[go: up one dir, main page]

RU2264857C1 - NITRATE-HYDROGENATION Pd CATALYST PREPARATION METHOD - Google Patents

NITRATE-HYDROGENATION Pd CATALYST PREPARATION METHOD Download PDF

Info

Publication number
RU2264857C1
RU2264857C1 RU2004122330/04A RU2004122330A RU2264857C1 RU 2264857 C1 RU2264857 C1 RU 2264857C1 RU 2004122330/04 A RU2004122330/04 A RU 2004122330/04A RU 2004122330 A RU2004122330 A RU 2004122330A RU 2264857 C1 RU2264857 C1 RU 2264857C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
stage
catalyst
hydrogenation
prepared
Prior art date
Application number
RU2004122330/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Э.М. Сульман (RU)
Э.М. Сульман
П.М. Валецкий (RU)
П.М. Валецкий
А.И. Гамза-Заде (RU)
А.И. Гамза-Заде
И.Б. Цветкова (RU)
И.Б. Цветкова
А.В. Гавриленко (RU)
А.В. Гавриленко
В.Г. Матвеева (RU)
В.Г. Матвеева
М.Г. Сульман (RU)
М.Г. Сульман
С.Н. Сидоров (RU)
С.Н. Сидоров
Т.В. Анкудинова (RU)
Т.В. Анкудинова
Original Assignee
Тверской государственный технический университет
Институт элементоорганических соединений РАН им. А.Н. Несмеянова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тверской государственный технический университет, Институт элементоорганических соединений РАН им. А.Н. Несмеянова filed Critical Тверской государственный технический университет
Priority to RU2004122330/04A priority Critical patent/RU2264857C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2264857C1 publication Critical patent/RU2264857C1/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: hydrogenation-dehydrogenation catalysts.
SUBSTANCE: preparation of catalyst comprises depositing active components on γ-alumina carrier at stirring, carrier being preliminarily treated with concentrated NaOH solution. Active components are deposited consecutively in three steps. In the first step, preliminarily prepared chitosan in acetic acid solution with KCl solution is deposited for 60-65 min; in the second step, sodium tetrachloropaladate(II) trihydrate Na2PdCl4·3H2O solution is deposited for 60-65 min; and, in the third step, hydrazine hydrate solution as reducing agent is added for 180-240 min. After each step, resulting suspension is filtered off, washed, and dried at 293-303K for 1-2 h in vacuum. Catalyst can be used in chemical industry and in processing of industrial and household wastes.
EFFECT: enhanced nitrate hydrogenation efficiency.
6 cl, 1 dwg, 6 ex

Description

Изобретение относится к производству катализаторов и может быть использовано в химической промышленности и при решении экологических проблем при переработке промышленных и бытовых отходов.The invention relates to the production of catalysts and can be used in the chemical industry and in solving environmental problems in the processing of industrial and household waste.

Известен способ приготовления катализатора для химических процессов гидрирования кетонов, нитросоединений и аминирования спиртов. Он заключается в том, что получают аммонийные хроматы металлов путем смешивания хромовой кислоты с карбонатами или оксидами меди, никеля или цинка, или их смесью. Смешивают полученную пасту с аммиачной водой. Проводят термическое разложение хроматов. Формуют катализатор и восстанавливают его водородом. При этом аммонийные хроматы металлов смешивают с оксидами или гидроксидами или карбонатами, или хроматами меди и/или никеля, и/или кобальта, и/или металлов II группы периодической системы элементов, и/или алюминия, и/или марганца в присутствии воды или аммиачной воды. Причем соединения меди, никеля, цинка и кобальта вводят в количестве 25-80 моль%, соединения металлов II группы, алюминия и марганца вводят в количестве 0.1-75.0 мол.% (RU, № 2050197, 1995; кл. B 01 J 37/04). A known method of preparing a catalyst for chemical processes of hydrogenation of ketones, nitro compounds and amination of alcohols. It consists in the fact that ammonium metal chromates are obtained by mixing chromic acid with carbonates or oxides of copper, nickel or zinc, or a mixture thereof. The resulting paste is mixed with ammonia water. Thermal decomposition of chromates is carried out. The catalyst is molded and reduced with hydrogen. In this case, ammonium metal chromates are mixed with oxides or hydroxides or carbonates, or chromates of copper and / or nickel, and / or cobalt, and / or metals of group II of the periodic system of elements, and / or aluminum, and / or manganese in the presence of water or ammonia water. Moreover, compounds of copper, nickel, zinc and cobalt are introduced in an amount of 25-80 mol%, compounds of metals of group II, aluminum and manganese are introduced in an amount of 0.1-75.0 mol% (RU, No. 2050197, 1995; class B 01 J 37 / 04).

