SU787082A1 - Способ получени окисного меднотитанового катализатора - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСНОГО МЕДНОТИТАНОВОГО Изобретение относитс  к способам получени  ОКИСНОГО меднотитанового катализатора, активного в процессах глубокого окислени , предпочтительно в процессах дожигани  промышленных и автомобильных выхлопных газов. Известен способ получени  катализатора глубокого окислени , например дл  очистки выхлопных газов двигатет лей внутреннего сгорани , путем про- питки g -окиси алюмини  водным раствором нитрата меди с последующей сушкой и прокаливанием 1 . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ получени  ОКИСНОГО меднотитанового катализатора глубокого окислени  путем оса ждени  гидроокиси титана из сол нокислого раствора четыреххлористого титана раствором аммиака при перемешивании , фильтрации, промывки осадк водой с последукмдей пропиткой его раствором соли меди, сушкой и прокаливанием рз. Недостатком известного способа  в л етс  получение катализатора с недостаточно вы сокой активностью. Так, в реакции полного окислени  метана, выбранной г качестве модельной реакКАТАЛИЗАТОРА ции на том основании, что катализаторы , окисл ющие метан - Сс1мый устойчивый из углеводородов, как правило,  вл ютс  высокоактивными и в других реакци х глубокого окислени , например в реакци х окислени  водорода и окиси углерода, с той лишь разницей, что окисление метана происходит при более высоких температурах, степень превращени  метана 25 и 50% достигаютс  в присутствии катализатора, noi лученного известным способом, при 425 и 471°С соответственно. Цель изобретени  - получение катализатора с повышенной активностью. Цель достигаетс  тем, что в способе ОКИСНОГО меднотитанового катализатора глубокого окислени  путем осаждени  гидроокиси титана из сол нокислого раствора четыреххлористого титана раствором аммиака при перемешивании , фильтрации, промывки осадка водой с последующей пропиткой раствором соли меди, сушкой и прокаливанием , осадок перед пропиткой подвергают сушке и прокаливанию при БОО-бОО С . Катализатор, полученный предлагаемым способом, обладает повышенной активностью no сравнению с катализатором , полученным известным способом. Так, степень превращени  метана 25 и 50% достигаетс  в присутствии катализатора , полученного предлагаемым способом, при 380 и 430 С соответственно . Методика приготовлени  окисных меднотитаноБЫХ катализаторов по предлагаемому способу заключаетс  в следующем . Дл  получени  носител  - двуокиси титана раствор ют Ti С 1 в концентрированной сол ной кислоте и осаждают 12,5% раствором аммиака при посто нном рН 7, 75-85°С и интенсивнрм Iперемешивании. Осадок фильтруют, прф мывают водой до отсутстви  С1 -ионов в промывных водах (по реакции с азот нокислым серебром),отжимают до определенной влажности, пластифицируют в месильной машине 30 мин, формуют и сушат сначала на воздухе, затем при 110-120ОС, прокаливают при заданной, температуре в течение 4 ч. Удельную поверхность готового носител  варьируют температурой прокаливани . Дл  получени  меднотитановых катализаторов двуокись титана пропитывают по влагоемкости раствором соли меди расчетной концентрации, выдержи вают в течение 30 мин, затем сушат при 110-120 С в течение суток, про аливают при 500с в течение 2 ч в токе воздуха. Пример 1. В стакан наливаюь 300 мл воды, нагревают до и , при интенсивном перемешивании прибавл ют раствор четыреххлористого ти тана в 17,8%-ной сол ной кислоте (концентраци  раствора в пересчете на Т1052. - 350 г/л). При осаждении 5 водным раствором аммиака поддерживают посто нное рН 7 и температуру 80 5°С. Осадок отфильтровывают на нутч-фильтре промывают дистиллированной водой до отсутстви  ионов СР в промывных водах (по реакции с азот нокислым серебром) , формуют через м металлический шприц, сушат сначала н воздухе, затем в сушильном шкафу при lOOtC и прокаливают при 700°С. Удель на  поверхность полученной таким образом двуокиси титана равна 15 , 100 г двуокиси титана заливают 70 мл раствора азотнокислой меди концентра цией в пересчете на СиО 230 г/л, выдерживают в течение 30 мин, сушат при 120°С в течение суток и прокаливают при в течение 2 ч на возДУхе . Пример 2. Аналогичен примеру 1, Отличие состоит в том, что дву окись титана прокаливают при 630°С, при этом ее удельна  поверхность раЬ на 45 , 100 г двуокиси титана за ливают 70 раствора азотнокислой меди концентрацией 328 г СиО/л. Пример 3. Аналогичен примеру 1. Отличие состоит в том, что двуокись титана прокаливают при (удельна  поверхность 83 ) и заливают 100 г носител  70 мл раствора азотнокислой меди концентрацией 300 г/л. Пример 4. Аналогиченпримеру 1. Отличие состоит в том, что двуокись титана прокаливают при (удельна  поверхность 101 ) и v заливают 100 г носител  70 мл раствора азотнокислой меди концентрацией 270 г СиО/л. Пример 5. Аналогичен примеру 1. Отличие состоит в том, что двуокись титана прокаливают при (удельна  поверхность 120 ) и 100 г носител  заливают 70 мл раствора азотнокислой меди концентрацией 270 г СиО/л, Пример 6. Аналогичен примеру 5. Отличие состоит в том, что 100 г носител  пропитывают раствором азотнокислой меди концентрацией 180 г СиО/л (70 мл раствора). Пример 7. Аналогичен примеру 5 . Отличие состоит в том, что 100 г носител  пропитывают 70 мл раствора азотнокислой меди концентра цией 68 г СиО/л. Пример 8. Аналогичен примеру 5. Отличие состоит в том, что концентраци  раствора азотнокислой . меди составл ет 50 г/л. Пример 9. Аналогичен примеру 5. Отличие состоит в том, что концентраци  раствора азотнокислой меди равна 30 г СиО/л. Пример 10. Аналогичен примеру 7. Отличие состоит в том, что катализатор прокаливают при . Пример 11. Аналогичен примеру 7. Отличие состоит в том, что катализатор прокаливают при . Пример 12. В стакан воды 1наливают 300 мл воды, нагревают до 80°С и при интенсивном перемешивании прибавл ют смесь растворов четыреххлористого титана в 17,5%-ной сол ной кислоте и азотнокислой меди. Концентраци  раствора составл ет 300 г/л и 36 г СиО/л. При осаждении поддерживают посто нное рН 7 добавлением 12,5%-ного раствора аммиака и температуру 75-85 с. Осадок отфильтровывают на нутч-фильтре, промьшгиот дистиллированной водой до отсутстви  ионов Cl в промывных водах. Формуют через металлический шприц, сушат на воздухе, затем в сушильном шкафу при в течение суток и прокаливают при 500°С в течение 4ч, Пример 13, Аналогичен примеру 12, Отличие состоит в том, что используетс  раствор концентргщией 300 г ./л и 56 г СиО/л, а в качестве осадител  используетс  10%-ный раствор едкого натра.

