RU2413573C1 - Nanocomposite material and method of producing said material - Google Patents
Nanocomposite material and method of producing said material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2413573C1 RU2413573C1 RU2009126236/05A RU2009126236A RU2413573C1 RU 2413573 C1 RU2413573 C1 RU 2413573C1 RU 2009126236/05 A RU2009126236/05 A RU 2009126236/05A RU 2009126236 A RU2009126236 A RU 2009126236A RU 2413573 C1 RU2413573 C1 RU 2413573C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- carrier
- heteropoly acid
- salt
- composite material
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к синтезу пористых сорбционно-активных наноструктур, содержащих гетерополикислоты, которые могут быть использованы в различных областях химической технологии.The invention relates to the field of inorganic chemistry, in particular to the synthesis of porous sorption-active nanostructures containing heteropoly acids, which can be used in various fields of chemical technology.
Гетерополикислоты и их соли относятся к комплексным соединениям, основным структурным элементом являются октаэдрические группы МеО6, при этом атомы металла (Me) находятся в центре октаэдров, а атомы кислорода - в вершинах октаэдров. Гетерополикислоты и их соли обладают ионообменными и сорбционными свойствами по отношению к многовалентным ионам тяжелых и цветных металлов, в том числе радиоактивных, поэтому находят применение в качестве сорбентов и ионообменников. Кроме того, эти соединения проявляют каталитическую активность в ряде химических реакций.Heteropoly acids and their salts are complex compounds, the main structural element is the octahedral groups of MeO 6 , with metal atoms (Me) at the center of the octahedrons, and oxygen atoms at the vertices of the octahedra. Heteropoly acids and their salts have ion-exchange and sorption properties with respect to multivalent ions of heavy and non-ferrous metals, including radioactive, therefore they are used as sorbents and ion exchangers. In addition, these compounds exhibit catalytic activity in a number of chemical reactions.
Известны способы получения сорбентов на основе гетерополикислот как в кристаллическом виде, так и в виде крупнозернистых частиц или гранул, а также в виде активной фазы, нанесенной на инертный носитель (В.В.Пушкарев, А.Ф.Никифоров «Сорбция радионуклидов солями гетерополикислот», Москва, 1982, стр.60-61).Known methods for producing sorbents based on heteropolyacids both in crystalline form and in the form of coarse-grained particles or granules, as well as in the form of an active phase deposited on an inert carrier (V.V. Pushkarev, A.F. Nikiforov "Sorption of radionuclides by salts of heteropolyacids" Moscow, 1982, pp. 60-61).
Наиболее удобны в использовании материалы, содержащие гетерополикислоты, нанесенные на носитель.The most convenient to use materials containing heteropoly acids deposited on a carrier.
Известен, например, материал, содержащий нанесенное на силикагель соединение гетерополикислоты, который получают путем пропитки и/или осаждения на гранулы силикагеля, предварительно обработанные водяным паром, по меньшей мере, одной гетерополикислоты, выбранной из группы: вольфрамфосфорная, вольфрамкремниевая, молибденкремниевая, молибденфосфорная (WO 2006/032843, 30.03.2006).Known, for example, is a material containing a heteropoly acid compound deposited on silica gel, which is obtained by impregnating and / or precipitating onto silica gel granules pretreated with water vapor of at least one heteropoly acid selected from the group: tungsten phosphoric, tungsten-silicon, molybdenum-silicon (molybdenum phosphor) 2006/032843, 03/30/2006).
Известен способ получения композитного материала, содержащего два активных компонента: переходный металл VIII группы и гетерополисоединения или их производные. Способ получения материала включает нанесение двух активных компонентов на поверхность инертных носителей, таких как силикагель, алюмосиликаты, углерод. Применяют обычные методы нанесения, в частности, могут быть использованы процедуры пропитки, адсорбции, осаждения. Процедура нанесения может проводиться однократно, при этом носитель обрабатывают раствором, содержащим оба компонента, либо нанесение проводят посредством последовательных обработок вначале раствором соединения металла VIII группы, затем раствором гетерополисоединения или в обратном порядке. После высушивания материал подвергают термической обработке при температуре 100-600°С либо на воздухе, либо в токе азота (RU 2205688, 10.03.2003).A known method for producing a composite material containing two active components: a transition metal of group VIII and heteropoly compounds or their derivatives. The method of obtaining the material involves applying two active components to the surface of inert carriers, such as silica gel, aluminosilicates, carbon. Conventional application methods are used, in particular, impregnation, adsorption, and precipitation procedures can be used. The application procedure can be carried out once, while the carrier is treated with a solution containing both components, or the application is carried out by successive treatments, first with a solution of a group VIII metal compound, then with a heteropoly compound solution or in the reverse order. After drying, the material is subjected to heat treatment at a temperature of 100-600 ° C either in air or in a stream of nitrogen (RU 2205688, 03/10/2003).