К недостаткам способа следует отнести невысокий выход целевых продуктов и низкую активность получаемых катализаторов, что вызывает удорожание проведения процессов с использованием этих катализаторов.The disadvantages of the method include a low yield of target products and low activity of the resulting catalysts, which causes a rise in the cost of processes using these catalysts.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения Pd-Cu катализатора для гидрирования нитратов в воде. В качестве носителя был использован активированный уголь, ZrO2, γ-Al2О3. Палладий-медные катализаторы были приготовлены методом начального смачивания и смешения с использованием PdCl2 и Cu(NO3)2. Водный раствор 1.13×10-4 моль×см-3 PdCl2 был добавлен капельно к носителю при комнатной температуре, перемешан и высушен при 373 К в течение 12 часов, затем был добавлен таким же способом водный раствор Cu(NO3)2 (1.66×10-4 моль×см-3). Полученное смоченное и смешанное твердое вещество было высушено при 373 К в течение 12 часов. Содержание Pd и Cu составило 5 масс.% и 0,6-3 масс.% соответственно. Перед процессом гидрирования катализатор предварительно обрабатывали 1 час в потоке Не при 573 К и затем 1 час в потоке Н2 при 573 К или только при 723 К в течение 2 часов в потоке Н2 (Статья: Y.Yoshinaga, T.Akita, I.Mikami, T.Okuhara / J. of Catalysis. - 2002 г. - Vol.207. - P.37-45).The closest in technical essence is a method for producing a Pd-Cu catalyst for the hydrogenation of nitrates in water. Activated carbon, ZrO 2 , γ-Al 2 O 3 was used as a carrier. Palladium-copper catalysts were prepared by initial wetting and mixing using PdCl 2 and Cu (NO 3 ) 2 . An aqueous solution of 1.13 × 10 -4 mol × cm -3 PdCl 2 was added dropwise to the carrier at room temperature, stirred and dried at 373 K for 12 hours, then an aqueous solution of Cu (NO 3 ) 2 (1.66) was added in the same way. × 10 -4 mol × cm -3 ). The resulting wetted and mixed solid was dried at 373 K for 12 hours. The content of Pd and Cu was 5 wt.% And 0.6-3 wt.%, Respectively. Before the hydrogenation process, the catalyst was pre-treated for 1 hour in a stream of He at 573 K and then 1 hour in a stream of H 2 at 573 K or only at 723 K for 2 hours in a stream of H 2 (Article: Y. Yoshinaga, T. Akita, I Mikami, T. Okuhara / J. of Catalysis. - 2002 - Vol.207. - P.37-45).

Недостатками этого способа являются высокое содержание Pd в катализаторе, что ведет к его удорожанию, а также использование высоких температур, что приводит к снижению технологичности и лишним энергозатратам.The disadvantages of this method are the high content of Pd in the catalyst, which leads to its appreciation, as well as the use of high temperatures, which leads to a decrease in manufacturability and unnecessary energy consumption.

Задачей изобретения является повышение технологичности приготовления катализатора с низким содержанием Pd.The objective of the invention is to improve the manufacturability of the preparation of the catalyst with a low content of Pd.

Технический результат изобретения - приготовление активного катализатора, позволяющего проводить гидрирование нитратов с высоким выходом.The technical result of the invention is the preparation of an active catalyst, which allows hydrogenation of nitrates in high yield.

Технический результат достигается тем, что в способе приготовления Pd катализатора для гидрирования нитратов, включающем нанесение активных компонентов при перемешивании на носитель γ-Al2О3, согласно изобретению, носитель γ-Al2O3 предварительно подвергают обработке концентрированным раствором гидроксида натрия NaOH, а активные компоненты наносят последовательно в 3 стадии, при этом на первой стадии наносят предварительно приготовленный в растворе уксусной кислоты с добавлением KCl раствор хитозана в течение 60-65 минут, на второй стадии - раствор кристаллогидрата тетрахлоропаладата (II) натрия Na2PdCl4·3H2O также в течение 60-65 мин, на третьей стадии - раствор восстановителя гидразингидрата N2H4·H2O в течение 180-240 минут, при этом после каждой стадии полученную суспензию отфильтровывают, промывают и сушат при 293-303 К в течение 1-2 часов под вакуумом. При этом предварительную обработку носителя катализатора γ-Al2О3 проводят концентрированным раствором NaOH до рН>12 в соотношении компонентов 10 г γ-Al2О3:100 мл воды:2.5-3 мл NaOH. Раствор хитозана получают путем взаимодействия 0.5 г водного раствора уксусной кислоты с концентрацией [Н+]=0.2 г-ион/л и рН ≤5 с 0,075 г KCl при перемешивании в течение 8-10 часов или раствор хитозана также можно готовить при перемешивании в течение 8-10 часов. На второй стадии используют 1% водный раствор Na2PdCl4·3H2O, а на третьей стадии - раствор N2H4·H2O берут из расчета 0.037 мл на 100 мл воды.The technical result is achieved by the fact that in the method for preparing a Pd catalyst for hydrogenation of nitrates, comprising applying the active components with stirring onto a γ-Al 2 O 3 support, according to the invention, the γ-Al 2 O 3 support is preliminarily treated with a concentrated solution of sodium hydroxide NaOH, and active components are applied sequentially in 3 stages, while in the first stage, a solution of chitosan pre-prepared in a solution of acetic acid with the addition of KCl is applied for 60-65 minutes, in the second stage - a solution of sodium tetrachloropaladate (II) crystalline hydrate Na 2 PdCl 4 · 3H 2 O also for 60-65 minutes, in the third stage - a solution of hydrazine hydrate reductant N 2 H 4 · H 2 O for 180-240 minutes, and after each stage the resulting suspension is filtered off, washed and dried at 293-303 K for 1-2 hours under vacuum. In this case, the pretreatment of the γ-Al 2 O 3 catalyst carrier is carried out with a concentrated NaOH solution to a pH> 12 in a ratio of 10 g of γ-Al 2 O 3 components: 100 ml of water: 2.5-3 ml of NaOH. A chitosan solution is obtained by reacting 0.5 g of an aqueous solution of acetic acid with a concentration of [H + ] = 0.2 g-ion / L and pH ≤5 with 0.075 g of KCl with stirring for 8-10 hours, or a chitosan solution can also be prepared with stirring for 8-10 hours. In the second stage, a 1% aqueous solution of Na 2 PdCl 4 · 3H 2 O is used, and in the third stage, a solution of N 2 H 4 · H 2 O is taken at the rate of 0.037 ml per 100 ml of water.