Пример 14. Аналогичен известному способу Н . Раствор ют 95 г Tic 14 в 1000 МП дистиллированн воды и нейтрализуют 5 н водным раствором аммиака до рН 7,5. Тщательно промывают полученный осадок и фильтруют . Добавл ют к осадку водный раствор, содержащий 30,2г Си (NOe,) ЗН,0 , тщательно перемешивают . Полученную смесь сушат при 120с в течение 5 ч и прокаливают при 400°С в течение 3 ч.

Пример 15. Образец промышленного нанесенного окисного медноалюминиевого катализатора ИК-12-1 (содержание СиО равно 26 вес,%) по известному способу tlU

Пример 16. Аналогичен примеру 5. Отличие состоит в том, что 100 г двуокиси титана заливают 1 л раствора аммиачного комплекса - раствором Швейцара (раствор гидроокиси меди в 25%-ном растворе аммиака) концентрацией 10 г СиО/л, выдерживают 30 мин и избыток раствора отфильтровывают .

Пример 17. Аналогичен приме0 ру 16. Отличие состоит в том, что 100 г двуокиси титана заливают 0,5 л раствора аммиачного комплекса.

Физико-химические и каталитические свойства катализаторов приведены в

5 табл. 1.

Таблица 1

Примечание Использование предложенного спосо ба позвол ет существенно повысить активность катализатора (степени пре вргицени  метана 25 и 50% соответственно достигаетс  дл  предложенного катализатора при 380 и 430®С, а дл  известного при 425 и 471°С), снизить содержание меди в катализаторе (от 20 до 3-10 вес.% СиО). В целом это позвол ет на пор док увеличить степень использовани  введенной в катализатор меди. образцы примеров 1-15 получены из нитрата меди, образцы примеров 16 и 17 -из раствора Швейцара$дл  измерени  катализаторов используют фракции 0,5-0,25 мм. Испытани  каталитическойактивности всех исследованных катализаторов провод т в проточной-циркул ционной установке при атмосферном давлении . Активность характеризуют температурой , °С, достижени  заданной степени превращени  метана и константой скорости при 400°С, рассчитанной по уравнению первого пор дка относительно метана. Концентраци  ркисл емого вещества в кислороде составл ет 1 об.%, Скорость потока газовой смеси равна 10 л/ч. Навеска катализатора 1 г.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 256736, кл. В 01 J 23/72, 1976.

2.Патент Японии № 52-6953,

кл. В 01 J , опублик. 1977 (прототип ) .