Аппарат для получения катализатора

Предложение относится к высокомолекулярной химии, в частности, к техническим средствам для производства катализаторов.

Аппарат содержит: контейнер 1 с порошкообразным компонентом, шаровую мельницу 2 для получения заданной тонкости порошка, реакционную камеру 3 с наружным теплообменным сосудом 4 для нагреваемой жидкости, нагреватель 5, термоизмеритель 6, контейнеры 7 и 8 с исходными компонентами, смеситель 9 этих компонентов; аппарат включает дополнительную реакционную камеру 10 с контейнерами 11, 12, 13 с исходными компонентами; также включает смеситель 14, имеющий импеллер 15; фильтрующее устройство 16, емкость 17 с дистиллированной водой, сушильную камеру 18 с вакуумированием, и контейнер 19 для полученного катализатора, имеющего следующие показатели: удельная активная поверхность - около 35.0 м²/г; потеря массы при t=200-300°С в пределах 3-7.5%; каталитическая композиция - 2 мг/см².

Эти данные показывают высокие физико-химические характеристики получаемого катализатора с помощью данного аппарата.

Илл. - 1; форм. - 2 п.

Предложение относится к высокомолекулярной химии, в частности, к техническим средствам для получения катализаторов.

В данное время известны методы получения катализаторов и аппараты для их реализации, из которых наиболее представительным является аппарат для получения катализатора, содержащий реакционную камеру, емкость с теплообменной жидкостью, нагревательный элемент, измеритель температуры и контейнеры с исходными компонентами [Вейганд К., 1952, т.2, с.21; RU 74631, 10.07.2008.; журн. Рос. нанотехнологии, 2006, т.1, 1-2, c.172.; RU 2210537, 2003; RU 2327618, B01J 20/32, 2008; RU 77609, 27.10.10.2008.]

Последнее из указанных технических решений является наиболее близким по сущности и достигаемому техническому результату. Обладая определенными преимуществами перед аналогами, в частности, - более высокой удельной катализационной активностью получаемого катализатора, этот аппарат обладает существенными недостатками, заключающимися в низкой производительности по отношению к затратам труда и времени аппаратурного обеспечения процесса получения катализатора; в существенной потере массы при работе в средах с высокой температурой.

Технической задачей и положительным результатом предлагаемой конструкции аппарата для получения катализатора является улучшение физико-химических свойств катализатора по его основным показателям: удельной активной поверхности, снижению потери массы при высоких температурах рабочей среды, высокой плотности каталитической композиции, вольт-амперным характеристикам; т.е. повышением класса катализатора для процессов современной высокомолекулярной химии.

Указанная задача и технический результат достигаются за счет предлагаемой конструкции аппарата для получения катализатора, содержащего реакционную камеру, емкость с теплообменной жидкостью, нагревательный элемент, измеритель температуры и контейнеры с исходными компонентами, при этом аппарат снабжен дополнительной реакционной камерой, камерой-смесителем, соединенной с дополнительной реакционной камерой с фильтром, и с емкостью, заполненной дистиллированной водой, сообщенной с сушильной вакуум-камерой, при этом указанные дополнительные камеры оснащены контейнерами с дополнительными исходными компонентами.

Аппарат характеризуется тем, что в качестве исходных компонентов, заполняющих контейнеры, используют: концентрированные соляную, азотную кислоты; порошкообразную платину; 0.5N HCL; углеродное нановолокно; карбонат натрия; гидразин гидрат; дистиллирова- рованную воду.

На чертеже показана принципиальная технологическая схема описываемого аппарата для получения катализатора.

Аппарат содержит: контейнер 1 с порошкообразным компонентом, шаровую мельницу 2 для получения заданной тонкости порошка, реакционую камеру 3 с наружным теплообменным сосудом 4 для нагреваемой жидкости, нагреватель 5, термоизмеритель 6, контейнеры 7 и 8 с исходными компонентами, смеситель 9 этих компонентов; аппарат включает дополнительную реакционную камеру 10 с контейнерами 11, 12, 13 с исходными компонентами; также включает смеситель 14, имеющий импеллер 15; фильтрующее устройство 16, емкость 17 с дистиллированной водой, сушильную камеру 18 с вакуумированием, и контейнер 19 для полученного катализатора.

Аппарат работает следующим образом. Берут исходные материалы и заполняют ими контейнеры: 1 - порошкообразной платиной, 7 - концентрированной соляной кислотой, 8 - то же азотной кислотой, 11 - углеродными нановолокном, 12 - раствор 0.5 N HCL, 13 - карбонат натрия, 20 - гидразин гидрат, а емкость 17 дистиллированной водой. Порошок платины доводят помолом в мельнице 2 до тонкости муки (3-10 мкм), загружают в реакционную камеру 3, вводят из смесителя 9 смесь кислот (царскую водку) и нагревают до 80°С до растворения платины; композицию подают в дополнительную реакционную камеру 10, добавляют: углеродное нановолокно, карбонат натрия и 0.5 N HCL, смесь нагревают до 50°С, выдерживают около 3,5 часов, подают в смеситель 14, подвергают тщательному перемешиванию и нагреву до 50°С, Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре 16, промывают дистиллированной водой 17 и подают в сушильную камеру 18, где сушат при температуре 30-40°С при вакуумировании камеры. Готовый продукт - катализатор - упаковывают в контейнер 19 до использования (или подают на непосредственное использование в технологическом процессе)

Полученный катализатор имеет следующие физико-химические характеристики: удельная поверхность - около 35.0 м²/г; потеря массы при t=200-300°С в пределах 3-7.5%; каталитическая композиция - 2 мг/см² .

Эти данные показывают высокие физико-химические характеристики получаемого катализатора с помощью данного аппарата. Эти показатели превышают на 15-18% данные аналогов и прототипа.

1. Аппарат для получения катализатора, содержащий реакционную камеру, емкость с теплообменной жидкостью, нагревательный элемент, измеритель температуры и контейнеры с исходными компонентами, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной реакционной камерой, камерой-смесителем, соединенной с дополнительной реакционной камерой с фильтром, и с емкостью, заполненной дистиллированной водой, сообщенной с сушильной вакуум-камерой, при этом указанные дополнительные камеры оснащены контейнерами с дополнительными исходными компонентами.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходных компонентов, заполняющих контейнеры, используют концентрированные соляную, азотную кислоты; порошкообразную платину; 0,5N HCl; углеродное нановолокно; карбонат натрия; гидразин гидрат; дистиллированную воду.