RU2698912C1 - Catalyst for liquid-phase conversion of bio-renewable raw material and method of its production - Google Patents
Catalyst for liquid-phase conversion of bio-renewable raw material and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698912C1 RU2698912C1 RU2018142618A RU2018142618A RU2698912C1 RU 2698912 C1 RU2698912 C1 RU 2698912C1 RU 2018142618 A RU2018142618 A RU 2018142618A RU 2018142618 A RU2018142618 A RU 2018142618A RU 2698912 C1 RU2698912 C1 RU 2698912C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uio
- porous
- carrier
- zirconium
- catalyst
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
- B01J31/22—Organic complexes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
Abstract
Description
Изобретение относится к области создания новых каталитически активных материалов, в частности материалов, содержащих в своем составе каталитически активные центры различной природы – окислительно-восстановительные центры (наночастицы металлов) и кислотно-основные центры (оксидные кластеры), отличающиеся регулярными размерами и контролируемым составом.The invention relates to the field of creating new catalytically active materials, in particular materials containing catalytically active centers of various nature - redox centers (metal nanoparticles) and acid-base centers (oxide clusters), which differ in regular size and controlled composition.
Известен метод получения материала состава Ag,Pd/α-Al2O3 [1]. Данный материал получают путем внесения заданного количества носителя α-Al2O3 в раствор хлорида палладия, подкисленного соляной кислотой. Полученный материал с массовой долей палладия равной 0,017 % масс далее вносили в раствор нитрата серебра и перемешивали в течение нескольких минут. Полученный материал отделяли декантацией с последующей сушкой и прокалкой при температуре 370 °С. Массовая доля серебра в материале составляла 0,055 % масс. Данный материал может быть использован в качестве катализатора селективного гидрирования. Недостатками данного материала являются: низкое содержание активного компонента, отсутствие контроля на стадии формирования биметаллических наночастиц на поверхности оксида алюминия, что обеспечивает высокую вероятность образования активных частиц с размерами более 10 нм, использование метода последовательного введения солей-прекурсоров на поверхность носителя, что приводит к образованию большого числа наночастиц индивидуальных металлов, наряду с биметаллическими Ag/Pd частицами, малая площадь удельной поверхности носителя и слабое взаимодействие активного компонента с носителем делает невозможным значительное увеличение массовой доли активного компонента. A known method of obtaining a material of the composition Ag, Pd / α-Al 2 O 3 [1]. This material is obtained by introducing a predetermined amount of α-Al 2 O 3 support into a solution of palladium chloride acidified with hydrochloric acid. The resulting material with a mass fraction of palladium equal to 0.017% of the mass was then introduced into a solution of silver nitrate and stirred for several minutes. The resulting material was separated by decantation, followed by drying and calcination at a temperature of 370 ° C. The mass fraction of silver in the material was 0.055% of the mass. This material can be used as a catalyst for selective hydrogenation. The disadvantages of this material are: low content of the active component, lack of control at the stage of formation of bimetallic nanoparticles on the surface of aluminum oxide, which provides a high probability of formation of active particles with sizes greater than 10 nm, the use of the method of sequential introduction of salts of precursors on the surface of the carrier, which leads to the formation of a large number of individual metal nanoparticles, along with bimetallic Ag / Pd particles, a small specific surface area of the carrier and weak the interaction of the active component with the carrier makes it impossible to significantly increase the mass fraction of the active component.
Известен метод получения материала состава Ag,Pd/α-Al2O3 [2]. Данный материал получают путем взаимодействия «базового катализатора», представляющего собой свежеприготовленный серебро-палладиевый катализатор, нанесенный на оксидный носитель (оксиды алюминия, титана, циркония или их смеси) или регенерированный свежеприготовленный серебро-палладиевый катализатор, нанесенный на неорганический носитель, с жидкой восстановительной композицией, представляющей собой раствор, содержащий один из следующих компонентов: боргидриды натрия и калия, гидразин, альдегиды (формальдегид), карбоновые кислоты (аскорбиновая и муравьиная), декстроза, порошки алюминия, цинка и их смеси. Полученный материал отделяют декантацией и сушат. Опционально, проводят прокаливание при температурах 300-700 °С. Полученный таким методом материал может быть использован в качестве катализатора селективного гидрирования углеводородного сырья. Недостатками данного метода получения материала являются: использование уже готового катализатора селективного гидрирования, содержащего все активные компоненты в своем составе, низкое содержание активного компонента, отсутствие контроля на стадии формирования биметаллических наночастиц на поверхности оксида алюминия, что обеспечивает высокую вероятность образования активных частиц с размерами более 10 нм, использование метода последовательного введения солей-прекурсоров на поверхность носителя, что приводит к образованию большого числа наночастиц индивидуальных металлов, наряду с биметаллическими Ag/Pd частицами, малая площадь удельной поверхности носителя и слабое взаимодействие активного компонента с носителем делает невозможным значительное увеличение массовой доли активного компонента.A known method of obtaining a material of the composition Ag, Pd / α-Al 2 O 3 [2]. This material is obtained by reacting a “base catalyst”, which is a freshly prepared silver-palladium catalyst deposited on an oxide support (aluminum, titanium, zirconium oxides or mixtures thereof) or a regenerated freshly prepared silver-palladium catalyst deposited on an inorganic carrier with a liquid reducing composition , which is a solution containing one of the following components: sodium and potassium borohydrides, hydrazine, aldehydes (formaldehyde), carboxylic acids (a sorbic and formic), dextrose, aluminum, zinc powders and mixtures thereof. The resulting material was separated by decantation and dried. Optionally, calcination is carried out at temperatures of 300-700 ° C. The material obtained by this method can be used as a catalyst for the selective hydrogenation of hydrocarbon feedstocks. The disadvantages of this method of obtaining the material are: the use of an already prepared selective hydrogenation catalyst containing all active components in its composition, low content of the active component, lack of control at the stage of formation of bimetallic nanoparticles on the surface of aluminum oxide, which ensures a high probability of formation of active particles with sizes greater than 10 nm, using the method of sequential introduction of salts of precursors on the surface of the carrier, which leads to the formation of large The number of individual metal nanoparticles, along with bimetallic Ag / Pd particles, the small specific surface area of the carrier and the weak interaction of the active component with the carrier make it impossible to significantly increase the mass fraction of the active component.