Известен способ получения композитного материала, включающий растворение гетерополикислоты в дистиллированной воде, смешивание полученной смеси с требуемым количеством силикагеля для получения взвеси, перемешивание взвеси до получения равномерной пропитки, сушку взвеси на воздухе при температуре 200-250°С от 0,5 до 1,5 часов, дальнейшее нагревание взвеси при температуре от 300 до 400°С от 0,5 до 1,5 часов и охлаждение полученного продукта до комнатной температуры. Согласно другому варианту способа гетерополикислоту смешивают со связующим, выбранном из ряда: кремнезем, глинозем, кремнезем-глинозем, глина, силикагель (RU 2328343, 10.02.2008).A known method for producing a composite material, including dissolving a heteropoly acid in distilled water, mixing the resulting mixture with the required amount of silica gel to obtain a suspension, mixing the suspension to obtain uniform impregnation, drying the suspension in air at a temperature of 200-250 ° C from 0.5 to 1.5 hours, further heating the suspension at a temperature of from 300 to 400 ° C from 0.5 to 1.5 hours and cooling the resulting product to room temperature. According to another variant of the method, the heteropoly acid is mixed with a binder selected from the series: silica, alumina, silica-alumina, clay, silica gel (RU 2328343, 02/10/2008).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является композиционный материал, содержащий активную фазу в виде гетерополикислоты и/или ее соли, импрегнированную в матрицу мезопористого неорганического носителя и занимающую от 50 до 95% объема пор. Способ получения этого материала включает импрегнирование в поры носителя соединения гетерополикислоты в два этапа, вначале носитель обрабатывают солевым прекурсором, содержащим катион металла, после чего импрегнированный носитель подвергают нагреву, а затем обрабатывают вторым прекурсором, содержащим анион гетерополикислоты (US 6815392, 09.11.2004).The closest in technical essence and the achieved result is a composite material containing the active phase in the form of a heteropoly acid and / or its salt, impregnated in a matrix of a mesoporous inorganic carrier and occupying from 50 to 95% of the pore volume. A method for producing this material involves impregnating a heteropoly acid compound into the pores of a carrier in two stages, first, the carrier is treated with a salt precursor containing a metal cation, after which the impregnated carrier is heated and then treated with a second precursor containing a heteropoly acid anion (US 6815392, November 9, 2004).
Общими недостатками известных технических решений являются следующие:Common disadvantages of the known technical solutions are as follows:
- вымывание гетерополикислот из-за отсутствия химической связи с носителем;- leaching of heteropoly acids due to the lack of a chemical bond with the carrier;
- низкая дисперсность нанесенных гетерополикислот;- low dispersion of the applied heteropoly acids;
- низкая термическая стабильность;- low thermal stability;
- низкая кислотность гетерополикислотных систем.- low acidity of heteropolyacid systems.
Задачей настоящего изобретения является получение композиционного материала с высокой дисперсностью, термической стабильностью и высокой кислотностью, в котором соединение гетерополикислоты связано с матрицей носителя таким образом, что не вымывается из пор растворителями.The present invention is to obtain a composite material with high dispersion, thermal stability and high acidity, in which the heteropoly acid compound is associated with the matrix of the carrier in such a way that it is not washed out of the pores by solvents.
Поставленная задача решается описываемым композиционным материалом, содержащим активную фазу в виде гетерополикислоты и/или ее соли, введенную в матрицу пористого неорганического носителя, при этом активная фаза имеет форму наночастиц, анион гетерополикислоты которых связан со структурообразующими элементами матрицы ионной связью и введен в матрицу на стадии ее синтеза in situ. Заявленный материал содержит активную фазу в форме наночастиц, не вымываемых из носителя растворителями.The problem is solved by the described composite material containing the active phase in the form of a heteropoly acid and / or its salt, introduced into the matrix of a porous inorganic carrier, while the active phase is in the form of nanoparticles, the heteropoly acid anion of which is connected with the structure-forming elements of the matrix by an ionic bond and introduced into the matrix at the stage its in situ synthesis. The claimed material contains an active phase in the form of nanoparticles that are not washed out of the carrier by solvents.
