reaction or to increase the temperature if necessary. May be preferable
- 7 045593 обрабатывать катализатор HCl перед применением в способе. Эту обработку, как правило, выполняют посредством пропускания HCl через катализатор в течение, по меньшей мере, часа при температуре по меньшей мере 50°С, более конкретно > 100°С. Такая предварительная обработка может происходить в реакторе при работе с потоком HCl без ацетилена при подходящей температуре.- 7 045593 treat the catalyst with HCl before use in the method. This treatment is typically accomplished by passing HCl through the catalyst for at least an hour at a temperature of at least 50°C, more particularly >100°C. This pre-treatment can occur in a reactor operating with an acetylene-free HCl stream at a suitable temperature.
Следует понимать, что элементы, описанные применительно к одному аспекту изобретения, в равной степени применимы и к другому аспекту изобретения. Например, признаки, описанные в отношении катализатора по настоящему изобретению, могут быть в равной степени применимы к катализатору, полученному способом производства по настоящему изобретению, и наоборот.It should be understood that elements described in connection with one aspect of the invention are equally applicable to another aspect of the invention. For example, the features described in relation to the catalyst of the present invention may be equally applicable to the catalyst obtained by the production method of the present invention, and vice versa.
Далее изобретение будет описано в следующих примерах со ссылкой на прилагаемые графические материалы, в которых на фиг. 1 представлено SEM-изображение свежей необработанной поверхности катализатора, содержащего 0,1% золота;The invention will now be described in the following examples with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows an SEM image of a fresh, untreated catalyst surface containing 0.1% gold;
на фиг. 2 представлено SEM-изображение свежей обработанной 1%-й борной кислотой поверхности катализатора, содержащего 0,1% золота;in fig. 2 shows an SEM image of a fresh catalyst surface treated with 1% boric acid containing 0.1% gold;
на фиг. 3 представлено SEM-изображение образования нанотрубок на использованной необработанной поверхности катализатора, содержащего 0,1% золота;in fig. 3 shows an SEM image of the formation of nanotubes on the used untreated surface of a catalyst containing 0.1% gold;
на фиг. 4 представлено SEM-изображение использованного обработанного 1%-й борной кислотой катализатора, содержащего 0,1% золота, без образования наноуглеродных трубок;in fig. 4 is an SEM image of a used 1% boric acid treated catalyst containing 0.1% gold without the formation of nanocarbon tubes;
на фиг. 5 показаны относительные показатели конверсии в VCM, полученные для необработанных катализаторов с содержанием золота 0,1 и 0,05%, по сравнению с обработанным катализатором, содержащим 0,05% золота, с добавкой силиката натрия;in fig. 5 shows the relative VCM conversions obtained for the untreated 0.1 and 0.05% gold catalysts compared to the treated 0.05% gold catalyst with sodium silicate addition;
на фиг. 6 показано значительное увеличение конверсии в VCM, полученное с помощью катализатора, содержащего 0,05% золота, при добавлении силикатной соли, по сравнению с золотосодержащим катализатором в отсутствие такой силикатной соли.in fig. 6 shows the significant increase in conversion to VCM obtained with a catalyst containing 0.05% gold with the addition of a silicate salt, compared to the gold catalyst in the absence of such silicate salt.
ПримерыExamples
Пример 1 (сравнительный). Получение тиосульфатного катализатора с 0,1% Au в соответствии с предшествующим уровнем техникиExample 1 (comparative). Preparation of thiosulfate catalyst with 0.1% Au according to the prior art
0,142 г раствора HAuCl4, содержащего 41% Au, разводили в 24 мл воды. Отдельно растворяли 0,186 г безводного тиосульфата натрия в 24 мл воды. Затем золотосодержащий раствор добавляли при перемешивании к раствору тиосульфата с получением бледно-желтого смешанного раствора готового комплекса золота. 4,8 мл этого раствора комплекса золота затем добавляли при перемешивании к 5,8 г коммерчески доступных гранул активированного угля. Углерод абсорбировал всю жидкость в течение примерно 5 мин. После оставления продукта для сушки на воздухе в течение около одного часа материал затем высушивали при 120°С в течение ночи с получением катализатора, содержащего приблизительно 0,1% Au. На фиг. 1 представлено SEM-изображение этого свежеприготовленного необработанного катализатора.0.142 g of HAuCl 4 solution containing 41% Au was diluted in 24 ml of water. Separately, 0.186 g of anhydrous sodium thiosulfate was dissolved in 24 ml of water. The gold containing solution was then added with stirring to the thiosulfate solution to produce a pale yellow mixed solution of the finished gold complex. 4.8 ml of this gold complex solution was then added with stirring to 5.8 g of commercially available activated carbon granules. The carbon absorbed all the liquid within about 5 minutes. After leaving the product to air dry for about one hour, the material was then dried at 120° C. overnight to obtain a catalyst containing approximately 0.1% Au. In fig. Figure 1 shows an SEM image of this as-prepared untreated catalyst.