Использование уксусной кислоты необходимо для создания кислой среды, так как хитозан растворяется в водных растворах только при рН≤5 за 8-10 часов. Сокращение времени растворения не гарантирует завершение процесса, а его увеличение не является технологичным. Получение катализатора в 3 стадии направлено на упрощение технологии проведения процесса и унификацию используемого оборудования. Фильтрация, промывка и сушка катализатора после каждой стадии обеспечивают устранение компонентов, неистраченных при нанесении, и гарантируют качество проведения следующей стадии и применения готового катализатора. Проведение процессов нанесения на 1 и 2 стадии в течение 60-65 минут и 180-240 минут на третьей стадии обеспечивает образование катализатора с активной поверхностью, при уменьшении времени нанесения активность и срок службы катализатора уменьшаются, а при увеличении - не достигается никаких дополнительных эффектов. Применение γ-Al2О3 в качестве носителя обеспечивает долговечность работы катализатора и снижает затраты на изготовление специализированных носителей, а его обработка концентрированным раствором гидроксида натрия NaOH позволяет улучшить качество нанесения. Проведение нанесения заранее приготовленного раствора хитозана с добавлением KCl в описанных количествах гарантирует увеличение числа активных центров катализатора. Использование для приготовления 1% водного раствора кристаллогидрата тетрахлоропаладата(II) натрия Na2PdCl4·3H2O раствора восстановителя гидразингидрата N2H4·H2O 0.037 мл в 100 мл воды позволяет получить катализатор, обеспечивающий успешное проведение процесса гидрирования нитратов с его участием. Фильтрование, промывка и сушка при 293-303 К в течение 1-2 часов под вакуумом гарантируют неразрушение получаемого катализатора. Перегрев катализатора и увеличение времени сушки негативно сказываются на закрепление наносимых веществ на носителе, а уменьшение температуры и сокращение времени сушки не позволяют полностью избавиться от воды и ненанесенных компонентов, что негативно сказывается на следующих стадиях нанесения. Проведение сушки под вакуумом направлено на ускорение процесса. Содержание Pd в катализаторе составляет 0.37% Pd.The use of acetic acid is necessary to create an acidic environment, since chitosan dissolves in aqueous solutions only at pH≤5 in 8-10 hours. Reducing the time of dissolution does not guarantee the completion of the process, and its increase is not technologically advanced. The preparation of the catalyst in 3 stages is aimed at simplifying the process technology and unifying the equipment used. Filtering, washing and drying the catalyst after each stage ensures the elimination of components that were not consumed during application and guarantee the quality of the next stage and the use of the finished catalyst. Carrying out the application processes at stages 1 and 2 for 60-65 minutes and 180-240 minutes at the third stage provides the formation of a catalyst with an active surface, with a decrease in the deposition time, the activity and service life of the catalyst decrease, and with an increase, no additional effects are achieved. The use of γ-Al 2 O 3 as a carrier ensures the longevity of the catalyst and reduces the cost of manufacturing specialized carriers, and its treatment with a concentrated solution of sodium hydroxide NaOH can improve the quality of the application. The application of a pre-prepared solution of chitosan with the addition of KCl in the described amounts guarantees an increase in the number of active sites of the catalyst. Using for the preparation of a 1% aqueous solution of sodium tetrachloropaladate (II) crystallohydrate Na 2 PdCl 4 · 3H 2 O solution of a hydrazine hydrate reducing agent N 2 H 4 · H 2 O 0.037 ml in 100 ml of water allows one to obtain a catalyst ensuring the successful nitrate hydrogenation process from participation. Filtration, washing and drying at 293-303 K for 1-2 hours under vacuum guarantee the non-destruction of the resulting catalyst. Overheating of the catalyst and an increase in the drying time adversely affect the fixation of the applied substances on the carrier, and a decrease in temperature and a reduction in the drying time do not completely eliminate water and non-applied components, which negatively affects the next stages of application. Vacuum drying is aimed at speeding up the process. The Pd content in the catalyst is 0.37% Pd.

Проведение процесса приготовления Pd катализатора для гидрирования нитратов при описанных условиях позволяет вести процесс с высокой активностью и выходом продуктов.The process of preparing a Pd catalyst for hydrogenation of nitrates under the described conditions allows the process to be carried out with high activity and product yield.

Для пояснения способа приготовления Pd катализатора для гидрирования нитратов приведен чертеж, где изображено оборудование, используемое в процессе получения катализатора.To illustrate the method of preparation of a Pd catalyst for hydrogenation of nitrates, a drawing is shown, which shows the equipment used in the process of producing the catalyst.