В качестве пористого носителя материал может содержать алюмосиликаты или их аналоги с замещенными катионами кремния и/или алюминия в кислородных тетраэдрах.As a porous carrier, the material may contain aluminosilicates or their analogues with substituted cations of silicon and / or aluminum in oxygen tetrahedra.
В качестве пористого носителя материал также может содержать оксиды, выбранные из группы: оксид алюминия, диоксид титана, диоксид циркония, диоксид кремния.As a porous carrier, the material may also contain oxides selected from the group: alumina, titanium dioxide, zirconia, silicon dioxide.
Предпочтительно, в качестве соединений с анионом гетерополикислоты материал содержит кислоты, выбранные из ряда: 12-фосфорвольфрамовая, 12-вольфрамокремниевая, 12-фосформолибденовая, 12-молибденокремниевая, или соли упомянутых кислот.Preferably, as compounds with a heteropoly acid anion, the material contains acids selected from the range: 12-phosphor tungsten, 12-tungsten-silicon, 12-phosphoformolybdenum, 12-molybdenum, or salts of the acids mentioned.
Поставленная задача решается также описываемым способом получения композиционного материала, содержащего активную фазу в виде гетерополикислоты и/или ее соли в матрице пористого неорганического носителя, включающим введение в матрицу носителя соединения, содержащего анион гетерополикислоты, согласно которому введение осуществляют на стадии синтеза матрицы in situ путем взаимодействия алкоксида структурообразующего элемента синтезируемой матрицы с гетерополикислотой и/или ее солью в присутствии соли того же или другого структурообразующего элемента матрицы, гомогенизации системы с получением золя, гелированием золя, созреванием геля и его термообработкой.The problem is also solved by the described method for producing a composite material containing the active phase in the form of a heteropoly acid and / or its salt in a matrix of a porous inorganic carrier, comprising introducing into the carrier matrix a compound containing a heteropoly acid anion, according to which the introduction is carried out at the stage of matrix synthesis in situ by interaction alkoxide of the structural element of the synthesized matrix with a heteropoly acid and / or its salt in the presence of a salt of the same or another structure binder matrix element system homogenization to obtain a sol, gelling the sol gel maturation and its heat treatment.
Предпочтительно, в качестве алкоксида структурообразующего элемента синтезируемой матрицы на взаимодействие подают тетраэтоксисилан, тетрабутоксититан, изопропоксид алюминия, или железа, или галлия, преимущественно, в виде спиртового раствора.Preferably, tetraethoxysilane, tetrabutoxytitanium, isopropoxide aluminum, or iron, or gallium, preferably in the form of an alcoholic solution, is supplied as an alkoxide of the structure-forming element of the synthesized matrix.
Предпочтительно, в качестве соли структурообразующего элемента матрицы на взаимодействие подают соли металлов, выбранных из ряда: алюминия, железа, галлия, титана, циркония в виде их водных растворов.Preferably, salts of metals selected from the series aluminum, iron, gallium, titanium, zirconium in the form of their aqueous solutions are fed as a salt of the structure-forming element of the matrix.
Предпочтительно, в качестве соединений с анионом гетерополикислоты на взаимодействие подают кислоты, выбранные из ряда: 12-фосфорвольфрамовая, 12-вольфрамокремниевая, 12-фосформолибденовая, 12-молибденокремниевая или соли упомянутых кислот.Preferably, as compounds with a heteropoly acid anion, acids selected from the range of: 12-phosphor tungsten, 12-tungsten-silicon, 12-phosphoformolybdenum, 12-molybdenum, or salts of the above acids are fed into the reaction.
Преимущественно, взаимодействие осуществляют при добавлении в систему кислоты или щелочи в количестве, обеспечивающем синтез носителя заданного состава.Advantageously, the interaction is carried out when acid or alkali is added to the system in an amount providing synthesis of the carrier of a predetermined composition.
Предпочтительно, термообработку проводят путем сушки геля при 50-120°С и последующей прокалки на воздухе при 300-400°С.Preferably, the heat treatment is carried out by drying the gel at 50-120 ° C and subsequent calcining in air at 300-400 ° C.
Ниже приведены примеры осуществления заявленного изобретения и сравнительные характеристики материалов, полученных заявленным и известными способами (пример 2 - сравнительный).Below are examples of the implementation of the claimed invention and comparative characteristics of the materials obtained by the claimed and known methods (example 2 - comparative).