Пример 2. Испытание на образование углеродных нанотрубок г катализатора, полученного, как описано в примере 1, загружали в трубку из нержавеющей стали диаметром 2 см и сформированный слой на обоих концах защищали насадкой из кварцевой ваты. Затем трубку помещали в трубчатую печь. Смесь HCl и С2Н2 (молярное соотношение 1,2 : 1) пропускали через катализатор со скоростью потока 240 мл/мин при температуре 220°С. Начальная конверсия в VCM составляла около 90%, падая до 65% через 48 ч. Через 48 ч катализатор продували азотом, охлаждали, а затем извлекали из печи. Оптическое исследование показало наличие углеродных нанотрубок на угольных гранулах. Степень образования нанотрубок оценивали следующим образом: 0=нанотрубки отсутствуют; 1=нанотрубки присутствуют на некоторых частицах; 2=нанотрубки присутствуют на многих частицах; 3=нанотрубки присутствуют на большинстве частиц.Example 2 Carbon Nanotube Formation Test The catalyst prepared as described in Example 1 was loaded into a stainless steel tube with a diameter of 2 cm, and the formed layer at both ends was protected with a quartz wool packing. The tube was then placed in a tube furnace. A mixture of HCl and C2H2 (molar ratio 1.2:1) was passed through the catalyst at a flow rate of 240 ml/min at a temperature of 220°C. Initial conversion to VCM was about 90%, falling to 65% after 48 hours. After 48 hours, the catalyst was purged with nitrogen, cooled, and then removed from the furnace. Optical examination showed the presence of carbon nanotubes on carbon granules. The degree of nanotube formation was assessed as follows: 0=no nanotubes; 1=nanotubes are present on some particles; 2=nanotubes are present on many particles; 3=nanotubes are present on most particles.
SEM-исследование показало, что покрытие состоит из массы углеродных нанотрубок, каждая из которых образована активным центром на частице золота, как показано на фиг. 3. Степень образования нанотрубок в данном примере составляла 3.SEM examination revealed that the coating consists of a mass of carbon nanotubes, each formed by an active site on a gold particle, as shown in FIG. 3. The degree of nanotube formation in this example was 3.
Пример 3. Получение катализатора в соответствии с настоящим изобретениемExample 3 Preparation of a catalyst according to the present invention
Катализатор получали, как описано в примере 1, за исключением того, что в растворе HAuCU растворяли 0,58 г добавки в форме пентагидрата метасиликата натрия. После этого процедура была такой же, как и в примере 1.The catalyst was prepared as described in Example 1, except that 0.58 g of an additive in the form of sodium metasilicate pentahydrate was dissolved in the HAuCU solution. After this, the procedure was the same as in example 1.
Пример 4. Получение катализатора в соответствии с настоящим изобретениемExample 4 Preparation of a catalyst according to the present invention
Катализатор получали, как описано в примере 1, за исключением того, что в растворе HAuCl4 растворяли 0,58 г добавки в форме тетрабората натрия. После этого процедура была такой же, как и в примере 1.The catalyst was prepared as described in example 1, except that 0.58 g of an additive in the form of sodium tetraborate was dissolved in a solution of HAuCl 4 . After this, the procedure was the same as in example 1.
Пример 5. Получение катализатора в соответствии с настоящим изобретениемExample 5 Preparation of a catalyst according to the present invention
Катализатор получали, как описано в примере 1, за исключением того, что в растворе HAuCl4 растворяли 0,58 г борной кислоты. После этого процедура была такой же, как и в примере 1. На фиг. 2 представлено SEM-изображение этого свежего катализатора, обработанного борной кислотой.The catalyst was prepared as described in example 1, except that 0.58 g of boric acid was dissolved in the HAuCl4 solution. After this, the procedure was the same as in Example 1. In FIG. Figure 2 shows an SEM image of this fresh catalyst treated with boric acid.
