ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА γ- AL2O3 ПУТЕМ ПРОКАЛИВАНИЯ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ, ПОЛУЧЕННОГО СВЕРХКРИТИЧЕСКИМ ВОДНЫМ ОКИСЛЕНИЕМ ЧИСТОГО АЛЮМИНИЯ

Косова К.И.; Охотников И.С.; Гришин Д.И.

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 7 / 2018.

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 533.1, 536.75

К.И. Косова И.С. Охотников Д.И. Гришин

Студенты 6 курса механического факультета ФГБОУ ВО Казанский Национальный Исследовательский Технологический Университет

г. Казань, Российская Федерация oxota1293435028@gmail.com lady.qwer20@mail.ru

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА у-АЬОз ПУТЕМ ПРОКАЛИВАНИЯ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ, ПОЛУЧЕННОГО СВЕРХКРИТИЧЕСКИМ ВОДНЫМ ОКИСЛЕНИЕМ ЧИСТОГО АЛЮМИНИЯ

Аннотация

Данная работа посвящена экспериментальному исследованию процесса получения у-АЬОз полученного путем прокаливания бемита (гидроксида алюминия) синтезированного методом гидротермальной обработки чистого алюминия в среде сверхкритической воды. Процесс гидротермально синтеза проводился при температуре Т=395°С и давлении Р=25 МПа , температура прокаливания Тпр=550°С. Полученные образцы были проанализированы методом рентгенографического фазового анализа, также были проведены адсорбционные измерения для определения текстурных характеристик. Конечный образец представляет собой высокодисперсный белый порошок, состоящий преимущественно из у-АЬОз, с удельной поверхностью 64,5 м2/г, средним диаметром пор 3,7-7,9 нм, объемом пор 0,126 см3/г.

Ключевые слова: Гидротермальный синтез, у-АЬО3, бемит, алюминий, гидроксид

Каталитические процессы широко распространены в природе и технике. В технике тяжело назвать процессы, которые проходят без катализаторов, так как веществ без примесей (идеально чистых) в природе и технике не существует. В настоящее время существует множество различных методов синтеза катализаторов с нужными для химических производств характеристиками, однако не все методы являются энерго- и ресурсосберегательными, как альтернативный метод получения катализаторов можно использовать гидротермальный синтез [1]. Он основан на способности воды и водных растворов растворять при высоких температуре (до 500°) и давлении (10-80 МПа, иногда до 300 МПа) вещества, практически нерастворимые в обычных условиях - некоторые оксиды, силикаты, сульфиды. у-АЬО3 применяется в качестве носителя катализаторов, сырья для производства смешанных катализаторов, осушителя в различных химических и нефтехимических производств.

Материалы

В качестве исходного вещества использовался алюминий чистотой 99,996% соответствующий ГОСТ 11069-2001 в виде брусков произвольного размера, в количестве 165г. Заполнение реактора дистиллированной водой осуществлялось в объеме 330 мл, равный критическому объему.

Экспериментальная часть.

Экспериментальная установка по проведению гидротермального синтеза представлена на рисунке 1. Основной элемент установки - это реактор 1, представляющий собой толстостенный сосуд выдерживающий давление Р=40 МПа и температуру Т=400°С, выполненный из материала hastelloy С-276, объемом 1л. Регулирование температуры осуществляется с помощью нагревательной рубашки 8 и охлаждающего змеевика 2. Давление внутри реактора зависит от объема залитой воды, температуры и количества загруженного вещества [2], регулирование осуществляется за счет насоса 7 и регулятора обратного давления 6. Также предусмотрена система охлаждения привода мешалки 3 и выходящего потока, с помощью теплообменника 5.

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 7 / 2018.

Рисунок 1 - Экспериментальная установка гидротермального синтеза

Результаты

Фазовые составы образца T.G. - гидроксида алюминия полученного путём окисления чистого алюминия в сверхкритической воде (рис. 2) и образца у-АЬОз полученного путём прокаливания образца T.G. (рис. 3) были исследованы на рентгеновском дифрактометре фирмы Вгикег Axs с геометрией съемки по Брэггу-Брентано.

Рисунок 2 - Рентгендифрактограмма образца T. G.

Фазовый состав образца Т. G. - у(%)-АЬОз (-45 %), бемит у-АЮОН («45 %), диаспор АЮ(ОН) и корунд а-ЛШз (-10%)

Рисунок 3 - Рентгендифракторамма y-AhOs

-( ■> )-

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 7 / 2018.

Фазовый состав образца у-АЬОз - у(%)-АЬОз (-85%), бемит у-АЮОН («5%), диаспор АЮ(ОН) и корунд а-А120з (-10%)

Текстурные характеристики образцов были получены с помощью метода низкотемпературной адсорбции-десорбции азота на приборе NOVA 2200e «Quantachrom». Расчет удельной поверхности проводили по методу Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ), расчет объема и распределения пор по размерам проводили по десорбционной ветви изотермы адсорбции по методу Баррета-Джойнера-Халенда (Таблица 1).

Таблица 1

Образец Площадь удельной поверхности, м2/г Объем пор, см3/г Средний диаметр пор, нм

T.G. 29,2 0,114 0,87 - 1,25

у-ЛЮз 64,5 0,126 3,7 - 7,9

Вывод

В данной работе проводилось экспериментальное исследование получения у-АЬОз из бемита полученного путём окисления чистого алюминия в сверхкритической воде. Был получен высокодисперсный порошок у-АЬОз и бемита. Результаты фазового количественного анализа, а также адсорбционного измерения показали, что полученный образец состоит из соединений алюминия, преимущественно из у-АЬОз (85%), удельная поверхность которого равняется 64,5 м2/г, средний диаметр пор 3,7 - 7,9 нм, объем пор 0,126 см3/г. Данные результаты позволяют более подробно изучить реакцию получения у-АЬОз из бемита полученного путём окисления чистого алюминия в среде сверхкритической воды.

Список использованной литературы:

1. Ещенко, Л. С. Катализаторы и адсорбенты : учеб. пособие для студентов химико-технологических специальностей / Л. С. Ещенко. - Минск : БГТУ, 2009. - 262 с.

2. Kannan T. S. Preparation of pure boehmite, a-Al2O3 and their mixtures by hydrothermal oxidation of aluminium metal / T. S. Kannan, P. K. Panda, V. A. Jaleel // Journal of materials science letters - 1997. - № 16. - 830-834 p.

УДК 541.123.6

Солиев Лутфулло,

доктор химических наук, профессор кафедры «Общая и неорганическая химия» ТГПУ им. С.Айни,

г. Душанбе, Республика Таджикистан. E-mail: Soliev.lutfullo@yandex.com Усмонов Мушаммадсалим Бозорович, кандидат химических наук, заведующий кафедры «Химических технологии и экологии» ТГПУ им.

С.Айни, г.Душанбе, Республика Таджикистан.

E-mail: usmonov.86@mail.ru Умаралии Сафарали,

аспирант кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного

педагогического университета им. С. Айни.

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМЫ К^/^О^СОз-ШОПРИ 25оС

Аннотация

Методом трансляции исследованы фазовые равновесия системы K,Mg//SO4,COз-H2Oпри 25оС. Установлено, что для неё при данной температуре характерно наличие 3-х нонвариантных точек, 7 моновариантных кривых и 5дивариантных полей. Построена замкнутая фазовая диаграмма исследованной системы при 25оС

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Косова К.И., Охотников И.С., Гришин Д.И.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Косова К.И., Охотников И.С., Гришин Д.И.