Пример 1.Example 1
Нанокомпозитный материал на основе гетерополикислоты и пористого алюмосиликата приготавливают следующим образом. Раствор, содержащий 30 мл воды, 28 мл этанола, 22 г ТЭОС (тетраэтоксисилана), 0.68 г 12-фосфорвольфрамовой кислоты и 2 г нитрата алюминия гомогенизируют и добавляют к нему раствор, состоящий из 0.6 г 40% HF и 2 мл 1 М HNO3 в 25 мл воды. Систему тщательно перемешивают и оставляют до превращения в гель. Продукт высушивают при температуре 110°С и прокаливают на воздухе при 350°С в течение 3-х часов. В результате получают 6.5 г нанокомпозитного материала, содержащего 10.5 мас.% гетерополикислоты, инкапсулированной в алюмосиликатной матрице с соотношением Si/Al=10.A nanocomposite material based on heteropoly acid and porous aluminosilicate is prepared as follows. A solution containing 30 ml of water, 28 ml of ethanol, 22 g of TEOS (tetraethoxysilane), 0.68 g of 12-phosphor tungsten acid and 2 g of aluminum nitrate are homogenized and a solution of 0.6 g of 40% HF and 2 ml of 1 M HNO 3 is added to it. in 25 ml of water. The system is thoroughly mixed and left to gel. The product is dried at a temperature of 110 ° C and calcined in air at 350 ° C for 3 hours. The result is 6.5 g of a nanocomposite material containing 10.5 wt.% Heteropoly acid encapsulated in an aluminosilicate matrix with a ratio of Si / Al = 10.
Пример 2.Example 2
Материал получают в две стадии. На первой стадии получают алюмосиликат без гетерополикислоты аналогично примеру 1 в количестве 6 г. На второй стадии растворяют 0.65 г 12-фосфорвольфрамовой кислоты в 9 г воды. Этим раствором пропитывают алюмосиликат. Затем высушивают при температуре 110°С и прокаливают на воздухе при 350°С в течение 3-х часов. В результате получают образец, содержащий 10.5 мас.% гетерополикислоты, нанесенной на алюмосиликат с соотношением Si/Al=10.The material is obtained in two stages. In the first stage, an aluminosilicate without heteropoly acid is produced analogously to Example 1 in an amount of 6 g. In the second stage, 0.65 g of 12-phosphor tungsten acid is dissolved in 9 g of water. Aluminosilicate is impregnated with this solution. Then dried at a temperature of 110 ° C and calcined in air at 350 ° C for 3 hours. The result is a sample containing 10.5 wt.% Heteropoly acid deposited on aluminosilicate with a ratio of Si / Al = 10.
Пример 1 иллюстрирует получение нанокомпозитного материала путем инкапсулирования гетерополикислоты в алюмосиликатный пористый носитель на стадии его синтеза in-situ. Пример 2 иллюстрирует получение известных материалов с гетерополикислотами, нанесенными на предварительно полученные пористые носители. Сравнение нанокомпозитного материала, полученного по примеру 1, с известным материалом на основе гетерополикислот и пористого алюмосиликата (пример 2) показало, что он обладает целым рядом отличительных свойств.Example 1 illustrates the preparation of a nanocomposite material by encapsulating a heteropoly acid in an aluminosilicate porous carrier at the stage of its in situ synthesis. Example 2 illustrates the preparation of known materials with heteropoly acids supported on previously prepared porous carriers. Comparison of the nanocomposite material obtained in example 1 with a known material based on heteropolyacids and porous aluminosilicate (example 2) showed that it has a number of distinctive properties.