- 8 045593- 8 045593
Пример 6. Получение катализатора в соответствии с изобретениемExample 6. Preparation of a catalyst in accordance with the invention
Катализатор получали, как описано в примере 1, за исключением того, что в растворе HAuCl4 растворяли 0,58 г ортофосфата тринатрия. После этого процедура была такой же, как и в примере 1.The catalyst was prepared as described in example 1, except that 0.58 g of trisodium orthophosphate was dissolved in the HAuCl 4 solution. After this, the procedure was the same as in example 1.
Пример 7. Испытание катализаторов в соответствии с изобретением на образование нанотрубокExample 7. Testing catalysts in accordance with the invention for the formation of nanotubes
Катализаторы, полученные, как описано в примерах 3-6, испытывали на образование нанотрубок в соответствии со способом, представленным в примере 2, в течение периодов времени в диапазоне от двух до пяти дней. Во всех случаях образование углеродных нанотрубок либо полностью предотвращено (степень образования нанотрубок=0), либо присутствует только на нескольких микроскопических областях гранул (степень образования нанотрубок=1). На фиг. 4 представлено SEM-изображение обработанного борной кислотой катализатора из примера 5 после испытания в соответствии со способом из примера 2; в данном случае можно видеть увеличение размера частиц золота, но отсутствие заметного роста наночастиц. Степень образования нанотрубок в данном примере составляла 0.The catalysts prepared as described in Examples 3-6 were tested for nanotube formation in accordance with the method presented in Example 2 for periods ranging from two to five days. In all cases, carbon nanotube formation is either completely prevented (nanotube formation rate=0) or present only in a few microscopic areas of the granules (nanotube formation rate=1). In fig. 4 is an SEM image of the boric acid treated catalyst of Example 5 after testing according to the method of Example 2; in this case, one can see an increase in the size of gold particles, but no noticeable growth of nanoparticles. The degree of nanotube formation in this example was 0.
Пример 8 (сравнительный). Получение катализатора с 0,05% Au в соответствии с предшествующим уровнем техникиExample 8 (comparative). Preparation of catalyst with 0.05% Au according to prior art
Катализатор получали, как описано в примере 1, за исключением того, что для получения разбавленного раствора HAuCl4 использовали 0,071 г раствора HAuCl4, содержащего 41% Au; и 0,093 г тиосульфата натрия использовали с получением раствора тиосульфата натрия. Полученный катализатор содержал приблизительно 0,05% Au.The catalyst was prepared as described in Example 1, except that 0.071 g of HAuCl 4 solution containing 41% Au was used to obtain a dilute HAuCl 4 solution; and 0.093 g of sodium thiosulfate was used to prepare a sodium thiosulfate solution. The resulting catalyst contained approximately 0.05% Au.
Пример 9. Получение катализатора с 0,05% Au в соответствии с настоящим изобретениемExample 9 Preparation of a 0.05% Au Catalyst According to the Present Invention
Катализатор получали, как описано в примере 8, за исключением того, что в растворе HAuCl4 растворяли 0,58 г пентагидрата метасиликата натрия. После этого процедура была такой же, как и в примере 8.The catalyst was prepared as described in Example 8, except that 0.58 g of sodium metasilicate pentahydrate was dissolved in the HAuCl 4 solution. After this, the procedure was the same as in example 8.
Пример 10. Испытание катализатора с 0,05% Au в соответствии с настоящим изобретением на повышенную активностьExample 10 Testing the 0.05% Au Catalyst of the Present Invention for Enhanced Activity
Катализатор, содержащий 0,05% Au, с силикатной добавкой в соответствии с примером 9 подвергали испытанию на конверсию, описанному в примере 2. Показатели конверсии показаны на фиг. 6, на которой можно видеть, что с помощью катализатора, содержащего силикат, было достигнуто значительное увеличение конверсии в VCM по сравнению с катализатором, в котором силикат отсутствует. В случае материала, полученного в примере 9, образование нанотрубок отсутствовало через шесть дней, как показано на фиг. 5.The silicate-doped 0.05% Au catalyst of Example 9 was subjected to the conversion test described in Example 2. The conversion rates are shown in FIG. 6, where it can be seen that a significant increase in conversion to VCM was achieved with the silicate containing catalyst compared to the silicate free catalyst. In the case of the material obtained in Example 9, there was no formation of nanotubes after six days, as shown in FIG. 5.
