PL211997B1

PL211997B1 - Sposób otrzymywania katalizatora zasadowego

Info

Publication number: PL211997B1
Application number: PL383810A
Authority: PL
Inventors: Janusz Nowicki
Original assignee: Inst Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2012-07-31
Also published as: PL383810A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania katalizatora zasadowego typu hydrotalcytu zawierającego tlenki glinu i magnezu stosowanego w wielu procesach chemicznych, przede wszystkim w oligomeryzacji gliceryny, kondensacji aldolowej czy transestryfikacji.

Hydrotalcyty, zawierające tlenki magnezu i glinu, otrzymuje się znanymi metodami różniącymi się rodzajem użytych soli i technicznymi warunkami syntezy. Wszystkie z nich oparte są na współstrącaniu mieszaniny soli, głównie magnezu i glinu, w warunkach środowiska zasadowego. Hydrotalcyty, obok innych kierunków zastosowania, wykorzystywane są jako katalizatory dla bardzo wielu procesów chemicznych. Bazowe hydrotalcyty magnezowo-glinowe wykazują właściwości zasadowe i są wykorzystywane w procesach wymagających katalizy zasadowej na przykład kondensacje aldolowe, Knoevenagela czy Michaela. Hydrotalcyty można poddawać różnego rodzaju modyfikacjom zarówno na etapie współstrącania, jak i później na drodze impregnacji. Modyfikacja na etapie współstrącenia daje trwalsze układy ze względu na tworzenie się dodatkowych połączeń pomiędzy metalami współtworzącymi końcowy produkt. Tą drogą można uzyskać nowe katalizatory o korzystniejszych właściwościach. Przykładem mogą być hydrotalcyty modyfikowane Ni, Co i Fe opisane przez Unnikrishnana i wpółpr. [J. Mol. Catal. A, 1999,144,173], a stosowane w procesie syntezy metyloizobutyloketonu z acetonu. Wyjściową zasadowość hydrotalcytów można zwiększać poprzez impregnację roztworami wodorotlenków Na, Li lub K tak jak to opisał Apello i współpracownicy [Appl. Catal. A, 2005, 281,191].

Nieoczekiwanie okazało się, że zwiększenie zasadowości hydrotalcytów możliwe jest na drodze ich modyfikacji nieorganicznymi związkami Zr na etapie współstrącenia.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że do roztworu NaOH i Na2CO3 w temperaturze 10-30°C mieszając wolno dozuje się roztwór azotanu magnezu, azotanu glinu i nieorganicznej soli cyrkonu, przy czym stosuje się 2-30% wagowych soli cyrkonu w przeliczeniu na ZrO2 w stosunku do sumy tlenków MgO i AI2O3, utworzoną zawiesinę miesza się jeszcze 0,5-2 godziny, a następnie wygrzewa 12-24 godziny w temperaturze 40-80°C, filtruje się, a uzyskany osad przemywa kilkukrotnie wodą, suszy się, a następnie kalcynuje przez kilka godzin w temperaturze 450-550°C.

Korzystnie jest, że jako nieorganiczną sól cyrkonu stosuje się ZrO(NO3)2 i/lub ZrOCl2.

Korzystnie jest, że stosuje się 5-15% wagowych nieorganicznej soli cyrkonu w przeliczeniu na ZrO2 w stosunku do sumy tlenków MgO i AI2O3.

Sposobem według wynalazku w procesie otrzymywania hydrotalcytu na etapie współstrącenia do mieszaniny soli magnezu i glinu dodaje się rozpuszczalną w wodzie nieorganiczną sól cyrkonu ulegającą również współstrąceniu w warunkach syntezy. Jako sól cyrkonu można użyć ZrO(NO3)2 i/lub ZrOCl2. Otrzymany produkt posiada silne właściwości zasadowe i może być użyty w procesach wymagających katalizatora o zwiększonej mocy zasadowej.

P r z y k ł a d 1.

W reaktorze umieszcza się roztwór 12,5 g NaOH i 10,5 g Na2CO3 w 130 ml wody destylowanej, następnie dozuje się w czasie 3 godzin i w temperaturze pokojowej roztwór 45,5 g Mg(NO3)2, 24,4 g AI(NO3)2i 3,3 g ZrO(NO3)2 w 105 ml wody destylowanej. Po zakończeniu wkraplania utworzoną zawiesinę miesza się jeszcze 1 godzinę w temperaturze pokojowej, a następnie wygrzewa 18 godzin w temperaturze 60°C. Otrzymaną zawiesinę filtruje się, a uzyskany osad przemywa trzykrotnie wodą destylowaną. Wilgotny produkt suszy się w temperaturze 105°C przez 5 godzin a następnie kalcynuje przez 5 godzin w temperaturze 500°C. Otrzymuje się 11, 07 g produktu w postaci białego proszku.

P r z y k ł a d 2.

Proces prowadzi się identycznie jak w przykładzie 1, zwiększając ilość ZrO(NO3)2 do 10 g. Otrzymuje się 13,12 g produktu w postaci białego proszku.

Claims

1. Sposób otrzymywania katalizatora zasadowego typu hydrotalcytu zawierającego tlenki glinu i magnezu, znamienny tym, że do roztworu NaOH i NO3)2 w temperaturze 10-30°C mieszając wolno dozuje się roztwór azotanu magnezu, azotanu glinu i nieorganicznej soli cyrkonu, przy czym stosuje się

2-30% wagowych soli cyrkonu w przeliczeniu na ZrO2 w stosunku do sumy tlenków MgO i AI2O3, utworzoną zawiesinę miesza się jeszcze 0,5-2 godziny, a następnie wygrzewa 12-24 godziny w temperaturze

PL 211 997 B1

40-80°C, filtruje się, a uzyskany osad przemywa kilkukrotnie wodą suszy się, a następnie kalcynuje przez kilka godzin w temperaturze 450-550°C.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako nieorganiczną sól cyrkonu stosuje się ZrO(NO3)2 i/lub ZrOCl2

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się 5-15% wagowych nieorganicznej soli cyrkonu w przeliczeniu na ZrO2 w stosunku do sumy tlenków MgO i AI2O3.