Известен метод получения материала состава Pd( Ag, Au, Pt) /[M(LIG)2A(SOL)2]-x(SOL), где М – Zn3 или Zn4O, A = 0 при М = Zn4O, LIG – лиганд, содержащий как минимум одно ариламинное звено, SOL – один из растворителей (метанол, этанол, вода или пиридин), х – целое число от 0 до 4 [3]. Данный материал получают путем внесения носителя состава [M(LIG)2A(SOL)2]-x(SOL) в ацетонитрильный раствор нитрата металла (Pd, Ag, Au, Pt), далее происходит восстановление ионов металла с последующей диффузией нейтральной частицы на внешнюю поверхность носителя с образованием металлической наночастицы размером 3-5 нм. Данный материал может применяться в области хранения и разделения газовых смесей. К недостаткам данного материала относится низкая термическая стабильность носителя, использование лигандов, входящих в состав носителя, для восстановления ионов металлов, что приводит к уменьшению стабильности структуры носителя, отсутствие контроля над ростом металлических наночастиц на внешней поверхности носителя, что приводит к широкому распределению частиц по размерам и не обеспечивает высокую селективность при проведении каталитического процесса.A known method of obtaining a material of the composition Pd (Ag, Au, Pt) / [M (LIG) 2 A (SOL) 2 ] -x (SOL), where M is Zn 3 or Zn 4 O, A = 0 at M = Zn 4 O, LIG is a ligand containing at least one arylamine unit, SOL is one of the solvents (methanol, ethanol, water or pyridine), x is an integer from 0 to 4 [3]. This material is obtained by introducing a carrier of the composition [M (LIG) 2 A (SOL) 2 ] -x (SOL) in an acetonitrile solution of metal nitrate (Pd, Ag, Au, Pt), then metal ions are reduced, followed by diffusion of the neutral particle onto the outer surface of the carrier with the formation of a metal nanoparticle with a size of 3-5 nm. This material can be used in the storage and separation of gas mixtures. The disadvantages of this material include the low thermal stability of the carrier, the use of ligands included in the carrier for the reduction of metal ions, which leads to a decrease in the stability of the carrier structure, the lack of control over the growth of metal nanoparticles on the outer surface of the carrier, which leads to a wide distribution of particle sizes and does not provide high selectivity during the catalytic process.
Известен метод получения материала состава Ag,Pd/С, где углерод представлен в виде графена, а серебро и палладий представляют собой биметаллический наноразмерный сплав, нанесенный на поверхность графена [4]. Материал приготовлен методом облучения когерентным пучком волн заданной частоты смеси графена в окисленной форме с металлическими серебром и палладием с последующей сепарацией готового материала. Недостатками данного метода являются: использование энергетически невыгодной методики приготовления материала, невозможность получения биметаллических частиц малого размера (менее 5 нм), неравномерность распределения частиц металла или сплава на поверхности графена, использование химически малоактивного носителя (графена).A known method of obtaining a material of the composition Ag, Pd / C, where carbon is presented in the form of graphene, and silver and palladium is a bimetallic nanosized alloy deposited on the surface of graphene [4]. The material was prepared by irradiating a coherent beam of waves of a given frequency with a mixture of graphene in an oxidized form with metallic silver and palladium, followed by separation of the finished material. The disadvantages of this method are: the use of an energetically unfavorable method of preparing the material, the impossibility of producing small bimetallic particles (less than 5 nm), the uneven distribution of metal or alloy particles on the surface of graphene, and the use of a chemically inactive carrier (graphene).