На фиг. 5 представлен показатель превращения в VCM при 220°С в соответствии с примером 2, но в течение более длительного периода времени (до 6 дней в противоположность 48 ч) для двух необработанных катализаторов, один из которых содержит 0,1% Au, а другой - 0,05% Au, по сравнению с катализатором с 0,05% Au при обработке добавлением силиката натрия, как описано выше. На фиг. 5 можно четко видеть, что добавление силиката натрия позволяет для катализатора с более низким содержанием золота 0,05% Au достичь селективности, сравнимой с селективностью катализатора с более высоким содержанием золота 0,1% Au (но необработанного).In fig. 5 shows the conversion to VCM at 220° C. in accordance with Example 2, but over a longer period of time (up to 6 days as opposed to 48 hours) for two untreated catalysts, one containing 0.1% Au and the other containing 0.05% Au, compared to a 0.05% Au catalyst treated with sodium silicate as described above. In fig. 5 it can be clearly seen that the addition of sodium silicate allows the lower gold content 0.05% Au catalyst to achieve selectivity comparable to that of the higher gold content 0.1% Au catalyst (but untreated).
Улучшение конверсии, продемонстрированное в примере 10 для силикатсодержащего катализатора с 0,05% Au, по-видимому, не происходит для катализатора с 0,1% Au, хотя образование нанотрубок преимущественно ингибировано. Таким образом, настоящее изобретение особенно подходит и желательно для катализаторов, содержащих менее 0,1% золота.The improvement in conversion demonstrated in Example 10 for the 0.05% Au silicate catalyst does not appear to occur for the 0.1% Au catalyst, although nanotube formation is predominantly inhibited. Thus, the present invention is particularly suitable and desirable for catalysts containing less than 0.1% gold.
Примеры 11-17.Examples 11-17.
Раствор HAuCl4, содержащий 0,100 г Au, разбавляли указанным количеством деминерализованной воды (DI). Отдельно готовили растворы серосодержащего лиганда и добавки с указанным количеством деминерализованной воды (DI). Растворы смешивали в указанном порядке для получения золотосодержащего раствора для пропитки. Затем этот раствор добавляли при перемешивании к 100 г (сухой вес) коммерчески доступных гранул активированного угля с использованием метода пропитки по влагоемкости. Пропитанный материал оставляли в состоянии покоя на приблизительно 30 мин, в течение которых весь добавленный раствор адсорбировался. Затем материал сушили при 105°С в течение ночи с получением катализатора, содержащего приблизительно 0,1% Au.A HAuCl 4 solution containing 0.100 g Au was diluted with the indicated amount of demineralized water (DI). Separately, solutions of the sulfur-containing ligand and additive were prepared with the indicated amount of demineralized water (DI). The solutions were mixed in the specified order to obtain a gold-containing solution for impregnation. This solution was then added, with stirring, to 100 g (dry weight) of commercially available activated carbon granules using the water-capacity impregnation method. The impregnated material was left at rest for approximately 30 minutes, during which time all the added solution was adsorbed. The material was then dried at 105° C. overnight to obtain a catalyst containing approximately 0.1% Au.
В случае примера 17 корректировку рН проводили следующим образом. Раствор HAuCl4, содержащий 0,100 г Au, разбавляли 30 мл деминерализованной воды. Приблизительно 5%-й раствор KOH получали растворением 5 г NaOH в 100 мл деминерализованной воды. К золотосодержащему раствору по каплям добавляли приблизительно 1 мл раствора KOH с получением раствора, имеющего рН приблизительно 6,8. Отдельно 0,336 г тиосульфата аммония растворяли в 30 мл деминерализованной воды. Затем золотосодержащий раствор добавляли при перемешивании к раствору тиосульфата аммония с получением смешанного раствора готового комплекса золота. Далее полученный раствор использовали в методе пропитки по влагоемкости согласно описанной выше процедуре.In the case of example 17, pH adjustment was carried out as follows. A HAuCl4 solution containing 0.100 g Au was diluted with 30 ml demineralized water. An approximately 5% KOH solution was prepared by dissolving 5 g NaOH in 100 ml demineralized water. Approximately 1 ml of KOH solution was added dropwise to the gold-containing solution to obtain a solution having a pH of approximately 6.8. Separately, 0.336 g of ammonium thiosulfate was dissolved in 30 ml of demineralized water. The gold-containing solution was then added with stirring to the ammonium thiosulfate solution to obtain a mixed solution of the finished gold complex. Next, the resulting solution was used in the moisture-capacity impregnation method according to the procedure described above.
