RU2420455C1 - Method of producing mesoporous amorphous composite elementosilicates - Google Patents
Method of producing mesoporous amorphous composite elementosilicates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2420455C1 RU2420455C1 RU2009139708/05A RU2009139708A RU2420455C1 RU 2420455 C1 RU2420455 C1 RU 2420455C1 RU 2009139708/05 A RU2009139708/05 A RU 2009139708/05A RU 2009139708 A RU2009139708 A RU 2009139708A RU 2420455 C1 RU2420455 C1 RU 2420455C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elementosilicates
- hours
- metals
- xerogel
- amorphous composite
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области синтеза мезопористых материалов, а именно к способу получения мезопористых аморфных смешанных элементосиликатов.The invention relates to the field of synthesis of mesoporous materials, and in particular to a method for producing mesoporous amorphous mixed elementosilicates.
Элементосиликаты, в частности титаносиликаты, известны как активные катализаторы большого числа реакций: алкилирования бензола этиленом, гидрокрекинга, изомеризации парафинов и нафтенов, полимеризации олефинов, окисления углеводородов (например, бензола и фенола) и др. [Пат. РФ 2076775, 1997; Пат. США 5935895, 1999].Elementosilicates, in particular titanosilicates, are known as active catalysts for a large number of reactions: alkylation of benzene with ethylene, hydrocracking, isomerization of paraffins and naphthenes, polymerization of olefins, oxidation of hydrocarbons (eg, benzene and phenol), etc. [Pat. RF 2076775, 1997; Pat. USA 5935895, 1999].
Ускоренное развитие исследований по синтезу и применению каталитически активных элементосиликатов произошло после реализации в 1986 г. компанией Enichem в Италии промышленного процесса окисления фенола пероксидом водорода в присутствии микропористого титаносиликатного катализатора TS-1 [Pat. US 4410501, С01В 33/20, 1983; RU 2076775].Accelerated development of studies on the synthesis and use of catalytically active elemental silicates occurred after the implementation in 1986 by Enichem in Italy of an industrial process for the oxidation of phenol with hydrogen peroxide in the presence of the TS-1 microporous titanosilicate catalyst [Pat. US 4410501, C01B 33/20, 1983; RU 2076775].
Согласно патенту катализатор состава xTi·(1-x)SiO2, где х=0,0005-0,04, получают путем гидротермальной обработки в автоклаве шихты, содержащей источник оксида кремния, оксиды титана, азотированное органическое основание и воду, отделения кристаллов от маточного раствора, их промывки, сушки и прокалки.According to the patent, a catalyst of the composition xTi · (1-x) SiO 2 , where x = 0.0005-0.04, is obtained by hydrothermal autoclaving of a mixture containing a source of silicon oxide, titanium oxides, nitrided organic base and water, separating crystals from stock solution, washing, drying and calcining them.
В качестве темплата R4NOH (азотированное органическое основание) при соотношении R4N+/SiO2 0.1:2.0 обычно используют тетраэтиламмония гидроксид. В качестве источника оксида кремния используют тетраэтилортосиликат, а в качестве источника оксида титана используют тетраэтилортотитанат, Ti(OC2H5)4. Согласно патенту гидротермальную обработку проводят при 130-200°С в автоклаве под давлением в течение 6-30 дней, а прокалку в течение 1-72 часов при 550°С.As a template, R 4 NOH (nitrated organic base) with a ratio of R 4 N + / SiO 2 0.1: 2.0, tetraethylammonium hydroxide is usually used. Tetraethylorthosilicate is used as a source of silicon oxide, and tetraethylorthotitanate, Ti (OC 2 H 5 ) 4 is used as a source of titanium oxide. According to the patent, hydrothermal treatment is carried out at 130-200 ° C in an autoclave under pressure for 6-30 days, and calcining for 1-72 hours at 550 ° C.
Несмотря на расход дорогостоящих реагентов, особенно темплата, и необходимость многодневной гидротермальной обработки шихты в автоклаве катализатор TS-1 остается лучшим катализатором окисления органических соединений пероксидом водорода.Despite the consumption of expensive reagents, especially the template, and the need for a multi-day hydrothermal charge treatment in an autoclave, the TS-1 catalyst remains the best catalyst for the oxidation of organic compounds with hydrogen peroxide.