Известен метод получения материала состава Au-Pd0.03@UiO-66-NH2, где UiO-66-NH2 представляет собой пористый аминотерефталат циркония [5]. Данный материал получен по следующей методике: 0,2 г порошкообразного носителя UiO-66-NH2 диспергировали в 20 мл водно-этанольной смеси посредством ультразвукового воздействия в течение 30 минут. К полученной смеси прилили по каплям 15 мл раствора тертахлороаурата и тертахлоропалладата водорода с заданным соотношением прекурсоров металлов. Полученную смесь перемешивали в течение 4 часов на ледяной бане. Далее к полученной взвеси прилили 5 мл свежеприготовленного раствора боргидрида натрия. Полученную смесь перемешивали 30 минут на ледяной бане. Полученный в результате материал был отделен центрифугированием, промыт водой 3 раза и высушен при температуре 80 °С. Данный материал может быть использован в качестве катализатора реакции восстановительного аминирования нитросоединений. Недостатками данного метода являются: использование дорогих реагентов (аминотерефталевая кислота, тетрахлораурат и тетрахлорпалладат водорода), нерациональное использование дорогих реагентов (использование метода пропитки с избытком пропиточного раствора предполагает утрату прекурсоров металлов, остающихся в растворе после пропитки, либо их регенерацию) и отсутствие контроля над размером и распределением наночастиц металлов на поверхности носителя. A known method of obtaining a material of the composition Au-Pd0.03@UiO-66-NH 2 , where UiO-66-NH 2 is a porous zirconium aminoterephthalate [5]. This material was obtained by the following method: 0.2 g of a powdered carrier UiO-66-NH 2 was dispersed in 20 ml of a water-ethanol mixture by ultrasonic treatment for 30 minutes. To the resulting mixture was added dropwise 15 ml of a solution of tertachlorooaurate and tertachloropalladate hydrogen with a given ratio of metal precursors. The resulting mixture was stirred for 4 hours in an ice bath. Next, 5 ml of a freshly prepared sodium borohydride solution was added to the obtained suspension. The resulting mixture was stirred for 30 minutes in an ice bath. The resulting material was separated by centrifugation, washed with water 3 times and dried at a temperature of 80 ° C. This material can be used as a catalyst for the reductive amination of nitro compounds. The disadvantages of this method are: the use of expensive reagents (aminoterephthalic acid, tetrachloroaurate and hydrogen tetrachloropalladate), the irrational use of expensive reagents (using the method of impregnation with an excess of impregnating solution implies the loss of metal precursors remaining in the solution after impregnation, or their regeneration) and the lack of size control and the distribution of metal nanoparticles on the surface of the carrier.
Наиболее близким (прототип) по своему составу и структуре к заявленному материалу является катализатор дегидрирования муравьиной кислоты при комнатной температуре состава AgxPdy@UiO-66-NH2, где x и y представляют собой массовую долю соответствующего металла, UiO-66-NH2 – пористый аминотерефталат циркония, мас. %: Ag 3.80-13.1, Pd 3.4-12.59, UiO-66-NH2 – остальное, площадь удельной поверхности материала составляет 406,4 м2/г [6]. Приготовление катализатора осуществляют следующим путем: 0,2332 г хлорида циркония и 0,1812 г 2-аминотерефталевой кислоты растворяли в 50 мл N,N-диметилформамида (ДМФА), полученный раствор нагревали в стальном автоклаве с тефлоновым вкладышем до 120 °С и выдерживали в течение 48 часов. Образовавшиеся после охлаждения кристаллы отфильтровывали и промывали безводным этанолом несколько раз до полного удаления ДМФА. Полученные желтые кристаллы UiO-66-NH2 высушивали при температуре 80 °С под вакуумом. 100 мг полученного порошкообразного UiO-66-NH2 диспергировали в 6,8 мл раствора нитрата серебра заданной концентрации при перемешивании в течение 1 ч при комнатной температуре. К полученной взвеси приливали 28 мл раствора тетрахлорпалладата водорода заданной концентрации при перемешивании в течение 4 ч при комнатной температуре. Восстановление прекурсоров металлов в полученной суспензии проводили с использованием 2-х мл 1М раствора боргидрида натрия при интенсивном перемешивании. Полученный AgxPdy@UiO-66-NH2 материал отделяли центрифугированием. Данный материал был использован в качестве катализатора дегидрирования муравьиной кислоты и каталитического гидролиза борана аммиака. Недостатками данного материала являются: низкая площадь удельной поверхности материала, полученная в результате блокировки пористого пространства полимера металлическими наночастицами, образование крупных (более 3 нм) металлических наночастиц, возможность образования малорастворимого хлорида серебра на поверхности носителя в процессе контактирования с палладийхлорводородной кислотой, что приводит к неравномерному распределению металлов в материале, образованию индивидуальных частиц Ag на внешней поверхности носителя.The closest (prototype) in composition and structure to the claimed material is a catalyst for the dehydrogenation of formic acid at room temperature of the composition Ag x Pd y @ UiO-66-NH 2 , where x and y represent the mass fraction of the corresponding metal, UiO-66-NH 2 - porous zirconium aminoterephthalate, wt. %: Ag 3.80-13.1, Pd 3.4-12.59, UiO-66-NH 2 - the rest, the specific surface area of the material is 406.4 m 2 / g [6]. The preparation of the catalyst is carried out in the following way: 0.2332 g of zirconium chloride and 0.1812 g of 2-aminoterephthalic acid were dissolved in 50 ml of N, N-dimethylformamide (DMF), the resulting solution was heated in a steel autoclave with a Teflon insert to 120 ° C and kept in within 48 hours. The crystals formed after cooling were filtered and washed several times with anhydrous ethanol until complete removal of DMF. The obtained yellow crystals of UiO-66-NH 2 were dried at a temperature of 80 ° C under vacuum. 100 mg of the obtained powdered UiO-66-NH 2 was dispersed in 6.8 ml of a silver nitrate solution of a given concentration with stirring for 1 h at room temperature. To the resulting suspension was poured 28 ml of a solution of hydrogen tetrachloropalladate of a given concentration with stirring for 4 hours at room temperature. The recovery of metal precursors in the resulting suspension was carried out using 2 ml of a 1M sodium borohydride solution with vigorous stirring. The resulting Ag x Pd y @ UiO-66-NH 2 material was separated by centrifugation. This material was used as a catalyst for the dehydrogenation of formic acid and the catalytic hydrolysis of ammonium borane. The disadvantages of this material are: low specific surface area of the material obtained by blocking the porous space of the polymer with metal nanoparticles, the formation of large (more than 3 nm) metal nanoparticles, the possibility of the formation of poorly soluble silver chloride on the surface of the carrier in contact with palladium hydrochloric acid, which leads to uneven the distribution of metals in the material, the formation of individual Ag particles on the outer surface of the carrier.