Анализ методом РФЭС примеров 11-16 показал наличие SiO2 в материале, образованном после сушки при 105°С в течение ночи.XPS analysis of examples 11-16 showed the presence of SiO 2 in the material formed after drying at 105°C overnight.
Катализаторы испытывали на образование углеродных нанотрубок в соответствии с процедурой,The catalysts were tested for the formation of carbon nanotubes according to the procedure
- 9 045593 описанной в примере 2.- 9 045593 described in example 2.
ТаблицаTable
Предшественники Zr, Се и LaPrecursors of Zr, Ce and La
Пример 18 (сравнительный).Example 18 (comparative).
Раствор HAuCl4, содержащий 0,100 г Au, разбавляли 12 мл деминерализованной воды. Приблизительно 1 М раствора NaOH получали растворением 4 г NaOH в 100 мл деминерализованной воды. 1,60 г полученного 1 М раствора NaOH добавляли по каплям к золотосодержащему раствору с получением раствора, имеющего рН приблизительно 6,5. Отдельно 0,336 г тиосульфата натрия растворяли в 12 мл деминерализованной воды. Затем золотосодержащий раствор добавляли при перемешивании к раствору тиосульфата натрия с получением смешанного раствора готового комплекса золота, имеющего рН приблизительно 11,2. К золотосодержащему раствору добавляли дополнительные 12 мл ранее полученного 1 М раствора NaOH и 22 мл деминерализованной воды с получением раствора готового комплекса золота, имеющего рН приблизительно 12,3. Далее полученный золотосодержащий раствор добавляли при перемешивании к 100 г (сухой вес) коммерчески доступных гранул активированного угля с использованием метода пропитки по влагоемкости. Пропитанный материал оставляли в состоянии покоя на приблизительно 30 минут, в течение которых весь добавленный раствор адсорбировался. Затем материал сушили при 105°С в течение ночи с получением катализатора Au/C, содержащего приблизительно 0,1% Au. Данный катализатор испытывали, как описано в примере 2. Степень образования углеродных нанотрубок составляла 1.A HAuCl4 solution containing 0.100 g Au was diluted with 12 ml demineralized water. Approximately 1 M NaOH solution was prepared by dissolving 4 g of NaOH in 100 ml of demineralized water. 1.60 g of the resulting 1 M NaOH solution was added dropwise to the gold solution to obtain a solution having a pH of approximately 6.5. Separately, 0.336 g of sodium thiosulfate was dissolved in 12 ml of demineralized water. The gold-containing solution was then added with stirring to the sodium thiosulfate solution to obtain a mixed solution of the finished gold complex having a pH of approximately 11.2. An additional 12 ml of the previously prepared 1 M NaOH solution and 22 ml of demineralized water were added to the gold-containing solution to obtain a finished gold complex solution having a pH of approximately 12.3. The resulting gold-containing solution was then added with stirring to 100 g (dry weight) of commercially available activated carbon granules using the water-capacity impregnation method. The impregnated material was left at rest for approximately 30 minutes, during which time all the added solution was adsorbed. The material was then dried at 105°C overnight to obtain an Au/C catalyst containing approximately 0.1% Au. This catalyst was tested as described in example 2. The degree of formation of carbon nanotubes was 1.
Пример 19.Example 19.
Катализатор с 0,1% Au/C получали, как описано в примере 18. Отдельно 1,467 г дигидрата оксинитрата циркония [ZrO(NO3)2-2H2O] растворяли в 30 мл деминерализованной воды и этот раствор добавляли к 50 г высушенных золотосодержащих угольных гранул с использованием метода пропитки по влагоемкости. После оставления материала в состоянии покоя в течение приблизительно 30 мин материал высушивали при 105°С в течение ночи с получением катализатора, содержащего приблизительно 0,1% Au и 1% Zr.A catalyst with 0.1% Au/C was prepared as described in Example 18. Separately, 1.467 g of zirconium oxynitrate dihydrate [ZrO(NO 3 ) 2 -2H 2 O] was dissolved in 30 ml of demineralized water and this solution was added to 50 g of dried gold-containing coal granules using the moisture-capacity impregnation method. After leaving the material at rest for approximately 30 minutes, the material was dried at 105°C overnight to obtain a catalyst containing approximately 0.1% Au and 1% Zr.