Главным недостатком микропористых катализаторов типа TS-1 является малый размер пор, что делает невозможным их использование в реакциях, включающих превращение крупных молекул.The main disadvantage of microporous catalysts of the TS-1 type is the small pore size, which makes them impossible to use in reactions involving the conversion of large molecules.
В последнее десятилетие в мире стремительно выросло число работ по синтезу, исследованию и применению новых материалов - мезопористых силикатов, содержащих ионы различных переходных металлов.In the last decade, the number of works on the synthesis, research, and application of new materials — mesoporous silicates containing ions of various transition metals — has grown rapidly.
Существуют два принципиально различных типа мезопористых металлоси-ликатных материалов: упорядоченные и неупорядоченные. К первому типу относятся различные мезоструктурированные материалы (МММ, МСМ-41, МСМ-48 и др.), которые часто называют мезопористыми молекулярными ситами, ко второму - аморфные смешанные оксиды.There are two fundamentally different types of mesoporous metallosilicate materials: ordered and disordered. The first type includes various mesostructured materials (MMM, MSM-41, MSM-48, etc.), which are often called mesoporous molecular sieves, and the second type includes amorphous mixed oxides.
Последние структурно представляют собой длинные цепочки, состоящие из первичных частиц (глобул) кремнезема, которые имеют небольшое число точек соприкосновения. Смешанные оксиды получают методом золь-гель-технологии, включающей пять основных этапов:The latter are structurally long chains consisting of primary particles (globules) of silica, which have a small number of points of contact. Mixed oxides are obtained by the sol-gel method, which includes five main steps:
1) кислотный или щелочной гидролиз алкоксидов кремния и переходного металла;1) acid or alkaline hydrolysis of silicon alkoxides and a transition metal;
2) поликонденсация алкоксидов и рост частиц золя;2) polycondensation of alkoxides and the growth of sol particles;
3) агрегация золя в сетку алкогеля;3) aggregation of sols into the alcohol net;
4) старение геля;4) aging of the gel;
5) сушка и прокаливание.5) drying and calcination.
По данной технологии осуществлен синтез смешанных кремний-титанооксидных катализаторов, эффективных в процессах эпоксидирования олефинов, описанный в патенте US 5935895. Гидролиз алкоксида кремния и титаналкоксихелатного комплекса, диспергированного в спирте ROH (где R=С1-С4), осуществляют в кислой среде. Полученный после поликонденсации гидроксидов золь перемешивают в атмосфере сухого инертного газа. Осушку геля проводят в сверхкритических условиях в жидком СO2. В зависимости от условий сушки аморфные смешанные оксиды получают в виде аэрогелей (средний размер пор больше 100 Å, удельная поверхность >1000 м2/г) или в виде ксерогелей (средний размер пор 5-20 Å, удельная поверхность 300-700 м2/г). Аэрогели образуются при сушке алкогелей в условиях постоянного увеличения температуры и давления растворителя (спирта или диоксида углерода) до сверхкритических значений. Ксерогели получают путем обычной термической сушки.According to this technology, the synthesis of mixed silicon-titan-catalysts effective in olefin epoxidation processes described in patent US 5935895. The hydrolysis of silicon alkoxide and titanalkoksihelatnogo complex, dispersed in an alcohol ROH (wherein R = C 1 -C 4), is carried out in an acidic medium. The sol obtained after the polycondensation of hydroxides is stirred in an atmosphere of dry inert gas. The gel is dried under supercritical conditions in liquid CO 2 . Depending on the drying conditions, amorphous mixed oxides are obtained as aerogels (average pore size greater than 100 Å, specific surface area> 1000 m 2 / g) or as xerogels (average pore size 5-20 Å, specific surface area 300-700 m 2 / d). Aerogels are formed during the drying of alcohol under conditions of a constant increase in the temperature and pressure of the solvent (alcohol or carbon dioxide) to supercritical values. Xerogels are obtained by conventional thermal drying.
Усовершенствование способа получения смешанных титаносиликатных оксидов приведено в патенте РФ №2196764 (2003 г.).An improvement of the method for producing mixed titanosilicate oxides is given in RF patent No. 2196764 (2003).