Задачей настоящего изобретения является разработка бифункционального катализатора, содержащего в своем составе каталитически активные центры различной природы (кислотные центры Льюисовского типа в виде цирконий-содержащих кластеров, окислительно-восстановительные центры в виде биметаллических Ag-Pd наночастиц с размерами менее 3 нм) и способа его приготовления. The objective of the present invention is to develop a bifunctional catalyst containing catalytically active centers of various nature (Lewis type acid centers in the form of zirconium-containing clusters, redox centers in the form of bimetallic Ag-Pd nanoparticles with sizes less than 3 nm) and a method for its preparation .
Технический результат изобретения заключается в:The technical result of the invention is:
- разработке материала состава Ag,Pd/UiO-66;- development of a material of the composition Ag, Pd / UiO-66;
- разработке способа получения материала Ag,Pd/UiO-66;- development of a method for producing material Ag, Pd / UiO-66;
- увеличении площади удельной поверхности катализатора (по сравнению с прототипом);- increasing the specific surface area of the catalyst (compared with the prototype);
- иммобилизации биметаллических наночастиц размером менее 3 нм в пористом пространстве терефталата циркония со структурой UiO-66;- immobilization of bimetallic nanoparticles with a size of less than 3 nm in the porous space of zirconium terephthalate with a UiO-66 structure;
- предотвращении образования малорастворимого хлорида серебра на стадии приготовления путем использования в качестве прекурсоров нитратов металлов;- preventing the formation of sparingly soluble silver chloride at the preparation stage by using metal nitrates as precursors;
- сокращении материальных и энергетических затрат и, как следствие, снижении себестоимости материала (по сравнению с прототипом).- reducing material and energy costs and, as a result, reducing the cost of the material (compared with the prototype).
Технический результат от создания материала Ag,Pd/UiO-66, содержащего биметаллические Ag,Pd частицы малого размера (< 3 нм) и пористый терефталат циркония, полученный из нитрата цирконила, терефталевой кислоты методом сольвотермального синтеза, с последующей одно- или многократной пропиткой раствором, содержащим смесь прекурсоров металлов, и жидкофазным восстановлением биметаллических наночастиц, достигается за счет использования нитратов серебра и палладия в качестве прекурсоров металлов, нитрата цирконила в качестве прекурсора циркония, метода жидкофазного восстановления прекурсоров наночастиц с использованием в качестве восстановителя раствора гидразина, который снижает ресурсо- и энергозатраты в процессе получения. The technical result from the creation of material Ag, Pd / UiO-66, containing bimetallic Ag, Pd particles of small size (<3 nm) and porous zirconium terephthalate obtained from zirconyl nitrate, terephthalic acid by solvothermal synthesis, followed by single or multiple impregnation with a solution containing a mixture of metal precursors and liquid-phase reduction of bimetallic nanoparticles is achieved by using silver and palladium nitrates as metal precursors, zirconyl nitrate as a zirconium precursor, m Toda liquid-phase reduction of precursors of nanoparticles using hydrazine as the reducing agent solution, which reduces the resource and energy in the production process.
Состав конечного материала, масс. %:The composition of the final material, mass. %:
Серебро – 0,1-10Silver - 0.1-10
Палладий – 0,1-10Palladium - 0.1-10
Терефталат циркония пористый (UiO-66) – остальное до 100 Porous zirconium terephthalate (UiO-66) - the rest is up to 100
Состав материала-прототипа, масс.%:The composition of the material of the prototype, wt.%:
Серебро – 3,80-13,10Silver - 3.80-13.10
Палладий – 3,4-12,59 Palladium - 3.4-12.59
Аминотерефталат циркония (UiO-66-NH2) – остальное до 100%.Zirconium aminoterephthalate (UiO-66-NH 2 ) - the rest is up to 100%.
Сопоставительный анализ прототипа и предлагаемого изобретения показывает, что общими признаками являются наличие наночастиц серебра-палладия, использование в качестве носителя металлорганического координационного полимера.A comparative analysis of the prototype and the present invention shows that the common features are the presence of silver-palladium nanoparticles, the use of an organometallic coordination polymer as a carrier.