Процесс приготовления Pd катализатора для гидрирования нитратов осуществляли следующим образом. На первой стадии в емкости 1 готовили водный раствор уксусной кислоты с концентрацией [Н+]=0.2 г-ион/л и рН≤5, в котором растворяли хитозан в емкости 2 при перемешивании в течение 8-10 часов. Полученный раствор хитозана при сильном перемешивании в течение 60-65 минут наносили на предварительно обработанный носитель γ-Al2О3. Для обработки носителя в 100 мл воды добавляли 2.5-3 мл концентрированного раствора NaOH до рН>12 в колбе 3. На второй стадии готовили раствор 0.1 г Na2PdCl4·3H2O в 10 мл воды в емкости 4, который при сильном перемешивании в течение 60-65 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После обеих стадий полученную суспензию отфильтровывали и промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 293-303 К под вакуумом в течение 1-2 часов в шкафу 7 и возвращали в колбу 3. На третьей стадии готовили раствор восстановителя 0.037 мл N2H4·Н2О в 100 мл воды в емкости 5, который при сильном перемешивании в течение 180-240 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После третьей стадии полученный катализатор содержал 0.37% Pd. Его отфильтровывали, промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 293-303 К под вакуумом в течение 1-2 часов в шкафу 7 и использовали в гидрировании нитратов.The process of preparing a Pd catalyst for hydrogenation of nitrates was carried out as follows. At the first stage, an aqueous solution of acetic acid with a concentration of [H + ] = 0.2 g-ion / L and pH≤5 was prepared in a container 1, in which chitosan was dissolved in a container 2 with stirring for 8–10 hours. The resulting solution of chitosan with vigorous stirring for 60-65 minutes was applied to a pre-treated carrier γ-Al 2 About 3 . To process the carrier, 2.5-3 ml of concentrated NaOH solution was added to 100 ml of water to a pH> 12 in flask 3. In the second stage, a solution of 0.1 g of Na 2 PdCl 4 · 3H 2 O in 10 ml of water was prepared in a container 4, which with vigorous stirring for 60-65 minutes was applied to the γ-Al 2 O 3 support in the flask 3. After both stages, the resulting suspension was filtered and washed on a Buchner funnel 6 and dried at 293-303 K in vacuum for 1-2 hours in cabinet 7 and returned to flask 3. In the third stage, a solution of a reducing agent of 0.037 ml of N 2 H 4 · N 2 O in 100 ml of water in a container 5 was prepared, which, with strong By stirring for 180-240 minutes, γ-Al 2 O 3 in the flask 3 was applied onto the support. After the third stage, the obtained catalyst contained 0.37% Pd. It was filtered off, washed on a Buchner funnel 6 and dried at 293-303 K under vacuum for 1-2 hours in a cabinet 7 and used in the hydrogenation of nitrates.

Пример № 1 приготовления катализатораCatalyst Preparation Example 1

Процесс приготовления Pd катализатора для гидрирования нитратов осуществляли следующим образом: на первой стадии в емкости 1 готовили водный раствор уксусной кислоты с концентрацией [Н+]=0.2 г-ион/л и рН≤5, в котором растворяли хитозан в емкости 2 при перемешивании в течение 8 часов. Полученный раствор хитозана при сильном перемешивании в течение 60 минут наносили на носитель γ-Al2О3, который был предварительно обработан в 100 мл воды добавлением 3 мл концентрированного раствора NaOH до рН>12 в колбе 3. На второй стадии готовили раствор 0.1 г Na2PdCl4·3H2O в 10 мл воды в емкости 4, который при сильном перемешивании в течение 60 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После обеих стадий полученную суспензию отфильтровывали и промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 293 К под вакуумом в течение 2 часов в шкафу 7 и возвращали в колбу 3. На третьей стадии готовили раствор восстановителя 0.037 мл N2Н4·Н2О в 100 мл воды в емкости 5, который при сильном перемешивании в течение 180 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После третьей стадии полученный катализатор содержал 0.37% Pd. Его отфильтровывали, промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 293 К под вакуумом в течение 2 часов в шкафу 7.The process of preparing a Pd catalyst for hydrogenation of nitrates was carried out as follows: in the first stage, an aqueous solution of acetic acid with a concentration of [H + ] = 0.2 g-ion / L and pH≤5 was prepared in a container 1, in which chitosan was dissolved in a container 2 with stirring in within 8 hours. The resulting chitosan solution with vigorous stirring for 60 minutes was applied to a γ-Al 2 O 3 support, which was pretreated in 100 ml of water by adding 3 ml of a concentrated NaOH solution to pH> 12 in flask 3. In a second stage, a solution of 0.1 g of Na was prepared 2 PdCl 4 · 3H 2 O in 10 ml of water in a container 4, which, with vigorous stirring, was applied to the γ-Al 2 O 3 support in flask 3 for 60 minutes. After both stages, the resulting suspension was filtered and washed on a Buchner funnel 6 and dried at 293 K under vacuum for 2 hours in cabinet 7 and returned to flask 3 In the third stage, a solution of a reducing agent of 0.037 ml of N 2 H 4 · N 2 O in 100 ml of water in a container 5 was prepared, which, with vigorous stirring, was applied to the γ-Al 2 O 3 support in flask 3 for 180 minutes. After the third stage, the obtained the catalyst contained 0.37% Pd. It was filtered off, washed on a Buchner funnel 6 and dried at 293 K under vacuum for 2 hours in a cabinet 7.

Готовый катализатор Pd-хитозан/γ-Al2О3 использовали в гидрировании нитрат-ионов в водной среде в термостатируемом реакторе при 40°С. Конверсия составила 76.5% за 60 минут.The prepared Pd-chitosan / γ-Al 2 O 3 catalyst was used in the hydrogenation of nitrate ions in an aqueous medium in a thermostatic reactor at 40 ° C. The conversion was 76.5% in 60 minutes.