Пример 20.Example 20.
Катализатор с 0,1% Au/C получали, как описано в примере 18. Отдельно 1,550 г гексагидрата нитрата церия [Се(NO)3)3·6Н2О] растворяли в 30 мл деминерализованной воды и этот раствор добавляли к 50 г высушенных золотосодержащих угольных гранул с использованием метода пропитки по влагоемкости. После оставления материала в состоянии покоя в течение приблизительно 30 мин материал высушивали при 105°С в течение ночи с получением катализатора, содержащего приблизительно 0,1% Au и 1% Се. Данный катализатор испытывали, как описано в примере 2. Степень образования углеродных нанотрубок составляла 1.A catalyst with 0.1% Au/C was prepared as described in example 18. Separately, 1.550 g of cerium nitrate hexahydrate [Ce(NO) 3 ) 3 6H 2 O] was dissolved in 30 ml of demineralized water and this solution was added to 50 g of dried gold-bearing coal granules using the moisture-capacity impregnation method. After leaving the material at rest for approximately 30 minutes, the material was dried at 105°C overnight to obtain a catalyst containing approximately 0.1% Au and 1% Ce. This catalyst was tested as described in example 2. The degree of formation of carbon nanotubes was 1.
Пример 21.Example 21.
Катализатор с 0,1% Au/C получали, как описано в примере 18. Отдельно 1,335 г гептагидрата хлорида лантана [LaCl3.7H2O] растворяли в 30 мл деминерализованной воды и этот раствор добавляли к 50 г высушенных золотосодержащих угольных гранул с использованием метода пропитки по влагоемкости. После оставления материала в состоянии покоя в течение приблизительно 30 мин материал высушивали при 105°С в течение ночи с получением катализатора, содержащего приблизительно 0,1% Au и 1% La.A 0.1% Au/C catalyst was prepared as described in Example 18. Separately, 1.335 g of lanthanum chloride heptahydrate [LaCl 3 .7H 2 O] was dissolved in 30 ml of demineralized water and this solution was added to 50 g of dried gold-containing carbon granules using impregnation method based on moisture capacity. After leaving the material at rest for approximately 30 minutes, the material was dried at 105°C overnight to obtain a catalyst containing approximately 0.1% Au and 1% La.
Специалистам в данной области будет понятно, что приведенные выше варианты осуществления описаны только в качестве примера, а не в каком-либо ограничивающем смысле, и что возможны различные изменения и модификации без отступления от объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.Those skilled in the art will appreciate that the above embodiments are described by way of example only and not in any limiting sense, and that various changes and modifications are possible without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.
Изобретение также включает в себя следующие варианты осуществления:The invention also includes the following embodiments:
1. Катализатор, содержащий комплекс золота с серосодержащим лигандом и неорганической солью1. A catalyst containing a complex of gold with a sulfur-containing ligand and an inorganic salt
- 10 045593 или кислотой на носителе.- 10 045593 or acid on a carrier.
2. Катализатор в соответствии с вариантом осуществления 1, содержащий от 10 до 0,1% неорганической соли или кислоты по массе в расчете на общую массу катализатора.2. The catalyst according to Embodiment 1, containing from 10 to 0.1% by weight of an inorganic salt or acid based on the total weight of the catalyst.
3. Катализатор в соответствии с вариантом осуществления 1, содержащий от 5 до 0,1% неорганической соли или кислоты по массе в расчете на общую массу катализатора.3. The catalyst according to Embodiment 1, containing from 5 to 0.1% by weight of an inorganic salt or acid based on the total weight of the catalyst.
4. Катализатор в соответствии с вариантом осуществления 1, содержащий от 3 до 0,5% неорганической соли или кислоты по массе в расчете на общую массу катализатора.4. The catalyst according to Embodiment 1, containing from 3 to 0.5% by weight of an inorganic salt or acid based on the total weight of the catalyst.
5. Катализатор в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, в котором неорганическая кислота или соль представляет собой неорганическую кислоту, выбранную из борной кислоты, фосфорной кислоты или серной кислоты.5. The catalyst according to any of the preceding embodiments, wherein the inorganic acid or salt is an inorganic acid selected from boric acid, phosphoric acid or sulfuric acid.