Катализатор готовят следующим образом. Проводят кислотный гидролиз тетраэтоксиортосиликата (TEOS) в течение 3 часов при 50°С. Затем к раствору гидролизованного TEOS добавляют титан в виде растворенного в этаноле алкоксид-хелатного комплекса, который образуется из алкоксида титана общей формулы Ti(OR)4, где R=C1-C4 алкил, и ацетилацетона, и нагревают 2 часа при 50°С. Далее добавляют раствор этилсиликата-40 в этаноле и проводят конденсацию полученных продуктов - гидроксидов кремния, титана и низкомолекулярного полисиликатного гидроксида в нейтральных или щелочных условиях в присутствии основного катализатора (гидроксид аммония или гидроксид тетраметиламмония). После гелеобразования алкогель оставляют в закрытом стакане, где процесс старения идет в течение 7 дней при комнатной температуре. Сушку геля проводят либо в потоке сверхкритического СО2 при температуре 50-70°С и давлении 120-180 бар с образованием титаносиликатного аэрогеля, либо на воздухе при температуре от 30 до 85°С и давлении от атмосферного до 0,05 бар с образованием мезопористого титаносиликатного ксерогеля. Перед использованием катализатор прокаливают при температуре от 100 до 600°С.The catalyst is prepared as follows. The acid hydrolysis of tetraethoxyorthosilicate (TEOS) is carried out for 3 hours at 50 ° C. Then, titanium is added to the hydrolyzed TEOS solution in the form of an alkoxide chelate complex dissolved in ethanol, which is formed from titanium alkoxide of the general formula Ti (OR) 4 , where R = C 1 -C 4 alkyl, and acetylacetone, and heated for 2 hours at 50 ° FROM. Then a solution of ethyl silicate-40 in ethanol is added and the products obtained are condensed - silicon, titanium and low molecular weight polysilicate hydroxides under neutral or alkaline conditions in the presence of a basic catalyst (ammonium hydroxide or tetramethylammonium hydroxide). After gelation, the alcohol is left in a closed glass, where the aging process takes 7 days at room temperature. The gel is dried either in a stream of supercritical CO 2 at a temperature of 50-70 ° C and a pressure of 120-180 bar to form a titanosilicate airgel, or in air at a temperature of 30 to 85 ° C and pressure from atmospheric to 0.05 bar with the formation of mesoporous titanosilicate xerogel. Before use, the catalyst is calcined at a temperature of from 100 to 600 ° C.
Недостатками данных способов приготовления аморфных смешанных оксидных элементосиликатов является сложность технологии, использование дорогих реагентов и оборудования, возможность использования только алкоксидов ограниченного круга металлов.The disadvantages of these methods of preparation of amorphous mixed oxide elementosilicates is the complexity of the technology, the use of expensive reagents and equipment, the ability to use only alkoxides of a limited range of metals.
Задачами настоящего изобретения являются: 1) разработка способа получения мезопористых аморфных смешанных элементосиликатов с возможностью вовлечения в состав практически любого металла Периодической системы элементов либо одновременно нескольких металлов; 2) существенное упрощение способа и снижение затрат на приготовление катализаторов.The objectives of the present invention are: 1) to develop a method for producing mesoporous amorphous mixed elementosilicates with the possibility of involving in the composition of almost any metal of the Periodic system of elements or simultaneously several metals; 2) a significant simplification of the method and lower costs for the preparation of catalysts.
Решение поставленных задач достигается тем, что способ получения мезопористых аморфных смешанных элементосиликатов осуществляют путем обработки смеси растворов солей одного или нескольких металлов и этилсиликата-40 водным раствором аммиака, последующей сушки образовавшейся пасты на воздухе при атмосферном давлении при 100-150°С в течение 4-6 часов. Полученный ксерогель затем нагревают со скоростью 2-5°С в минуту до 500-650°С, прокаливают при этой температуре 4-6 часов и измельчают.The solution of these problems is achieved by the fact that the method of producing mesoporous amorphous mixed elementosilicates is carried out by processing a mixture of solutions of salts of one or more metals and ethyl silicate-40 with an aqueous solution of ammonia, followed by drying the resulting paste in air at atmospheric pressure at 100-150 ° C for 4- 6 o'clock. The resulting xerogel is then heated at a speed of 2-5 ° C per minute to 500-650 ° C, calcined at this temperature for 4-6 hours and ground.
В качестве солей используются растворимые в этаноле или других органических растворителях хлориды, нитраты, ацетаты Al, Ti, Fe, Zr, Sn, Ca, Cu, Mn, Cr и других металлов.Chlorides, nitrates, acetates Al, Ti, Fe, Zr, Sn, Ca, Cu, Mn, Cr and other metals soluble in ethanol or other organic solvents are used as salts.