Пример № 2 приготовления катализатораCatalyst Preparation Example 2

Процесс приготовления Pd катализатора для гидрирования нитратов осуществлялась следующим образом: на первой стадии в емкости 1 готовили водный раствор уксусной кислоты с концентрацией [Н+]=0.2 г-ион/л и рН≤5, в котором растворяли хитозан в емкости 2 при перемешивании в течение 9 часов. Полученный раствор хитозана при сильном перемешивании в течение 60 минут наносили на носитель γ-Al2О3, который был предварительно обработан в 100 мл воды добавлением 2.5 мл концентрированного раствора NaOH до рН>12 в колбе 3. На второй стадии готовили раствор 0.1 г Na2PdCl4·3H2O в 10 мл воды в емкости 4, который при сильном перемешивании в течение 60 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После обеих стадий полученную суспензию отфильтровывали и промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 293 К под вакуумом в течение 1 часа в шкафу 7 и возвращали в колбу 3. На третьей стадии готовили раствор восстановителя 0.037 мл N2H4·H2O в 100 мл воды в емкости 5, который при сильном перемешивании в течение 200 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После третьей стадии полученный катализатор содержал 0.37% Pd. Его отфильтровывали, промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 293 К под вакуумом в течение 1-2 часа в шкафу 7.The process of preparing a Pd catalyst for hydrogenation of nitrates was carried out as follows: in the first stage, an aqueous solution of acetic acid with a concentration of [H + ] = 0.2 g-ion / L and pH≤5 was prepared in a container 1, in which chitosan was dissolved in a container 2 with stirring in within 9 hours. The resulting chitosan solution with vigorous stirring for 60 minutes was applied to a γ-Al 2 O 3 support, which was pretreated in 100 ml of water by adding 2.5 ml of concentrated NaOH solution to pH> 12 in flask 3. In the second stage, a solution of 0.1 g of Na was prepared 2 PdCl 4 · 3H 2 O in 10 ml of water in a container 4, which, with vigorous stirring, was applied to the γ-Al 2 O 3 support in flask 3 for 60 minutes. After both stages, the resulting suspension was filtered and washed on a Buchner funnel 6 and dried at 293 K under vacuum for 1 hour in cabinet 7 and returned to flask 3 In the third stage, a solution of a reducing agent of 0.037 ml of N 2 H 4 · H 2 O in 100 ml of water in a container 5 was prepared, which, with vigorous stirring, was applied to the γ-Al 2 O 3 support in flask 3 for 200 minutes. After the third stage, the obtained the catalyst contained 0.37% Pd. It was filtered off, washed on a Buchner funnel 6 and dried at 293 K under vacuum for 1-2 hours in a cabinet 7.

Готовый катализатор Pd-хитозан/γ-Al2О3 использовали в гидрировании нитрат-ионов в водной среде в термостатируемом реакторе при 40°С. Конверсия составила 65.3% за 60 минут.The prepared Pd-chitosan / γ-Al 2 O 3 catalyst was used in the hydrogenation of nitrate ions in an aqueous medium in a thermostatic reactor at 40 ° C. The conversion was 65.3% in 60 minutes.

Пример № 3 приготовления катализатораCatalyst Preparation Example 3

Процесс приготовления Pd катализатора для гидрирования нитратов осуществляется следующим образом: на первой стадии в емкости 1 готовили водный раствор уксусной кислоты с концентрацией [Н+]=0.2 г-ион/л и рН≤5, в котором растворяли хитозан в емкости 2 при перемешивании в течение 8 часов. Полученный раствор хитозана при сильном перемешивании в течение 65 минут наносили на носитель γ-Al2О3, который был предварительно обработан в 100 мл воды добавлением 2.7 мл концентрированного раствора NaOH до рН>12 в колбе 3. На второй стадии готовили раствор 0.1 г Na2PdCl4·3H2O в 10 мл воды в емкости 4, который при сильном перемешивании в течение 65 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После обеих стадий полученную суспензию отфильтровывали и промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 298 К под вакуумом в течение 1 часа в шкафу 7 и возвращали в колбу 3. На третьей стадии готовили раствор восстановителя 0.037 мл N2H4·H2O в 100 мл воды в емкости 5, который при сильном перемешивании в течение 240 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После третьей стадии полученный катализатор содержал 0.37% Pd. Его отфильтровывали, промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 298 К под вакуумом в течение 1 часа в шкафу 7.The process of preparing a Pd catalyst for hydrogenation of nitrates is carried out as follows: in the first stage, an aqueous solution of acetic acid with a concentration of [H + ] = 0.2 g-ion / L and pH≤5 was prepared in a container 1, in which chitosan was dissolved in a container 2 with stirring in within 8 hours. The resulting chitosan solution with vigorous stirring for 65 minutes was applied to a γ-Al 2 O 3 support, which was pretreated in 100 ml of water by adding 2.7 ml of concentrated NaOH solution to pH> 12 in flask 3. In a second stage, a solution of 0.1 g of Na was prepared 2 PdCl 4 · 3H 2 O in 10 ml of water in a container 4, which, with vigorous stirring, was applied to the γ-Al 2 O 3 support in flask 3 for 65 minutes. After both stages, the resulting suspension was filtered and washed on a Buchner funnel 6 and dried at 298 K under vacuum for 1 hour in cabinet 7 and returned to flask 3 In the third stage, a solution of a reducing agent of 0.037 ml of N 2 H 4 · H 2 O in 100 ml of water in a container 5 was prepared, which, with vigorous stirring, was applied to the γ-Al 2 O 3 support in flask 3 for 240 minutes. After the third stage, the obtained the catalyst contained 0.37% Pd. It was filtered off, washed on a Buchner funnel 6 and dried at 298 K under vacuum for 1 hour in a cabinet 7.

Готовый катализатор Pd-хитозан/γ-Al2О3 использовали в гидрировании нитрат-ионов в водной среде в термостатируемом реакторе при 40°С. Конверсия составила 67.3% за 60 минут.The prepared Pd-chitosan / γ-Al 2 O 3 catalyst was used in the hydrogenation of nitrate ions in an aqueous medium in a thermostatic reactor at 40 ° C. The conversion was 67.3% in 60 minutes.