1) В нанокомпозитном материале, полученном заявленным способом (пр. 1), гетерополикислота взаимодействует (химически связана) с носителем, что подтверждается данными ЯМР и ИК-спектроскопии. На фиг.1 приведены спектры ЯМР с вращением под магическим углом (ВМУ) на ядрах 31Р (а), 27Al (б) и 28Si (в). Спектр ЯМР 31Р исходной гетерополикислоты имеет основной пик в области -16 м.д. Сигнал в той же области, но более уширенный имеет спектр образца примера 2. В то же время полученный нанокомпозитный материал имеет пик в районе -13 м.д., что свидетельствует о сильно искаженной структуре гетерополикислотного аниона. Метод ЯМР 27Al говорит о том, что нанесение гетерополикислоты на алюмосиликат с помощью пропитки не приводит к изменению соотношения октаэдрического (0 м.д.) и тетраэдрического Al (60 м.д.) в образце. Однако полученный нанокомпозитный материал обладает существенно большим вкладом октаэдрического алюминия, что говорит о взаимодействии Al с гетерополикислотным анионом. Метод ЯМР 29Si показывает, что нанокомпозитный материал содержит тетраэдрический Si, находящийся в матрице в окружении исключительно кремния (-Si(OSi)4- сигнал -110 м.д.) и Si, связанный с 3-мя кремнийкислородными тетраэдрами и одним алюмокислородным тетраэдром (-Si(OSi)3OAl- сигнал -100 м.д.). В то же время алюмосиликат и образец примера 2, полученный пропиткой алюмосиликата, имеют один широкий сигнал, что связано с неоднородным окружением Si в их структуре. По-видимому, координированный гетерополикислотным анионом Al в нанокомпозитном материале встраивается в решетку с образованием однородных центров и близким окружением для кремния.1) In the nanocomposite material obtained by the claimed method (pr. 1), the heteropoly acid interacts (chemically bonded) with the carrier, which is confirmed by NMR and IR spectroscopy. Figure 1 shows the NMR spectra with rotation at a magic angle (VMU) on the nuclei 31 P (a), 27 Al (b) and 28 Si (c). The 31 P NMR spectrum of the initial heteropoly acid has a main peak in the region of -16 ppm. The signal in the same region, but broader, has the spectrum of the sample of Example 2. At the same time, the obtained nanocomposite material has a peak in the region of -13 ppm, which indicates a strongly distorted structure of the heteropoly acid anion. The 27 Al NMR method suggests that the deposition of a heteropoly acid on aluminosilicate by impregnation does not change the ratio of octahedral (0 ppm) and tetrahedral Al (60 ppm) in the sample. However, the obtained nanocomposite material has a significantly larger contribution of octahedral aluminum, which indicates the interaction of Al with a heteropolyacid anion. The 29 Si NMR method shows that the nanocomposite material contains tetrahedral Si, surrounded by exclusively silicon (-Si (OSi) 4 - signal -110 ppm) and Si, associated with 3 silicon-oxygen tetrahedra and one aluminum-oxygen tetrahedron (-Si (OSi) 3 OAl-signal -100 ppm). At the same time, the aluminosilicate and the sample of example 2 obtained by impregnating aluminosilicate have one wide signal, which is associated with the inhomogeneous environment of Si in their structure. Apparently, the coordinated Al heteropolyacid anion in the nanocomposite material is embedded in the lattice with the formation of homogeneous centers and a close environment for silicon.
Полученные результаты подтверждают исследования с помощью ИК спектроскопии (фиг.2). Видно, что образец 2 характеризуется тем же положением полос, отвечающих валентным колебаниям W=O и деформационным колебаниям W-O-W, что и индивидуальная гетерополикислота. Напротив, на спектре образца 1 наблюдается значительное уширение полосы колебания W=O и ее смещение в область более низких частот. Это говорит о растяжении связи W=O за счет сильного взаимодействия с решеткой алюмосиликата.The results confirm the study using IR spectroscopy (figure 2). It can be seen that
2) В нанокомпозитном материале, полученном путем инкапсулирования in situ, в отличие от нанесенных систем, не происходит вымывания гетерополикислоты из носителя, что подтверждается данными химического анализа. В таблице 1 приведены данные химического анализа по примерам 1-2 до и после промывания образцов водой и кислотой. Видно, что гетерополикислота жестко закреплена на носителе только в образце 1. В образце с нанесенной гетерополикислотой (пример 2) она легко смывается уже при промывке водой. Отсутствие вымывания гетерополикислоты с помощью HNO3 из полученного материала свидетельствует об инкапсулировании гетерополикислоты в носителе.2) In the nanocomposite material obtained by in situ encapsulation, in contrast to the deposited systems, the heteropoly acid is not washed out from the carrier, which is confirmed by chemical analysis data. Table 1 shows the chemical analysis data of Examples 1-2 before and after washing the samples with water and acid. It can be seen that the heteropoly acid is rigidly fixed on the carrier only in
3) Нанокомпозитный материал, полученный заявленным способом, в отличие от известных систем имеет высокую дисперсность и благодаря высокой дисперсности гетерополикислотного компонента и его взаимодействию с носителем приобретает высокую кислотность. На фиг.3 приведены данные термопрограммируемой десорбции аммиака, позволяющие определить количество кислотных центров и их распределение по силе. Видно, что количество и сила кислотных центров значительно увеличивается для образца 1.3) Nanocomposite material obtained by the claimed method, in contrast to known systems, has a high dispersion and, due to the high dispersion of the heteropoly acid component and its interaction with the carrier, acquires high acidity. Figure 3 shows the data of thermoprogrammed desorption of ammonia, allowing to determine the number of acid centers and their distribution in strength. It can be seen that the number and strength of acid sites increases significantly for
Ниже приведены другие примеры, иллюстрирующие заявленное изобретение, но не ограничивающее его. Условия синтеза в примерах 1-21 сведены в таблицу 3.The following are other examples illustrating the claimed invention, but not limiting it. The synthesis conditions in examples 1-21 are summarized in table 3.