Атомное соотношение кремний : металл в исходной смеси изменяли от 100:1 до 2:1.The atomic ratio of silicon: metal in the initial mixture was changed from 100: 1 to 2: 1.
Расход аммиака для получения ксерогеля составлял 1,0±0,1 эквивалента на эквивалент соли +30 ммоль на 100 г этилсиликата-40.The ammonia consumption for producing xerogel was 1.0 ± 0.1 equivalent per salt equivalent +30 mmol per 100 g of ethyl silicate-40.
Использование предлагаемого способа позволяет:Using the proposed method allows you to:
1) значительно ускорить получение мезопористых аморфных смешанных элементосиликатов за счет более быстрого протекания при обработке исходной смеси аммиачной водой процессов гидролиза, поликонденсации, золе - и гелеобразования;1) significantly accelerate the production of mesoporous amorphous mixed elementosilicates due to faster hydrolysis, polycondensation, sol - and gel formation during the processing of the initial mixture with ammonia water;
2) снизить затраты на приготовление катализаторов за счет использования более дешевого, чем тетраэтилортосиликат, этилсиликата-40 и за счет отказа от использования дорогостоящих темплатов и их утилизации;2) reduce the cost of preparing catalysts through the use of cheaper than tetraethylorthosilicate, ethyl silicate-40 and due to the rejection of the use of expensive templates and their disposal;
3) использовать относительно дешевые соли большинства металлов Периодической системы элементов вместо ограниченного круга дорогих, малодоступных, часто нестабильных алкоксидов (алкоголятов) металлов;3) use the relatively cheap salts of most metals of the Periodic system of elements instead of a limited range of expensive, inaccessible, often unstable alkoxides (alcoholates) of metals;
4) получить активные силикатные катализаторы с одним или несколькими равномерно распределенными в силикатной матрице металлами из широкого круга элементов.4) to obtain active silicate catalysts with one or more metals uniformly distributed in the silicate matrix from a wide range of elements.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
ПРИМЕР 1. В 30 мл этилового спирта при перемешивании постепенно загружают 2,67 г (0,02 М) хлористого алюминия, АlСl3, и после растворения приливают 60 г этилсиликата-40 (0,40 М SiO2). Полученную смесь перемешивают при 35-50°С в течение 10-15 минут до образования прозрачного раствора. В полученный раствор при перемешивании приливают 30 мл аммиачной воды, содержащей 70 ммоль аммиака, образовавшийся гель сушат в сушильном шкафу в течение 4 часов при 150°С. Высушенный ксерогель измельчают и, поднимая температуру по 2,5°С/мин, прокаливают при температуре 550°С в течение 4 часов. При этом вода, хлористый аммоний и остатки спирта улетучиваются. Получают 25 г алюмосиликатного катализатора с атомным соотношением 100 Si:5 Al, свойства которого представлены в таблице 1.EXAMPLE 1. 2.67 g (0.02 M) of aluminum chloride, AlCl 3 are gradually loaded into 30 ml of ethyl alcohol with stirring, and after dissolution 60 g of ethyl silicate-40 (0.40 M SiO 2 ) are added. The resulting mixture is stirred at 35-50 ° C for 10-15 minutes until a clear solution is formed. 30 ml of ammonia water containing 70 mmol of ammonia are poured into the resulting solution with stirring, the resulting gel is dried in an oven for 4 hours at 150 ° C. The dried xerogel is ground and, raising the temperature at 2.5 ° C / min, calcined at a temperature of 550 ° C for 4 hours. In this case, water, ammonium chloride and alcohol residues disappear. Get 25 g of aluminosilicate catalyst with an atomic ratio of 100 Si: 5 Al, the properties of which are presented in table 1.
Фазовый состав образца определяли рентгенографическим методом на автоматическом дифрактометре PHILIPS-PW-1800. Образец представляет собой мезопористый материал (фиг.1).The phase composition of the sample was determined by X-ray diffraction on a PHILIPS-PW-1800 automatic diffractometer. The sample is a mesoporous material (figure 1).