Пример № 4 приготовления катализатораCatalyst Preparation Example 4

Процесс приготовления Pd катализатора для гидрирования нитратов осуществляется следующим образом: на первой стадии в емкости 1 готовили водный раствор уксусной кислоты с концентрацией [H+]=0.2 г-ион/л и рН≤5, в котором растворяли хитозан в емкости 2 при перемешивании в течение 10 часов. Полученный раствор хитозана при сильном перемешивании в течение 62 минут наносили на γ-Al2О3, который был предварительно обработан в 100 мл воды добавлением 3 мл концентрированного раствора NaOH до рН>12 в колбе 3. На второй стадии готовили раствор 0.1 г Na2PdCl4·3H2O в 10 мл воды в емкости 4, который при сильном перемешивании в течение 62 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После обеих стадий полученную суспензию отфильтровывали, промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 303 К под вакуумом в течение 1.5 часов в шкафу 7 и возвращали в колбу 3. На третьей стадии готовили раствор восстановителя 0.037 мл N2Н4·Н2О в 100 мл воды в емкости 5, который при сильном перемешивании в течение 240 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После третьей стадии полученный катализатор содержал 0.37% Pd. Его отфильтровывали, промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 303 К под вакуумом в течение 1 часа в шкафу 7.The process of preparing a Pd catalyst for hydrogenation of nitrates is carried out as follows: in the first stage, an aqueous solution of acetic acid with a concentration of [H + ] = 0.2 g-ion / L and pH≤5 was prepared in a container 1, in which chitosan was dissolved in a container 2 with stirring in within 10 hours. The resulting chitosan solution with vigorous stirring was applied to γ-Al 2 O 3 for 62 minutes, which was previously treated in 100 ml of water by adding 3 ml of concentrated NaOH solution to pH> 12 in flask 3. In the second stage, a solution of 0.1 g of Na 2 was prepared PdCl 4 · 3H 2 O in 10 ml of water in a container 4, which, with vigorous stirring, was applied to the γ-Al 2 O 3 support in flask 3 for 62 minutes. After both stages, the resulting suspension was filtered off, washed on a Buchner funnel 6 and dried at 303 K under vacuum for 1.5 hours in cabinet 7 and returned to flask 3. One third She prepared a solution of a reducing agent 0.037 ml N 2 H 4 · N 2 O in 100 ml of water in a container 5, which, with vigorous stirring, was applied to a γ-Al 2 O 3 support in a flask 3 for 240 minutes. After the third stage, the obtained catalyst contained 0.37% Pd. It was filtered off, washed on a Buchner funnel 6 and dried at 303 K under vacuum for 1 hour in a cabinet 7.

Готовый катализатор Pd-хитозан/γ-Al2О3 использовали в гидрировании нитрат-ионов в водной среде в термостатируемом реакторе при 40°С. Конверсия составила 73.7% за 60 минут.The prepared Pd-chitosan / γ-Al 2 O 3 catalyst was used in the hydrogenation of nitrate ions in an aqueous medium in a thermostatic reactor at 40 ° C. The conversion was 73.7% in 60 minutes.

Пример № 5 приготовления катализатораCatalyst Preparation Example 5

Процесс приготовления Pd катализатора для гидрирования нитратов осуществляется следующим образом: на первой стадии в емкости 1 готовили водный раствор уксусной кислоты с концентрацией [Н+]=0.2 г-ион/л и рН≤5, в котором растворяли хитозан в емкости 2 при перемешивании в течение 10 часов. Полученный раствор хитозана при сильном перемешивании в течение 60 минут наносили на γ-Al2О3, который был предварительно обработан в 100 мл воды добавлением 2.5 мл концентрированного раствора NaOH до рН>12 в колбе 3. На второй стадии готовили раствор 0.1 г Na2PdCl4·3H2O в 10 мл воды в емкости 4, который при сильном перемешивании в течение 65 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После обеих стадий полученную суспензию отфильтровывали, промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 298 К под вакуумом в течение 1 часа в шкафу 7 и возвращали в колбу 3. На третьей стадии готовили раствор восстановителя 0.037 мл N2H4·H2O в 100 мл воды в емкости 5, который при сильном перемешивании в течение 220 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После третьей стадии полученный катализатор содержал 0.37% Pd. Его отфильтровывали, промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 298 К под вакуумом в течение 1 часа в шкафу 7.The process of preparing a Pd catalyst for hydrogenation of nitrates is carried out as follows: in the first stage, an aqueous solution of acetic acid with a concentration of [H + ] = 0.2 g-ion / L and pH≤5 was prepared in a container 1, in which chitosan was dissolved in a container 2 with stirring in within 10 hours. The resulting chitosan solution with vigorous stirring was applied to γ-Al 2 O 3 for 60 minutes, which was pretreated in 100 ml of water by adding 2.5 ml of concentrated NaOH solution to pH> 12 in flask 3. In the second stage, a solution of 0.1 g of Na 2 was prepared PdCl 4 · 3H 2 O in 10 ml of water in a container 4, which, with vigorous stirring, was applied to the γ-Al 2 O 3 support in flask 3 for 65 minutes. After both stages, the resulting suspension was filtered off, washed on a Buchner funnel 6 and dried at 298 K under vacuum for 1 hour in cabinet 7 and returned to flask 3. On the third of the first stage, a solution of a reducing agent of 0.037 ml of N 2 H 4 · H 2 O in 100 ml of water in a container 5 was prepared, which, with vigorous stirring, was applied to the γ-Al 2 O 3 support in flask 3 for 220 minutes. After the third stage, the obtained catalyst contained 0.37% Pd. It was filtered off, washed on a Buchner funnel 6 and dried at 298 K under vacuum for 1 hour in a cabinet 7.

Готовый катализатор Pd-хитозан/γ-Al2О3 использовали в гидрировании нитрат-ионов в водной среде в термостатируемом реакторе при 40°С. Конверсия составила 71.9% за 60 минут.The prepared Pd-chitosan / γ-Al 2 O 3 catalyst was used in the hydrogenation of nitrate ions in an aqueous medium in a thermostatic reactor at 40 ° C. The conversion was 71.9% in 60 minutes.