Отличительной особенностью патентуемого материала является то, что в качестве носителя был использован пористый немодифицированный терефталат циркония (в прототипе был использован пористый аминотерефталат циркония), был использован метод пропитки по влагоемкости раствором, содержащим смесь солей металлов с анионом одинаковой природы, был использован метод жидкофазного восстановления металлических наночастиц, размер образованных наночастиц биметаллов составил менее 3 нм, площадь удельной поверхности патентуемого материала после восстановления имеет большую величину (не менее 20%) по сравнению с аналогом.A distinctive feature of the patented material is that the carrier was used porous unmodified zirconium terephthalate (the prototype used porous zirconium aminoterephthalate), the method of impregnation by moisture capacity with a solution containing a mixture of metal salts with anion of the same nature was used, the method of liquid-phase reduction of metal was used nanoparticles, the size of the formed bimetal nanoparticles was less than 3 nm, the specific surface area of the patented material after recovery has a large value (at least 20%) compared with the analogue.
Способ получения заявленного катализатора осуществляют следующим образом:A method of obtaining the claimed catalyst is as follows:
Навеску нитрата цирконила и терефталевой кислоты растворяют в 60 мл ДМФА, добавляют 3-10 мл модификатора (в качестве модификатора могут быть использованы муравьиная, уксусная, плавиковая, соляная, серная и др. кислоты). Полученную смесь нагревают в стальном автоклаве до температуры 80-250 °C, далее выдерживают при заданной температуре в течение 12-48 ч в зависимости от модификатора. Полученный белый осадок пористого терефталата циркония (UiO-66) отфильтровывают и промывают в ДМФА и этаноле. Полученный белый осадок сушат при ступенчатом нагревании под вакуумом. Пропиточный раствор готовят по следующей методике: в емкость наливают расчетное количество дистиллированной воды, далее добавляют расчетное количество нитратов серебра и палладия при интенсивном перемешивании до образования прозрачного раствора. Расчетное количество UiO-66 помещают в емкость для пропитки (в качестве емкости для пропитки могут быть использованы термостойкие керамические тигли, посуда из термостойкого стекла и другая термостойкая лабораторная посуда объемом более 20 мл). При интенсивном механическом перемешивании полученной суспензии в емкость с UiO-66 вносят расчетное количество пропиточного раствора. После окончания пропитки в емкость вносят 15 или более мл неполярного растворителя (в качестве неполярного растворителя могут быть использованы любые жидкие н-алканы) при интенсивном перемешивании. Далее в емкость вносят расчетное количество водного раствора восстановителя (в качестве восстановителя могут быть использованы: гидразин, боргидриды натрия или калия, формиат натрия, этанол, метанол, ДМФА и др., восстановитель используется с 3-10 кратным избытком) и выдерживают в течение 30 минут при комнатной температуре. Полученный материал сушат на воздухе при ступенчатом нагревании в течение 3-10 часов, нагревание осуществляют до 50°C при выдержке 30 минут, затем температуру поднимают до 75°C при выдержке 30 мин, затем температуру поднимают до 100°C и выдерживают в течение 30 мин, затем повышают температуру до желаемого значения и выдерживают 1,5-8,5 часов.A portion of zirconyl nitrate and terephthalic acid is dissolved in 60 ml of DMF, 3-10 ml of modifier is added (formic, acetic, hydrofluoric, hydrochloric, sulfuric and other acids can be used as a modifier). The resulting mixture is heated in a steel autoclave to a temperature of 80-250 ° C, then kept at a given temperature for 12-48 hours, depending on the modifier. The resulting white precipitate of porous zirconium terephthalate (UiO-66) is filtered off and washed in DMF and ethanol. The resulting white precipitate was dried by step heating under vacuum. The impregnating solution is prepared according to the following method: the calculated amount of distilled water is poured into the container, then the calculated amount of silver and palladium nitrates is added with vigorous stirring until a clear solution is formed. The calculated amount of UiO-66 is placed in a container for impregnation (heat-resistant ceramic crucibles, dishes made of heat-resistant glass, and other heat-resistant laboratory glassware with a volume of more than 20 ml can be used as a container for impregnation). With intensive mechanical stirring of the resulting suspension, the calculated amount of the impregnating solution is introduced into the container with UiO-66. After the impregnation is completed, 15 or more ml of a non-polar solvent is added to the container (any liquid n-alkanes can be used as a non-polar solvent) with vigorous stirring. Then, the calculated amount of an aqueous solution of the reducing agent is introduced into the container (hydrazine, sodium or potassium borohydrides, sodium formate, ethanol, methanol, DMF, etc. can be used as reducing agent, and the reducing agent is used with a 3-10-fold excess) and incubated for 30 minutes at room temperature. The resulting material is dried in air with stepwise heating for 3-10 hours, heating is carried out to 50 ° C with an exposure of 30 minutes, then the temperature is raised to 75 ° C with an exposure of 30 minutes, then the temperature is raised to 100 ° C and maintained for 30 min, then increase the temperature to the desired value and incubate for 1.5-8.5 hours.