Пористую структуру катализатора исследовали при измерении изотерм адсорбции-десорбции азота при 77,4 К на объемной вакуумной статической установке ASAP-2020 «Micromeritics». Диапазон равновесных относительных давлений составлял от 10-6 до 0,996 Р/Р0. Анализ кривой распределения пор по размерам показал широкое распределение мезопор в области от 3 до 50 нм (фиг.2).The porous structure of the catalyst was investigated by measuring nitrogen adsorption-desorption isotherms at 77.4 K using a ASAP-2020 Micromeritics bulk vacuum static apparatus. The range of equilibrium relative pressures ranged from 10 -6 to 0.996 P / P 0 . Analysis of the pore size distribution curve showed a wide distribution of mesopores in the region from 3 to 50 nm (FIG. 2).
ПРИМЕР 2. В 20 мл этилового спирта при 20°С и перемешивании растворяют 1,5 г (0,004 М) азотнокислого алюминия, Аl(NO3)3×9Н2О, и после растворения приливают 60 г этилсиликата-40 (0,4 М SiO2). В полученный раствор при перемешивании приливают 30 мл аммиачной воды, содержащей 15 ммоль аммиака. Образовавшийся гель сушат в сушильном шкафу в течение 5 часов при 150°С. Высушенный ксерогель измельчают и, поднимая температуру по 2,6°С/мин, прокаливают при температуре 550°С в течение 4 часов. При этом азотнокислый аммоний разлагается, а вода и остатки спирта улетучиваются. Получают 24,1 г алюмо-силикатного катализатора с атомным соотношением 100 Si-Al, свойства которого представлены в таблице 1.EXAMPLE 2. In 20 ml of ethyl alcohol at 20 ° C and stirring, dissolve 1.5 g (0.004 M) of aluminum nitrate, Al (NO 3 ) 3 × 9H 2 O, and after dissolution, 60 g of ethyl silicate-40 (0.4 M SiO 2 ). 30 ml of ammonia water containing 15 mmol of ammonia are poured into the resulting solution with stirring. The resulting gel is dried in an oven for 5 hours at 150 ° C. The dried xerogel is ground and, raising the temperature at 2.6 ° C / min, calcined at a temperature of 550 ° C for 4 hours. In this case, ammonium nitrate decomposes, and water and alcohol residues evaporate. Get 24.1 g of aluminosilicate catalyst with an atomic ratio of 100 Si-Al, the properties of which are presented in table 1.
ПРИМЕР 3. В 140 мл этилового спирта загружают 64,5 г (0,20 М) хлористого цирконила, ZrOCl2×8H2O, и растворяют при 40-50°С. В спиртовой раствор хлористого цирконила приливают 60 г подогретого до 40-50°С этилсиликата-40 (0,40 M SiO2), затем при перемешивании 60 мл аммиачной воды, содержащей 450 ммоль аммиака. Образовавшуюся массу высушивают в сушильном шкафу в течение 6 часов при 100°С. Высушенный ксерогель измельчают, затем, поднимая температуру со скоростью 3°С/мин, нагревают до 650°С и прокаливают в течение 6 часов. При этом вода, хлористый аммоний и остатки спирта улетучиваются. Получают 48,4 г цирконийсиликатного катализатора с атомным соотношением 100 Si:50 Zr, свойства которого представлены в таблице 1.EXAMPLE 3. In 140 ml of ethanol load 64.5 g (0.20 M) of zirconyl chloride, ZrOCl 2 × 8H 2 O, and dissolved at 40-50 ° C. 60 g of ethyl silicate-40 (0.40 M SiO 2 ) heated to 40-50 ° C are poured into an alcohol solution of zirconyl chloride, then with stirring 60 ml of ammonia water containing 450 mmol of ammonia. The resulting mass is dried in an oven for 6 hours at 100 ° C. The dried xerogel is ground, then, raising the temperature at a rate of 3 ° C / min, heated to 650 ° C and calcined for 6 hours. In this case, water, ammonium chloride and alcohol residues disappear. Get 48.4 g of zirconium silicate catalyst with an atomic ratio of 100 Si: 50 Zr, the properties of which are presented in table 1.