Пример № 6 приготовления катализатораCatalyst Preparation Example 6

Процесс приготовления Pd катализатора для гидрирования нитратов осуществляется следующим образом: на первой стадии в емкости 1 готовили водный раствор уксусной кислоты с концентрацией [Н+]=0.2 г-ион/л и рН≤5, в котором растворяли хитозан в емкости 2 при перемешивании в течение 10 часов. Полученный раствор хитозана при сильном перемешивании в течение 60 минут наносили на носитель γ-Al2О3, который был предварительно обработан в 100 мл воды добавлением 2.5 мл концентрированного раствора NaOH до рН>12 в колбе 3. На второй стадии готовили раствор 0.1 г Na2PdCl4·3H2O в 10 мл воды в емкости 4, который при сильном перемешивании в течение 65 минут наносили на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После обеих стадий полученную суспензию отфильтровывали, промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 303 К под вакуумом в течение 2 часов в шкафу 7 и возвращали в колбу 3. На третьей стадии готовили раствор восстановителя 0.037 мл N2H4·H2O в 100 мл воды в емкости 5, который при сильном перемешивании в течение 230 минут наносят на носитель γ-Al2О3 в колбе 3. После третьей стадии полученный катализатор содержал 0.37% Pd. Его отфильтровывали, промывали на воронке Бюхнера 6 и сушили при 303 К под вакуумом в течение 2 часов в шкафу 7. Готовый катализатор Pd-хитозан/γ-Al2О3 использовали в гидрировании нитрат-ионов в водной среде в термостатируемом реакторе при 40°С. Конверсия составила 68.8% за 60 минут.The process of preparing a Pd catalyst for hydrogenation of nitrates is carried out as follows: in the first stage, an aqueous solution of acetic acid with a concentration of [H + ] = 0.2 g-ion / L and pH≤5 was prepared in a container 1, in which chitosan was dissolved in a container 2 with stirring in within 10 hours. The resulting chitosan solution with vigorous stirring for 60 minutes was applied to a γ-Al 2 O 3 support, which was pretreated in 100 ml of water by adding 2.5 ml of concentrated NaOH solution to pH> 12 in flask 3. In the second stage, a solution of 0.1 g of Na was prepared 2 PdCl 4 · 3H 2 O in 10 ml of water in a container 4, which, with vigorous stirring, was applied to the γ-Al 2 O 3 support in flask 3 for 65 minutes. After both stages, the resulting suspension was filtered off, washed on a Buchner funnel 6 and dried at 303 K under vacuum for 2 hours in cabinet 7 and returned to flask 3 In the third stage, a solution of a reducing agent of 0.037 ml of N 2 H 4 · H 2 O in 100 ml of water in a container 5 was prepared, which, with vigorous stirring, was applied to the γ-Al 2 O 3 support in flask 3 for 230 minutes. After the third stage, the obtained the catalyst contained 0.37% Pd. It was filtered off, washed on a Buchner funnel 6 and dried at 303 K under vacuum for 2 hours in a cabinet 7. The prepared Pd-chitosan / γ-Al 2 O 3 catalyst was used in the hydrogenation of nitrate ions in an aqueous medium in a thermostatic reactor at 40 ° C FROM. The conversion was 68.8% in 60 minutes.

Предлагаемый способ можно широко применять для синтеза катализаторов, пригодных для процессов тонкого органического синтеза, неорганического синтеза и переработки нитратных загрязнений.The proposed method can be widely used for the synthesis of catalysts suitable for processes of fine organic synthesis, inorganic synthesis and processing of nitrate contaminants.

Claims (6)

1. Способ приготовления Pd катализатора для гидрирования нитратов, включающий нанесение активных компонентов при перемешивании на носитель γ-Al2О3, отличающийся тем, что γ-Al2О3 предварительно подвергают обработке концентрированным раствором гидроксида натрия NaOH, а активные компоненты наносят последовательно в 3 стадии, при этом на первой стадии наносят предварительно приготовленный в растворе уксусной кислоты с добавлением KCl раствор хитозана в течение 60-65 мин, на второй стадии - раствор кристаллогидрата тетрахлоропаладата(II) натрия Na2PdCl4·3H2O также в течение 60-65 мин, на третьей стадии - раствор восстановителя гидразингидрата N2H4·H2O в течение 180-240 мин, при этом после каждой стадии полученную суспензию отфильтровывают, промывают и сушат при 293-303 К в течение 1-2 ч под вакуумом.1. A method of preparing a Pd catalyst for hydrogenation of nitrates, comprising applying the active components with stirring to a γ-Al 2 O 3 support, characterized in that γ-Al 2 O 3 is pre-treated with a concentrated solution of sodium hydroxide NaOH, and the active components are applied sequentially to 3 stages, while in the first stage, a solution of chitosan pre-prepared in a solution of acetic acid with the addition of KCl is applied for 60-65 minutes, and in the second stage, a solution of sodium tetrachloropaladate (II) crystalline hydrate Na 2 PdCl 4 · 3H 2 O also for 60-65 min, in the third stage - a solution of a reducing agent of hydrazine hydrate N 2 H 4 · H 2 O for 180-240 min, while after each stage the resulting suspension is filtered off, washed and dried at 293 -303 K for 1-2 hours under vacuum. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительную обработку γ-Al2О3 концентрированным раствором NaOH проводят до рН>12 в соотношении компонентов 10 г γ-Al2O3: 100 мл воды: 2,5-3 мл NaOH.2. The method according to claim 1, characterized in that the preliminary treatment of γ-Al 2 O 3 with concentrated NaOH solution is carried out to pH> 12 in a ratio of 10 g of γ-Al 2 O 3 : 100 ml of water: 2.5-3 ml NaOH. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор хитозана получают путем взаимодействия 0,5 г водного раствора уксусной кислоты с концентрацией [Н+]=0,2 г-ион/л и рН≤5 с 0,075 г KCl при перемешивании в течение 8-10 ч.3. The method according to claim 1, characterized in that the chitosan solution is obtained by reacting 0.5 g of an aqueous solution of acetic acid with a concentration of [H + ] = 0.2 g-ion / l and pH≤5 with 0.075 g of KCl with stirring within 8-10 hours 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор хитозана готовят при перемешивании в течение 8-10 ч.4. The method according to claim 1, characterized in that the chitosan solution is prepared with stirring for 8-10 hours 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на второй стадии используют 1%-ный водный раствор Na2PdCl4·3H2O.5. The method according to claim 1, characterized in that in the second stage using a 1% aqueous solution of Na 2 PdCl 4 · 3H 2 O. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на третьей стадии раствор N2H4·H2O берут из расчета 0,037 мл на 100 мл воды.6. The method according to claim 1, characterized in that in the third stage, a solution of N 2 H 4 · H 2 O is taken at the rate of 0.037 ml per 100 ml of water.
RU2004122330/04A 2004-07-20 2004-07-20 NITRATE-HYDROGENATION Pd CATALYST PREPARATION METHOD RU2264857C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122330/04A RU2264857C1 (en) 2004-07-20 2004-07-20 NITRATE-HYDROGENATION Pd CATALYST PREPARATION METHOD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122330/04A RU2264857C1 (en) 2004-07-20 2004-07-20 NITRATE-HYDROGENATION Pd CATALYST PREPARATION METHOD