Пример 3.Example 3
Нанокомпозитный материал получают следующим образом. К раствору, содержащему 30 мл воды и 4 г блок-сополимера EO20PO70EO20 (Pluronic PI 23), добавляют 120 г 2 М раствора HCl, 0.9 г нитрата алюминия, 0.278 г 12-фосфорвольфрамовой кислоты и перемешивают в течение 2 часов. После этого добавляют 9 г ТЭОС и перемешивают при 40°С в течение 24 часов, а затем при 100°С в течение 48 часов. После этого продукт отфильтровывают, высушивают при температуре 110°С и прокаливают на воздухе при 350°С в течение 3-х часов. В результате получают 2.6 г нанокомпозитного материала, содержащего 10.5 мас.% гетерополикислоты, инкапсулированной в алюмосиликатной матрице с соотношением Si/Al=10.Nanocomposite material is prepared as follows. To a solution containing 30 ml of water and 4 g of a block copolymer of EO 20 PO 70 EO 20 (Pluronic PI 23), 120 g of a 2 M HCl solution, 0.9 g of aluminum nitrate, 0.278 g of 12-phosphor tungsten acid are added and stirred for 2 hours . After that, add 9 g of TEOS and stirred at 40 ° C for 24 hours, and then at 100 ° C for 48 hours. After that, the product is filtered off, dried at a temperature of 110 ° C and calcined in air at 350 ° C for 3 hours. The result is 2.6 g of a nanocomposite material containing 10.5 wt.% Heteropoly acid encapsulated in an aluminosilicate matrix with a ratio of Si / Al = 10.
Пример 4.Example 4
Нанокомпозитный материал получают следующим образом. К раствору, содержащему 10 мл воды, 20 г ТЭОС, 0,2 г нитрата алюминия и 0,62 г 12-фосфорвольфрамовой кислоты, добавляют 9 г цетилтриметиламмоний бромида (СТМА), 6.6 г HCl (36 мас.%) в 27 мл воды. Раствор тщательно перемешивают в течение 3 часов при комнатной температуре. После этого продукт отфильтровывают, высушивают при температуре 110°С. Полученный продукт перемешивают в течение 1 часа в растворе 0.05 М H2SO4/этанол при 78°С, затем фильтруют и высушивают при температуре 110°С и прокаливают на воздухе при 350°С в течение 3-х часов. В результате получают 6 г нанокомпозитного материала, содержащего 8 мас.% гетерополикислоты, инкапсулированной в алюмосиликатной матрице с соотношением S1/Al=14.Nanocomposite material is prepared as follows. To a solution containing 10 ml of water, 20 g of TEOS, 0.2 g of aluminum nitrate and 0.62 g of 12-phosphor tungsten acid, 9 g of cetyltrimethylammonium bromide (CTMA), 6.6 g of HCl (36 wt.%) In 27 ml of water are added. . The solution was thoroughly stirred for 3 hours at room temperature. After that, the product is filtered off, dried at a temperature of 110 ° C. The resulting product was stirred for 1 hour in a solution of 0.05 M H 2 SO 4 / ethanol at 78 ° C, then filtered and dried at 110 ° C and calcined in air at 350 ° C for 3 hours. The result is 6 g of nanocomposite material containing 8 wt.% Heteropoly acid encapsulated in an aluminosilicate matrix with a ratio of S1 / Al = 14.