6. Катализатор в соответствии с любым одним из вариантов осуществления 1-4, в котором неорганическая кислота или соль представляет собой неорганическую соль, выбранную из аммония, силиката, бората или фосфатной соли.6. The catalyst according to any one of embodiments 1 to 4, wherein the inorganic acid or salt is an inorganic salt selected from ammonium, silicate, borate or phosphate salt.
7. Катализатор в соответствии с вариантом осуществления 6, в котором неорганическая соль представляет собой силикат натрия, борат натрия или натрий-фосфатную соль.7. The catalyst according to embodiment 6, wherein the inorganic salt is sodium silicate, sodium borate or sodium phosphate salt.
8. Катализатор в соответствии с вариантом осуществления 7, в котором неорганическая соль выбрана из пентагидрата метасиликата натрия, тетрабората натрия, борной кислоты и ортофосфата тринатрия.8. The catalyst according to embodiment 7, wherein the inorganic salt is selected from sodium metasilicate pentahydrate, sodium tetraborate, boric acid and trisodium orthophosphate.
9. Катализатор в соответствии с вариантом осуществления 6, в котором неорганическая соль представляет собой аммониевую соль.9. The catalyst according to embodiment 6, wherein the inorganic salt is an ammonium salt.
10. Катализатор в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, содержащий менее 1,0 мас.% золота в расчете на общую массу катализатора.10. The catalyst according to any of the preceding embodiments, containing less than 1.0 wt.% gold based on the total weight of the catalyst.
11. Катализатор в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, содержащий не более 0,1% золота по массе в расчете на общую массу катализатора.11. The catalyst according to any of the preceding embodiments, containing no more than 0.1% gold by weight based on the total weight of the catalyst.
12. Катализатор в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, содержащий не более 0,05% золота по массе в расчете на общую массу катализатора.12. The catalyst according to any of the preceding embodiments, containing no more than 0.05% gold by weight based on the total weight of the catalyst.
13. Катализатор в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, в котором указанный носитель содержит углерод.13. The catalyst according to any of the preceding embodiments, wherein said support contains carbon.
14. Катализатор в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, в котором указанный носитель представлен в форме порошка, гранулята или формованного элемента.14. The catalyst according to any of the preceding embodiments, wherein said carrier is in the form of a powder, granulate or molded element.
15. Катализатор в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, в котором по меньшей мере часть золота имеет положительную степень окисления.15. The catalyst according to any of the preceding embodiments, wherein at least a portion of the gold has a positive oxidation state.
16. Катализатор в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, в котором указанный серосодержащий лиганд представляет собой окисляющий лиганд, содержащий серу с положительной степенью окисления.16. The catalyst according to any of the preceding embodiments, wherein said sulfur-containing ligand is an oxidizing ligand containing sulfur with a positive oxidation state.
17. Катализатор в соответствии с вариантом осуществления 16, в котором указанный серосодержащий лиганд выбран из группы, состоящей из сульфоната, тиосульфата, тиоцианата, тиомочевины, тионилхлорида, тиопропионовой кислоты и тиомаловой кислоты.17. The catalyst according to embodiment 16, wherein said sulfur-containing ligand is selected from the group consisting of sulfonate, thiosulfate, thiocyanate, thiourea, thionyl chloride, thiopropionic acid and thiomalic acid.
18. Катализатор в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, содержащий серу в диапазоне от около 0,005 до 15 мас.%, в расчете на общую массу катализатора.18. The catalyst according to any of the preceding embodiments, containing sulfur in the range of from about 0.005 to 15 wt.%, based on the total weight of the catalyst.
19. Катализатор в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, дополнительно содержащий металл или соединение металла, выбранного из группы, состоящей из кобальта, меди, лантана, церия, лития, натрия, калия, рубидия, цезия, магния, кальция, стронция и бария.19. The catalyst according to any of the preceding embodiments, further comprising a metal or metal compound selected from the group consisting of cobalt, copper, lanthanum, cerium, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium and barium .