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2264857C1 true RU2264857C1 (en) 2005-11-27

Family

ID=35867638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004122330/04A RU2264857C1 (en) 2004-07-20 2004-07-20 NITRATE-HYDROGENATION Pd CATALYST PREPARATION METHOD

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2264857C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102019204A (en) * 2010-11-19 2011-04-20 绍兴文理学院 Chitosan-based porous microsphere load palladium catalyst, preparation method and application thereof
CN115000424A (en) * 2022-06-20 2022-09-02 福州大学 A kind of Pd hydride catalyst for direct alcohol fuel cell and preparation method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Yusuke Yoshinaga et. al., Hydrogenation of Nitrate in Water to Nitrogen over Pd-Cu Supported on Active Carbon, Journal of Catalysis, vol.207, p.37-45. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102019204A (en) * 2010-11-19 2011-04-20 绍兴文理学院 Chitosan-based porous microsphere load palladium catalyst, preparation method and application thereof
CN102019204B (en) * 2010-11-19 2012-07-25 绍兴文理学院 Chitosan-based porous microsphere load palladium catalyst, preparation method and application thereof
CN115000424A (en) * 2022-06-20 2022-09-02 福州大学 A kind of Pd hydride catalyst for direct alcohol fuel cell and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7857981B2 (en) Bimetallic catalyst for the treatment of water containing nitrates
CN109529820B (en) Preparation method of catalyst for preparing benzotriazole ultraviolet absorber by catalytic hydrogenation
JP2011510806A (en) Method for recovering noble metals from used and / or voided catalyst supports
CN106582634A (en) Highly active ruthenium-carbon catalyst modified by transition metal atoms and preparation method thereof
CN101716503B (en) A kind of visible light catalyst BiNbO4, its preparation method and application
RU2264857C1 (en) NITRATE-HYDROGENATION Pd CATALYST PREPARATION METHOD
CN109794285B (en) Catalyst for preparing glycolic acid by carbonylation of formaldehyde and preparation method and application thereof
CN109529912B (en) Composite nanostructured copper catalyst for furfural hydrogenation to furfuryl alcohol and preparation method thereof
SU1657048A3 (en) Method for obtaining catalyst for removal of nitrogen oxides, carbon monoxide and/or residual hydrocarbon
CN1331839C (en) Hydrogenation of methylenedianiline
CN1296358C (en) Method for composing ethoxy quinoline
CN113426446A (en) Heterogeneous Fenton catalyst with alumina as carrier and preparation method and application thereof
CN1256970A (en) Processf or preparing copper-containing catalyst
CN114177906A (en) A kind of efficient and stable photocatalytic denitrification material and preparation method thereof
SK29898A3 (en) Catalyst mixture based on amorphous partially dehydrated zirconnium hydroxide and process for its manufacture and use thereof
CN112142223B (en) Method for removing nitrate nitrogen in domestic sewage based on rare earth catalyst
RU2787818C1 (en) Method for producing an oxide catalyst for dehydrating organic substances
CN102527393A (en) Modification method for raney nickel catalyst for p-chloronitrobenzene hydrogenation
KR101534763B1 (en) The nanosized titania supported palladium-copper of catalysts for the reduction of nitrate water and method thereof
RU2307709C1 (en) Method of production of the platinum catalyst used for purification of the exhaust gases of the internal combustion engines
RU2101083C1 (en) Method of preparing catalyst for dehydrogenating cyclohexanol into cyclohexanone
CN102675161B (en) Method for preparing DSD acid
Melián-Cabrera et al. Ion exchanged Fe-FER through H 2 O 2-assisted decomplexation of organic salts
CN102652920B (en) Improve the active method with applying mechanically number of times of platinum C catalyst for the synthesis of azithromycin
JPH04292422A (en) Production of rhodium nitrate solution

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080721