Примеры:Examples:
Пример 1. П. 1. 3,204 г нитрата цирконила и 1,968 г терефталевой кислоты растворили в 60 мл ДМФА, добавили 8 мл модификатора (соляная кислота х.ч.). Полученную смесь нагрели в стальном автоклаве до температуры 120°C, далее выдержали при заданной температуре в течение 24 ч. Полученный белый осадок пористого терефталата циркония (UiO-66) отфильтровали и промыли в ДМФА и этаноле. Полученный белый осадок сушили при ступенчатом нагревании под вакуумом. П. 2. Пропиточный раствор приготовили по следующей методике: в емкость налили 2 мл дистиллированной воды, далее добавили 0,0115 г нитрата серебра и 0,034 мл нитрата палладия (3 моль/литр) при интенсивном перемешивании до образования прозрачного раствора. П. 3. 1 г UiO-66 поместили в емкость для пропитки. При интенсивном механическом перемешивании в емкость с UiO-66 внесли 1,45 мл пропиточного раствора. После окончания пропитки в емкость внесли 15 мл н-гептана при интенсивном перемешивании. Далее в емкость при постоянном перемешивании внесли 0,03 мл 62 %-ного водного раствора гидразина и выдержали в течение 30 минут при комнатной температуре. П. 4. Полученный материал высушили на воздухе при ступенчатом нагревании в течение 5,5 часов, нагревание осуществляли до 50°C при выдержке 30 минут, затем температуру подняли до 75°C при выдержке 30 мин, затем температуру подняли до 100°C и выдержали в течение 30 мин, затем повысили температуру до 150°C и выдерживали 4 часа.Example 1. P. 1. 3.204 g of zirconyl nitrate and 1.968 g of terephthalic acid were dissolved in 60 ml of DMF, 8 ml of modifier (hydrochloric acid, chemically pure) was added. The resulting mixture was heated in a steel autoclave to a temperature of 120 ° C, then kept at a given temperature for 24 hours. The resulting white precipitate of porous zirconium terephthalate (UiO-66) was filtered and washed in DMF and ethanol. The resulting white precipitate was dried by step heating under vacuum. P. 2. An impregnating solution was prepared according to the following procedure: 2 ml of distilled water was poured into the container, then 0.0115 g of silver nitrate and 0.034 ml of palladium nitrate (3 mol / liter) were added with vigorous stirring until a clear solution was formed. P. 3. 1 g of UiO-66 was placed in a container for impregnation. With vigorous mechanical stirring, 1.45 ml of the impregnation solution were added to the UiO-66 container. After the end of the impregnation, 15 ml of n-heptane were introduced into the container with vigorous stirring. Then, 0.03 ml of a 62% aqueous solution of hydrazine was introduced into the container with constant stirring and kept for 30 minutes at room temperature. P. 4. The resulting material was dried in air with stepwise heating for 5.5 hours, heating was carried out to 50 ° C with an exposure of 30 minutes, then the temperature was raised to 75 ° C with an exposure of 30 minutes, then the temperature was raised to 100 ° C and held for 30 minutes, then raised the temperature to 150 ° C and held for 4 hours.
Пример 2. Носитель (UiO-66) готовили по методике, описанной в п. 1. пример №1. П. 2. Пропиточный раствор приготовили по следующей методике: в емкость налили 2 мл дистиллированной воды, далее добавили 0,0733 г нитрата серебра и 0,073 мл нитрата палладия (3 моль/литр) при интенсивном перемешивании до образования прозрачного раствора. П. 3. 0,7 г UiO-66 поместили в емкость для пропитки. При интенсивном механическом перемешивании в емкость с UiO-66 внесли 0,9 мл пропиточного раствора. После окончания пропитки в емкость внесли 15 мл н-гептана при интенсивном перемешивании. Далее в емкость при постоянном перемешивании внесли 0,03 мл 62 %-ного водного раствора гидразина и выдержали в течение 30 минут при комнатной температуре. Сушку материала проводили методом, описанным в п. 4. пример №1Example 2. A carrier (UiO-66) was prepared according to the procedure described in paragraph 1. Example No. 1. P. 2. An impregnating solution was prepared according to the following procedure: 2 ml of distilled water was poured into a container, then 0.0733 g of silver nitrate and 0.073 ml of palladium nitrate (3 mol / liter) were added with vigorous stirring until a clear solution was formed. P. 3. 0.7 g of UiO-66 was placed in a container for impregnation. With vigorous mechanical stirring, 0.9 ml of the impregnating solution was added to the UiO-66 container. After the end of the impregnation, 15 ml of n-heptane were introduced into the container with vigorous stirring. Then, 0.03 ml of a 62% aqueous solution of hydrazine was introduced into the container with constant stirring and kept for 30 minutes at room temperature. The material was dried by the method described in paragraph 4. Example No. 1
Пример 3. (UiO-66) готовили согласно методике описанной в п. 1. пример №1. п. 2. Пропиточный раствор приготовили по следующей методике: в емкость налили 1 мл дистиллированной воды, далее добавили 0,0673 г нитрата серебра и 0,134 мл нитрата палладия (3 моль/литр) при интенсивном перемешивании до образования прозрачного раствора. П. 3. 0,7 г UiO-66 поместили в емкость для пропитки. При интенсивном механическом перемешивании в емкость с UiO-66 внесли 0,9 мл пропиточного раствора. После окончания пропитки в емкость внесли 15 мл н-гептана при интенсивном перемешивании. Далее в емкость при постоянном перемешивании внесли 0,03 мл 62%-ного водного раствора гидразина и выдержали в течение 30 минут при комнатной температуре. Сушку материала проводили методом, описанным в п. 4. пример №1. Примеры приготовления материалов представлены в таблице 1. Характеристики готовых катализаторов и материала-прототипа представлены в таблице 2.Example 3. (UiO-66) was prepared according to the procedure described in paragraph 1. Example No. 1. p. 2. An impregnating solution was prepared according to the following procedure: 1 ml of distilled water was poured into the tank, then 0.0673 g of silver nitrate and 0.134 ml of palladium nitrate (3 mol / liter) were added with vigorous stirring until a clear solution was formed. P. 3. 0.7 g of UiO-66 was placed in a container for impregnation. With vigorous mechanical stirring, 0.9 ml of the impregnating solution was added to the UiO-66 container. After the end of the impregnation, 15 ml of n-heptane were introduced into the container with vigorous stirring. Then, 0.03 ml of a 62% aqueous solution of hydrazine was introduced into the container with constant stirring and kept for 30 minutes at room temperature. Drying of the material was carried out by the method described in paragraph 4. Example No. 1. Examples of the preparation of materials are presented in table 1. Characteristics of the finished catalysts and the prototype material are presented in table 2.