Образцы 3-4 иллюстрируют возможность варьирования размера пор путем добавления темплата. Исследование пористой структуры проводили методом низкотемпературной адсорбции азота. В таблице 2 приведены данные для образцов по площади поверхности, объему пор и среднему диаметру пор.Samples 3-4 illustrate the possibility of varying pore size by adding a template. The study of the porous structure was carried out by the method of low-temperature nitrogen adsorption. Table 2 shows the data for the samples by surface area, pore volume and average pore diameter.
Пример 5.Example 5
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо раствора HF+HNO3 в качестве катализатора используют HNO3.Material prepared analogously to Example 1, but instead of the solution of HF + HNO 3 is used as catalyst HNO 3.
Пример 6.Example 6
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо этанола с водой в качестве растворителя используют изопропанол с водой.The material is obtained analogously to example 1, but instead of ethanol with water, isopropanol with water is used as a solvent.
Пример 7.Example 7
Материал получают аналогично примеру 1, но высушивание проводят при 50°С вместо 110°С.The material is obtained analogously to example 1, but the drying is carried out at 50 ° C instead of 110 ° C.
Пример 8.Example 8
Материал получают аналогично примеру 1, но прокаливание проводят при 400°С вместо 350°С.The material is obtained analogously to example 1, but the calcination is carried out at 400 ° C instead of 350 ° C.
Примеры 5-8 иллюстрируют варьирование условий синтеза. Полученные результаты указывают на то, что материалы могут быть получены в широком интервале варьирования условий.Examples 5-8 illustrate the variation of synthesis conditions. The results obtained indicate that the materials can be obtained in a wide range of conditions.
Пример 9.Example 9
Материал получают аналогично примеру 1, но используют 1.53 г 12-фосфорвольфрамовой кислоты вместо 0,68 г.The material is obtained analogously to example 1, but using 1.53 g of 12-phosphor tungsten acid instead of 0.68 g
Пример 10.Example 10
Материал получают аналогично примеру 1, но используют 1 г нитрата алюминия вместо 2 г.The material is obtained analogously to example 1, but using 1 g of aluminum nitrate instead of 2 g.
Пример 11.Example 11
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо ТЭОС используют изопропоксид алюминия.The material is obtained analogously to example 1, but aluminum isopropoxide is used instead of TEOS.
Пример 12.Example 12
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо ТЭОС используют изопропоксид циркония, а золь получают путем доведения pH до значения 4 с помощью концентрированного NH4OH.The material is obtained analogously to example 1, but instead of TEOS zirconium isopropoxide is used, and the sol is obtained by adjusting the pH to 4 using concentrated NH 4 OH.
Пример 13.Example 13
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо ТЭОС используют тетрабутоксид титана.The material is obtained analogously to example 1, but titanium tetrabutoxide is used instead of TEOS.
Пример 14.Example 14
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо нитрата алюминия используют сульфат титана.The material is obtained analogously to example 1, but instead of aluminum nitrate, titanium sulfate is used.
Пример 15.Example 15
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо нитрата алюминия используют нитрат железа (III).The material is obtained analogously to example 1, but iron (III) nitrate is used instead of aluminum nitrate.
Пример 16.Example 16
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо нитрата алюминия используют нитрат галлия (III).The material is obtained analogously to example 1, but instead of aluminum nitrate, gallium (III) nitrate is used.
Пример 17.Example 17
Материал получают аналогично примеру 13, но вместо нитрата алюминия используют хлорид цирконила.The material is obtained analogously to example 13, but instead of aluminum nitrate, zirconyl chloride is used.
Пример 18.Example 18
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо 12-фосфорвольфрамовой кислоты используют аммониевую соль 12-фосфорвольфрамовой кислоты.The material is obtained analogously to example 1, but instead of 12-phosphor tungsten acid, the ammonium salt of 12-phosphor tungsten acid is used.
Пример 19.Example 19
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо 12-фосфорвольфрамовой кислоты используют 12-фосфорномолибдсновую кислоту.The material is obtained analogously to example 1, but instead of 12-phosphor tungsten acid, 12-phosphoromolybdic acid is used.
Пример 20.Example 20
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо 12-фосфорвольфрамовой кислоты используют 12-вольфрамокремниевую.The material is obtained analogously to example 1, but instead of 12-phosphor tungsten acid, 12-tungsten-silicon is used.
Пример 21.Example 21
Материал получают аналогично примеру 1, но вместо 12-фосфорвольфрамовой кислоты используют 12-молибденокремниевую кислоту.The material is obtained analogously to example 1, but instead of 12-phosphor tungsten acid, 12-molybdenum silicic acid is used.