ПРИМЕР 4. В 80 мл этилового спирта загружают 8,6 г (0,027 М) хлористого цирконила, ZrOCl2×8H2O, и растворяют при 40-50°С. В спиртовой раствор хлористого цирконила приливают 60 г этилсиликата-40 (0,40 М SiO2) и затем при перемешивании 30 мл аммиачной воды, содержащей 60 ммоль аммиака. Образовавшуюся массу высушивают в течение 6 часов при 150°С. Высушенный ксерогель измельчают, затем, поднимая температуру со скоростью 3°С/мин, нагревают до 500°С и прокаливают в течение 6 часов. При этом вода, хлористый аммоний и остатки спирта улетучиваются. Получают 27,6 г цирконийсиликатного катализатора с атомным соотношением 100 Si:6,7 Zr, свойства которого представлены в таблице 1.EXAMPLE 4. In 80 ml of ethyl alcohol, 8.6 g (0.027 M) of zirconyl chloride, ZrOCl 2 × 8H 2 O are charged and dissolved at 40-50 ° C. 60 g of ethyl silicate-40 (0.40 M SiO 2 ) are poured into an alcohol solution of zirconyl chloride and then with stirring 30 ml of ammonia water containing 60 mmol of ammonia. The resulting mass is dried for 6 hours at 150 ° C. The dried xerogel is ground, then, raising the temperature at a rate of 3 ° C / min, heated to 500 ° C and calcined for 6 hours. In this case, water, ammonium chloride and alcohol residues disappear. Obtain 27.6 g of zirconium silicate catalyst with an atomic ratio of 100 Si: 6.7 Zr, the properties of which are presented in table 1.
ПРИМЕР 5. В 20 мл этилового спирта загружают 4,3 г (0,013 М) хлористого цирконила, ZrOCl2×8H2O, и растворяют при 40-50°С. В спиртовой раствор хлористого цирконила загружают 60 г подогретого до 40-50°С этилсиликата-40 (0,40 М SiO2) и затем при перемешивании 0,82 г (0,006 М) хлористого алюминия, АlСl3. В полученный раствор при перемешивании приливают 30 мл аммиачной воды, содержащей 52 ммоль аммиака. Образовавшуюся массу высушивают в течение 5 часов при 150°С и, поднимая температуру со скоростью 5°С/мин, нагревают до 550°С и прокаливают в течение 4 часов. Получают 26,0 г алюмоцирконийсиликатного катализатора с атомным соотношением 100 Si:3,3 Zr:1,5 Al, свойства которого представлены в таблице 1.EXAMPLE 5. In 20 ml of ethyl alcohol, 4.3 g (0.013 M) of zirconyl chloride, ZrOCl 2 × 8H 2 O are charged and dissolved at 40-50 ° C. 60 g of ethyl silicate-40 (0.40 M SiO 2 ) heated to 40-50 ° C are loaded into an alcoholic solution of zirconyl chloride and then, with stirring, 0.82 g (0.006 M) of aluminum chloride, AlCl 3 . 30 ml of ammonia water containing 52 mmol of ammonia are poured into the resulting solution with stirring. The resulting mass is dried for 5 hours at 150 ° C and, raising the temperature at a rate of 5 ° C / min, heated to 550 ° C and calcined for 4 hours. Obtain 26.0 g of aluminosirconium silicate catalyst with an atomic ratio of 100 Si: 3.3 Zr: 1.5 Al, the properties of which are presented in table 1.
ПРИМЕР 6. В 100 мл этилового спирта растворяют 2,9 г (0,0067 М) азотнокислого церия, Се(NО3)3×6Н2О, при температуре 40-50°С и перемешивании, а затем еще 8,6 г (0,026 М) хлористого цирконила, ZrOCl2×8H2O. В полученный раствор приливают сначала 60 г этилсиликата-40 (0,40 М SiO2), а после перемешивания - 40 мл аммиачной воды, содержащей 80 ммоль аммиака. Образовавшуюся массу высушивают в течение 5 часов при 150°С и, поднимая температуру со скоростью 4°С/мин, нагревают до 550°С и прокаливают в течение 4 часов. При этом вода, хлористый аммоний, остатки спирта и продукты разложения азотнокислого аммония улетучиваются. Получают 28,4 г цирконийцерийсиликатного катализатора с соотношением 100 Si:6,6 Zr:1,67 Ce, свойства которого представлены в таблице 1.EXAMPLE 6. 2.9 g (0.0067 M) of cerium nitrate, Ce (NO 3 ) 3 × 6H 2 O, are dissolved in 100 ml of ethyl alcohol, at a temperature of 40-50 ° C. and with stirring, and then another 8.6 g (0.026 M) zirconyl chloride, ZrOCl 2 × 8H 2 O. First, 60 g of ethyl silicate-40 (0.40 M SiO 2 ) are added to the resulting solution, and after stirring, 40 ml of ammonia water containing 80 mmol of ammonia. The resulting mass is dried for 5 hours at 150 ° C and, raising the temperature at a rate of 4 ° C / min, heated to 550 ° C and calcined for 4 hours. In this case, water, ammonium chloride, alcohol residues and decomposition products of ammonium nitrate evaporate. Obtain 28.4 g of zirconium cerium silicate catalyst with a ratio of 100 Si: 6.6 Zr: 1.67 Ce, the properties of which are presented in table 1.