20. Способ производства катализатора в соответствии с любым одним из вариантов осуществления 1-19, в котором:20. A method for producing a catalyst in accordance with any one of embodiments 1-19, wherein:
i) получают раствор золота, ii) получают раствор серосодержащего лиганда, iii) получают раствор неорганической соли или кислоты, iv) раствор золота смешивают с раствором серосодержащего лиганда для получения раствора для пропитки с комплексом золота,i) a gold solution is prepared, ii) a sulfur-containing ligand solution is prepared, iii) an inorganic salt or acid solution is prepared, iv) the gold solution is mixed with the sulfur-containing ligand solution to obtain a gold complex impregnation solution,
v) носитель катализатора пропитывают раствором для пропитки с комплексом золота, после чего пропитанный носитель высушивают, vi) носитель катализатора пропитывают неорганической солью или кислотой, после чего пропитанный носитель высушивают.v) the catalyst support is impregnated with a gold complex impregnation solution, after which the impregnated support is dried, vi) the catalyst support is impregnated with an inorganic salt or acid, after which the impregnated support is dried.
21. Способ производства катализатора в соответствии с любым одним из вариантов осуществления 1-19, отличающийся тем, что:21. A method for producing a catalyst in accordance with any one of embodiments 1-19, characterized in that:
i) получают раствор золота, ii) получают раствор серосодержащего лиганда, iii) неорганическую соль или кислоту добавляют либо к раствору золота, либо к раствору серосодержащего лиганда перед стадией iv), iv) раствор золота смешивают с серосодержащим раствором лиганда, причем раствор либо золота, либо серосодержащего лиганда также содержит неорганическую соль или кислоту, с получением раство-i) a gold solution is prepared, ii) a sulfur-containing ligand solution is prepared, iii) an inorganic salt or acid is added to either the gold solution or the sulfur-containing ligand solution before step iv), iv) the gold solution is mixed with the sulfur-containing ligand solution, the solution being either gold, or sulfur-containing ligand also contains an inorganic salt or acid, to obtain a solution
--
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1908844.2 | 2019-06-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA045593B1 true EA045593B1 (en) | 2023-12-11 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US12065393B2 (en) | Gold containing catalyst, method of preparation and use | |
US10202320B2 (en) | Catalyst and method for its preparation | |
JP5497834B2 (en) | Unsaturated acid or ester thereof and catalyst therefor | |
JP2637537B2 (en) | Silver catalyst for producing ethylene oxide and method for producing the same | |
JP5414527B2 (en) | Catalyst, process for producing the same, and process for producing chlorine using the catalyst | |
TWI529002B (en) | An alumina support, a preparation method for the same, and a silver catalyst prepared from the same, and use thereof | |
KR101357188B1 (en) | Preparation of palladium-gold catalyst | |
RU2436627C2 (en) | Catalyst for production of hydrocarbon from synthesis gas, method for catalyst production, method of catalyst regeneration and method of hydrocarbon production from synthesis gas | |
TW202243736A (en) | Chlorine gas decomposition catalyst, exhaust gas treatment device, and method for decomposing chlorine gas | |
JP2007511343A (en) | Catalyst and gas phase method using the catalyst | |
CN116282100A (en) | Laminar double-metal hydroxide carbonyl sulfide hydrolysis catalyst rich in surface defects, preparation method and application thereof | |
CN107952432A (en) | A kind of preparation method of heavy oil hydrogenating treatment catalyst | |
CN105642300B (en) | A kind of copper bismuth catalyst preparation method for synthesizing 1,4 butynediols | |
EA045593B1 (en) | GOLD-CONTAINING CATALYST, METHOD OF PRODUCTION AND APPLICATION | |
JP2009248044A (en) | Catalyst for synthesizing chlorine, method for manufacturing the same and method for synthesizing chlorine by using the same | |
WO2018101357A1 (en) | Method of producing chlorine via hydrogen chloride oxidation | |
TW201716139A (en) | Electroless deposition of Au-Pd bimetallic catalysts for alkenyl acetate production | |
CN108067266B (en) | Core-shell type catalyst and preparation method and application thereof | |
JP3944875B2 (en) | Catalyst for synthesizing carboxylic acid ester and method for producing carboxylic acid ester | |
JP5289132B2 (en) | Catalyst for producing chlorine and method for producing chlorine using the catalyst | |
JPH04346835A (en) | Silver catalyst for production of ethylene oxide | |
CN108067261B (en) | Methane oxyhalogenation conversion catalyst and preparation method and application thereof | |
JPS58151327A (en) | Manufacture of solid acid composition | |
CN105709759B (en) | A kind of copper bismuth catalyst preparation method for being used to synthesize 1,4 butynediols | |
CN105642303B (en) | Synthesize copper bismuth catalyst of 1,4 butynediols and preparation method thereof |