Таблица 1Table 1
Таблица 2table 2
ЛитератураLiterature
1. Патент US № 4404124, B01J 23/44, B01J 23/48, B01J 23/50, C07C 5/00, C07C 5/08, C07C 7/00, C07C 7/167, опубл. 13.09.1983 г.1. US patent No. 4404124, B01J 23/44, B01J 23/48, B01J 23/50, C07C 5/00, C07C 5/08, C07C 7/00, C07C 7/167, publ. 09/13/1983
2. Патент EP № 0689872, B01J23/50, B01J23/58, B01J23/66, B01J37/16, C07B35/02, C07B61/00, C07C5/09, C07C5/11, C07C7/167, опубл. 03.01.1996 г.2. Patent EP No. 0689872, B01J23 / 50, B01J23 / 58, B01J23 / 66, B01J37 / 16, C07B35 / 02, C07B61 / 00, C07C5 / 09, C07C5 / 11, C07C7 / 167, publ. 01/03/1996
3. Патент WO № 2009093817, C07F3/06, опубл. 30.07.2009 г.3. Patent WO No. 2009093817, C07F3 / 06, publ. 07/30/2009
4. Патент WO № 2011072213, B01J23/00, C01B31/02, C02F1/04, H01L31/042, H01L33/00, опубл. 16.06.2011 г.4. Patent WO No. 2011072213, B01J23 / 00, C01B31 / 02, C02F1 / 04, H01L31 / 042, H01L33 / 00, publ. June 16, 2011
5. Патент CN № 107497488, B01J23/52, B01J31/22, B01J37/16, C07C209/26, C07C211/45, опубл. 22.12.2017 г.5. CN patent No. 107497488, B01J23 / 52, B01J31 / 22, B01J37 / 16, C07C209 / 26, C07C211 / 45, publ. 12/22/2017
6. Shu-Tao Gao et al. Ag-Pd alloy supported on amine-functionalized UiO-66 as an efficient synergetic catalyst for dehydrogenation of formic acid at room temperature // Catalysis Science & Technology. – 2015. – V. 6. – P. 869– 874.6. Shu-Tao Gao et al. Ag-Pd alloy supported on amine-functionalized UiO-66 as an efficient synergetic catalyst for dehydrogenation of formic acid at room temperature // Catalysis Science & Technology. - 2015. - V. 6. - P. 869–874.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142618A RU2698912C1 (en) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | Catalyst for liquid-phase conversion of bio-renewable raw material and method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142618A RU2698912C1 (en) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | Catalyst for liquid-phase conversion of bio-renewable raw material and method of its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698912C1 true RU2698912C1 (en) | 2019-09-02 |
Family
ID=67851711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018142618A RU2698912C1 (en) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | Catalyst for liquid-phase conversion of bio-renewable raw material and method of its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698912C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731184C1 (en) * | 2019-12-27 | 2020-08-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Catalyst for liquid-phase conversion of glycerine to lactic acid and a method for production thereof |
CN111905833A (en) * | 2020-09-08 | 2020-11-10 | 新乡学院 | BiOBrxI1-xPreparation method of/UiO-66 composite visible light catalyst |
CN115068428A (en) * | 2022-05-20 | 2022-09-20 | 珠海市妇幼保健院 | Nano-particles and preparation method and application thereof |
RU2795682C1 (en) * | 2022-07-01 | 2023-05-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | METHOD FOR PRODUCING METAL-ORGANIC FRAME MATERIAL UiO-66 FOR WATER PURIFICATION FROM 1,4-DICHLOROBENZENE |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105289735A (en) * | 2015-11-03 | 2016-02-03 | 浙江工业大学 | Pd/UiO-66-NH2 material having high stability as well as preparation method and application of Pd/UiO-66-NH2 material |
RU2593021C1 (en) * | 2014-12-25 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method for production of nanomaterials by modification of surface of metal-containing frame compound (versions) |
-
2018
- 2018-12-04 RU RU2018142618A patent/RU2698912C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2593021C1 (en) * | 2014-12-25 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method for production of nanomaterials by modification of surface of metal-containing frame compound (versions) |
CN105289735A (en) * | 2015-11-03 | 2016-02-03 | 浙江工业大学 | Pd/UiO-66-NH2 material having high stability as well as preparation method and application of Pd/UiO-66-NH2 material |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
S. Ten, V.V. Torbina, O.V. Vodyankina, Synthesis of bifunctional Ag-Pd@UiO-66 catalysts with different methods, The 5th International Scientific School-Conference for Young Scientists, Catalysis: from science to industry, 25-29.09.2018, р.33 * |