ПРИМЕР 7. В 45 г этилсиликата-40 (0,30 М SiO2) приливают 20 мл этилового спирта и при перемешивании 1,1 мл (1,9 г; 0,01 М Ti) четыреххлористого титана, TiCl4. Затем при перемешивании приливают 20 мл аммиачной воды, содержащей 45 ммоль аммиака. Образовавшуюся массу высушивают в течение 5 часов при 150°С и, поднимая температуру со скоростью 2°С/мин, нагревают до 550°С и прокаливают в течение 4 часов. Получают 18,8 г титансиликатного катализатора с атомным соотношением 100 Si:3,3 Ti, свойства которого представлены в таблице 1.EXAMPLE 7. 20 ml of ethyl alcohol are poured into 45 g of ethyl silicate-40 (0.30 M SiO 2 ) and with stirring 1.1 ml (1.9 g; 0.01 M Ti) of titanium tetrachloride, TiCl 4 . Then with stirring, 20 ml of ammonia water containing 45 mmol of ammonia are added. The resulting mass is dried for 5 hours at 150 ° C and, raising the temperature at a rate of 2 ° C / min, heated to 550 ° C and calcined for 4 hours. Obtain 18.8 g of a titanium silicate catalyst with an atomic ratio of 100 Si: 3.3 Ti, the properties of which are presented in table 1.
ПРИМЕР 8. В 25 мл этилового спирта растворяют 2,45 г (0,01 М) ацетата марганца, (СН3СОО)2Мn×4H2O, при перемешивании приливают 45 г этилсиликата-40 (0,30 М SiO2) и затем 15 мл аммиачной воды, содержащей 35 ммоль аммиака. Образовавшуюся массу высушивают в течение 5 часов при 150°С и, поднимая температуру со скоростью 4°С/мин, нагревают до 550°С и прокаливают в течение 4 часов. Получают 19,0 г марганецсиликатного катализатора с атомным соотношением 100 Si:3,3 Mn, свойства которого представлены в таблице 1.EXAMPLE 8. 2.45 g (0.01 M) of manganese acetate, (CH 3 COO) 2 Mn × 4H 2 O are dissolved in 25 ml of ethyl alcohol, 45 g of ethyl silicate-40 (0.30 M SiO 2 ) are added with stirring. and then 15 ml of ammonia water containing 35 mmol of ammonia. The resulting mass is dried for 5 hours at 150 ° C and, raising the temperature at a rate of 4 ° C / min, heated to 550 ° C and calcined for 4 hours. Obtain 19.0 g of manganese silicate catalyst with an atomic ratio of 100 Si: 3.3 Mn, the properties of which are presented in table 1.
ПРИМЕР 9. В 25 мл этилового спирта растворяют 2,7 г (0,0067 М) азотнокислого железа, Fе(NО3)3×9Н2О, приливают 30 г этилсиликата-40 (0,20 М SiO2) перемешивают и приливают 20 мл аммиачной воды, содержащей 30 ммоль аммиака. Образовавшуюся массу высушивают в течение 5 часов при 150°С и, поднимая температуру со скоростью 4°С/мин, нагревают до 550°С и прокаливают в течение 4 часов. Получают 12,5 г железосиликатного катализатора с атомным соотношением 100 Si:3,3 Fe, свойства которого представлены в таблице 1.EXAMPLE 9. 2.7 g (0.0067 M) of iron nitrate, Fe (NO 3 ) 3 × 9H 2 O are dissolved in 25 ml of ethyl alcohol, 30 g of ethyl silicate-40 (0.20 M SiO 2 ) are poured, stirred and poured 20 ml of ammonia water containing 30 mmol of ammonia. The resulting mass is dried for 5 hours at 150 ° C and, raising the temperature at a rate of 4 ° C / min, heated to 550 ° C and calcined for 4 hours. Get 12.5 g of iron-silicate catalyst with an atomic ratio of 100 Si: 3.3 Fe, the properties of which are presented in table 1.