Примеры 9-21 иллюстрируют получение нанокомпозитных материалов с различным составом гетерополикислот и с использованием различной матрицы носителя. Свойства материалов, полученных по примерам 9-21, аналогичны свойствам материала, полученного по примеру 1. Таким образом, данный метод является универсальным при получении двухкомпонентного носителя с использованием алкоксида и катиона в присутствии гетерополикислоты.Examples 9-21 illustrate the preparation of nanocomposite materials with different compositions of heteropoly acids and using a different carrier matrix. The properties of the materials obtained in examples 9-21 are similar to the properties of the material obtained in example 1. Thus, this method is universal in the preparation of a two-component support using alkoxide and a cation in the presence of heteropoly acid.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009126236/05A RU2413573C1 (en) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | Nanocomposite material and method of producing said material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009126236/05A RU2413573C1 (en) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | Nanocomposite material and method of producing said material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009126236A RU2009126236A (en) | 2011-01-20 |
RU2413573C1 true RU2413573C1 (en) | 2011-03-10 |
Family
ID=46307111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009126236/05A RU2413573C1 (en) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | Nanocomposite material and method of producing said material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2413573C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2530124C2 (en) * | 2012-12-25 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук | Carbon material and method for production thereof |
RU2637908C1 (en) * | 2016-08-10 | 2017-12-07 | Акционерное общество "Аксион - Редкие и Драгоценные Металлы" | Method of producing molybdenum adsorbent |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115282993B (en) * | 2022-09-28 | 2023-02-03 | 中国华电科工集团有限公司 | Regenerated catalyst and preparation method and application thereof |
-
2009
- 2009-07-09 RU RU2009126236/05A patent/RU2413573C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2530124C2 (en) * | 2012-12-25 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук | Carbon material and method for production thereof |
RU2637908C1 (en) * | 2016-08-10 | 2017-12-07 | Акционерное общество "Аксион - Редкие и Драгоценные Металлы" | Method of producing molybdenum adsorbent |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009126236A (en) | 2011-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6572751B2 (en) | AEI type zeolite and its production method and use | |
US7267812B2 (en) | Crystalline inorganic porous material and production process therefor | |
KR101614544B1 (en) | Method of Preparation Using Crystalline Nano-sized Seed | |
RU2640072C9 (en) | Small crystal ferrierite and method of making the same | |
KR102172784B1 (en) | Emm-25 molecular sieve material, its synthesis and use | |
CN109650403B (en) | Metal-containing CHA-type zeolite and process for producing the same | |
Zhang et al. | Ordered SBA-15 mesoporous silica with high amino-functionalization for adsorption of heavy metal ions | |
Zhang et al. | Synthesis and characterization of mesoporous niobium‐doped silica molecular sieves | |
JP6485666B1 (en) | Amorphous aluminosilicate particle powder and method for producing the same | |
RU2413573C1 (en) | Nanocomposite material and method of producing said material | |
CN112794338A (en) | ZSM-5 molecular sieve and preparation method and application thereof | |
CN108786910B (en) | C8Aromatic hydrocarbon isomerization catalyst and preparation method thereof | |
KR20200033280A (en) | EMM-23 materials, and methods and uses for their preparation | |
JP6759596B2 (en) | AFX type zeolite and its manufacturing method | |
EP4276067A1 (en) | Method for producing layered silicate and application thereof in silica nanosheet production, etc. | |
WO2011132585A1 (en) | Phosphorous-containing mesoporous silica and preparation method therefor | |
Lei et al. | Zeolite beta monoliths with hierarchical porosity by the transformation of bimodal pore silica gel | |
CN112585090A (en) | Method for producing Cu-P co-supported zeolite, catalyst precursor composition and treatment solution that can be used for same, and method for producing layered catalyst | |
WO2019121939A1 (en) | Process for the manufacture of hollow zsm-5 and ts-1 zeolites | |
KR20200033279A (en) | EMM-23 materials, and methods and uses for their preparation | |
KR101062666B1 (en) | Palladium-supported mesoporous zeolite | |
JP2008184368A (en) | Crystalline aluminum phosphate porous structure and its manufacturing method | |
JP7129063B2 (en) | Zeolite containing transition metal near surface and method for producing the same | |
WO2019107448A1 (en) | Mww type zeolite, method for producing same, and cracking catalyst | |
CN112551543A (en) | Process for preparing IZM-2 zeolite in the presence of a mixture of nitrogen-containing organic structuring agent in the hydroxide and bromide form |