S. Ten, V.V. Torbina, O.V. Vodyankina, Synthesis of bifunctional Ag-Pd@UiO-66 catalysts with different methods, The 5th International Scientific School-Conference for Young Scientists, Catalysis: from science to industry, 25-29.09.2018, р.33 Tomsk. Saisai Cheng, Ningzhao Shang, Xin Zhou, Cheng Feng*, Shutao Gao, Chun Wang*, Zhi Wang, High catalytic activity of bimetallic AgPd alloy supported on UiO-66 derived porous carbon for transfer hydrogenation of nitroarenes using formic acid-formate as hydrogen source, New J. Chem., 2017,41, 9857-9865. Shu-Tao Gao et al, Ag-Pd alloy supported on amine-functionalized UiO-66 as an efficient synergetic catalyst for dehydrogenation of formic acid at room temperature, Catalysis Science & Technology. - 2015. - V. 6. - P. 869- 874. * |
Shu-Tao Gao et al, Ag-Pd alloy supported on amine-functionalized UiO-66 as an efficient synergetic catalyst for dehydrogenation of formic acid at room temperature, Catalysis Science & Technology. - 2015. - V. 6. - P. 869- 874. * |
Tomsk. Saisai Cheng, Ningzhao Shang, Xin Zhou, Cheng Feng*, Shutao Gao, Chun Wang*, Zhi Wang, High catalytic activity of bimetallic AgPd alloy supported on UiO-66 derived porous carbon for transfer hydrogenation of nitroarenes using formic acid-formate as hydrogen source, New J. Chem., 2017,41, 9857-9865. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731184C1 (en) * | 2019-12-27 | 2020-08-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Catalyst for liquid-phase conversion of glycerine to lactic acid and a method for production thereof |
CN111905833A (en) * | 2020-09-08 | 2020-11-10 | 新乡学院 | BiOBrxI1-xPreparation method of/UiO-66 composite visible light catalyst |
CN115068428A (en) * | 2022-05-20 | 2022-09-20 | 珠海市妇幼保健院 | Nano-particles and preparation method and application thereof |
CN115068428B (en) * | 2022-05-20 | 2023-05-16 | 珠海市妇幼保健院 | Nanoparticle and preparation method and application thereof |
RU2795682C1 (en) * | 2022-07-01 | 2023-05-05 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | METHOD FOR PRODUCING METAL-ORGANIC FRAME MATERIAL UiO-66 FOR WATER PURIFICATION FROM 1,4-DICHLOROBENZENE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2698912C1 (en) | Catalyst for liquid-phase conversion of bio-renewable raw material and method of its production | |
CA2297651C (en) | Process for producing catalysts comprising nanosize metal particles on a porous support, in particular for the gas-phase oxidation of ethylene and acetic acid to give vinyl acetate | |
KR101689921B1 (en) | Supported precious metal catalysts via hydrothermal deposition | |
JP5939485B2 (en) | Hydrogenation method | |
CN1306459A (en) | Method for producing shell catalysts by CVD process | |
JPH0560981B2 (en) | ||
JP2012519063A (en) | Preparation of Fischer-Tropsch catalyst and use thereof | |
EP3408250B1 (en) | Single-step conversion of n-butyraldehyde to 2-ethylhexanal | |
JP5010547B2 (en) | Highly active catalyst and method for producing the same | |
CN111905755B (en) | Catalyst for hydrogenation of 2,2,4, 4-tetramethyl-1, 3-cyclobutanedione and preparation method and application thereof | |
JP2023153810A (en) | Carbon-based, precious metal-transition metal composite catalyst and preparation method therefor | |
JP7305650B2 (en) | Process for producing methyl methacrylate by oxidative esterification using heterogeneous catalysts | |
JP2001026422A (en) | Production of gold-containing combined body | |
JP4069242B2 (en) | Metal particle carrier and method for producing carboxylic acid ester | |
RU2731184C1 (en) | Catalyst for liquid-phase conversion of glycerine to lactic acid and a method for production thereof | |
KR100633381B1 (en) | New Supported Bimetallic Platinum Catalysts and Their New Preparation Method | |
JP4041953B2 (en) | Hydrogenation catalyst and method for producing alcohol | |
KR20070075064A (en) | New supported bimetallic platinu mesoporous catalysts and their new preparation method | |
JP2020518432A (en) | Improved method for depositing Pd nanoparticles | |
JP2007185623A (en) | Method for producing alpha,beta-unsaturated carboxylic acid, catalyst to be used therein and method for manufacturing the catalyst | |
JP4908332B2 (en) | Oxidation catalyst, method for producing the same, and method for producing α, β-unsaturated carboxylic acid | |
JP2011235215A (en) | METHOD FOR PRODUCING PALLADIUM-CONTAINING CARRYING CATALYST, THE CATALYST, AND METHOD FOR PRODUCING α,β-UNSATURATED CARBOXYLIC ACID | |
JP2009297634A (en) | NOBLE METAL-CONTAINING CATALYST, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND METHOD OF MANUFACTURING alpha,beta-UNSATURATED CARBOXYLIC ACID | |
JP5327969B2 (en) | Method for producing noble metal-containing supported catalyst, catalyst therefor, and method for producing α, β-unsaturated carboxylic acid | |
JP5609394B2 (en) | Method for producing palladium-containing supported catalyst and method for producing α, β-unsaturated carboxylic acid |