Каталитическую активность синтезированных элементосиликатов исследовали в реакции димеризации α-метилстирола:The catalytic activity of the synthesized elemental silicates was investigated in the dimerization of α-methylstyrene:
В стеклянный обогреваемый реактор с мешалкой, обратным холодильником и термометром загружали 3 мл (2,65 г) α-метилстирола, 0,13 г (5% мас. от α-метилстирола) катализатора и перемешивали на водяной бане в течение 1 часа при температуре 96°С. После охлаждения и отфильтровывания катализатора определяли состав реакционной массы с помощью газожидкостной хроматографии. Данные по каталитической активности полученных образцов представлены в таблице 2.3 ml (2.65 g) of α-methylstyrene, 0.13 g (5% by weight of α-methylstyrene) of the catalyst were loaded into a glass heated reactor with a stirrer, reflux condenser and thermometer and stirred in a water bath for 1 hour at a temperature 96 ° C. After cooling and filtering off the catalyst, the composition of the reaction mixture was determined using gas-liquid chromatography. Data on the catalytic activity of the obtained samples are presented in table 2.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009139708/05A RU2420455C1 (en) | 2009-10-27 | 2009-10-27 | Method of producing mesoporous amorphous composite elementosilicates |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009139708/05A RU2420455C1 (en) | 2009-10-27 | 2009-10-27 | Method of producing mesoporous amorphous composite elementosilicates |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2420455C1 true RU2420455C1 (en) | 2011-06-10 |
Family
ID=44736627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009139708/05A RU2420455C1 (en) | 2009-10-27 | 2009-10-27 | Method of producing mesoporous amorphous composite elementosilicates |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2420455C1 (en) |
-
2009
- 2009-10-27 RU RU2009139708/05A patent/RU2420455C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bai et al. | Intermediate-crystallization promoted catalytic activity of titanosilicate zeolites | |
US5082641A (en) | Silicon/titanium oxide mfi zeolites | |
Gontier et al. | Synthesis and characterization of Ti-containing mesoporous silicas | |
CN1913967B (en) | Method for making mesoporous or combined mesoporous and microporous inorganic oxides | |
JP4897321B2 (en) | Titanium silicalite molecular sieve and method for producing the same | |
JP6669633B2 (en) | SCM-10 molecular sieve, method for producing the same and use thereof | |
JP6392860B2 (en) | Molecular sieve, its manufacture and its use | |
RU2144499C1 (en) | Method of preparing amorphous micro/mesoporous alumosilicate gel | |
SE464249B (en) | SILICONE Dioxide-Based Synthetic Material With Porous Structure And Procedure For Its Preparation | |
CN109867294A (en) | Cupric CHA type zeolite, its manufacturing method and purposes | |
Jin et al. | New mesoporous titanosilicate MCM-36 material synthesized by pillaring layered ERB-1 precursor | |
CN109775714B (en) | MFI topological structure silicon molecular sieve containing trace rare earth ions and preparation method thereof | |
RU2107545C1 (en) | Oxidation catalyst, method of preparation thereof (versions), method of preparing oximes, method of hydroxylation of aromatic hydrocarbons, and catalytic way of oxidizing hydrocarbons | |
US6071485A (en) | Process for the preparation of a micro-meso porous material with a high surface area and controlled distribution of the porosity | |
CN100545088C (en) | Preparation method of ordered mesoporous molecular sieves with high hydrothermal stability | |
Mirajkar et al. | Sorption properties of titanium silicate molecular sieves | |
CN106542545B (en) | Step hole ZSM-5 zeolite and preparation method thereof | |
JP3926403B2 (en) | Micro-medium pore gel and method for producing the same | |
CN101121525A (en) | Method for Synthesizing Ordered Mesoporous Molecular Sieves Using Anion Effect | |
RU2422361C1 (en) | Method of producing mesoporous elementosilicates | |
CN108928832B (en) | Preparation method of germanium-free IWR zeolite molecular sieve | |
EP1386885A1 (en) | Process for preparing microporous crystalline titanium silicate | |
RU2420455C1 (en) | Method of producing mesoporous amorphous composite elementosilicates | |
US6555090B1 (en) | Acid oxide with micro and mesoporous characteristics: ITQ-36 | |
Fatimah et al. | Effect of calcination temperature on the synthesis of ZrO2-pillared saponite to catalytic activity in menthol esterification |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111028 |