Винахід відноситься до неорганічної хімії і може бути використано, зокрема, для приготування каталізатора, що застосовується для очищення газових сумішей від оксиду вуглецю в системах колективного та індивідуального захисту органів дихання та викидах промислових підприємств, для очищення вихлопних газів двигунів внутрішнього згоряння, а також для інших індустріальних і природоохоронних цілей. Сутність: спосіб отримання оксиду міді по винаходу включає термічну обробку твердої кислородсодержащей солі міді, в якості якої беруть основний карбонат міді, а термічну обробку ведуть в атмосфері, що містить 85-98 об.% Водяної пари. Досягнутий технічний результат - високоактивний оксид міді, придатний для виготовлення ефективних каталізатора окислення оксиду вуглецю. 1 табл.
Винахід відноситься до неорганічної хімії і може бути використано, зокрема для приготування каталізатора, що застосовується для очищення газових сумішей від оксиду вуглецю в системах колективного та індивідуального захисту органів дихання та викидах промислових підприємств, для очищення вихлопних газів двигунів внутрішнього згоряння, а також для інших індустріальних і природоохоронних цілей.
Відомий спосіб отримання оксиду міді, що включає взаємодію металевої міді у вигляді порошку, дроту, фольги або пластинки з водним розчином аміаку в автоклаві при температурі 50-200 o C і парціальному тиску кисню не більше 1,5 кг / см 2 (заявка Японії N 63 -11518, кл. C 01 G 3/02), 1986).
Недоліком відомого способу є те, що каталізатор, приготований на основі отриманого оксиду міді, має низьку активність в окисленні оксиду вуглецю.
Відомий також спосіб отримання оксиду міді, що включає взаємодію 100 г пятиводного сульфату міді в 400 мл води з 35,4 г гідроксиду натрію в 600 мл води при 80-90 o C з наступним відділенням осаду оксиду міді (Карякін Ю.В. Чисті хімічні реактиви . Керівництво з приготування неорганічних препаратів. М-Л: Держ. наук.-техн. изд. хім. літератури, 1947, с. 339-340).
Недоліком даного способу є низька технологічність процесу, обумовлена необхідністю приготування розчинів реагентів та проведенням взаємодії і рідкій фазі при підвищених температурах, а також низька активність каталізатора окислення оксиду вуглецю, приготованого на основі отриманого оксиду міді.
Найбільш близьким до запропонованого по технічній сутності і кількості співпадаючих ознак є спосіб отримання оксиду міді, що включає прожарювання азотнокислої міді спочатку обережне, потім сильніше при перемішуванні (Карякін Ю.В. Чисті хімічні реактиви. Керівництво з приготування неорганічних препаратів. М-Л. Держ .научн.-техн.ізд.хім.літератури, 1947, с. 340).
Недоліком вказаного способу є те, що каталізатор, приготований на основі отриманого оксиду міді, має низьку активність в окисленні оксиду вуглецю.
Метою винаходу є отримання високодисперсного активного оксиду міді, придатного для виготовлення високоефективного каталізатора окислення оксиду вуглецю на його основі.
Поставлена мета досягається запропонованим способом, що включає термічну обробку твердої кислородсодержащей солі міді при перемішуванні.
Відмінність запропонованого способу від відомого полягає в тому, що в якості кислородсодержащей солі міді беруть основний карбонат міді, а термічну обробку ведуть в атмосфері, що містить 85-98 об.% Водяної пари.
Спосіб здійснюється наступним чином.
У обертову піч, в якій підтримується температура 180 - 220 o C, подають повітря, що містить 85-98 об.% Водяної пари, і завантажують твердий основний карбонат міді. Процес термічної обробки ведуть протягом 0,5-1,0 год. Після закінчення термічної обробки продукт промивають гарячою водою при 60-80 o C і на основі отриманого оксиду міді готують каталізатор окислення оксиду вуглецю. Каталітична активність отриманого каталізатора склала 12,1-12,8. Каталітична активність каталізатора, приготованого на основі оксиду міді, отриманого за відомим способом, склала 4,2-5,9.
Приклад 1. У обертову піч, в якій підтримується температура 200 o C, подають повітря, що містить 85 об.% Водяної пари, і завантажують твердий основний карбонат міді. Процес термічної обробки ведуть протягом 0,75 год. Після закінчення термічної обробки продукт промивають гарячою водою при температурі 70 o C і на основі отриманого оксиду міді готують каталізатор окислення оксиду вуглецю. Каталітична активність каталізатора, приготованого на основі отриманого оксиду міді, склала 12,3.
Приклад 2. Ведення процесу, як в прикладі 1, за винятком концентрації водяної пари, яка склала 90 об.%. Каталітична активність каталізатора, приготованого на основі отриманого оксиду міді, склала 12,1.
Приклад 3. Ведення процесу, як в прикладі 1, за винятком концентрації водяної пари, яка склала 98 об.%. Каталітична активність каталізатора, приготованого на основі отриманого оксиду міді, склала 12,6.
Результати дослідження впливу концентрації водяної пари на каталітичну активність каталізатора, приготованого на основі отриманого оксиду міді, наведені в таблиці.
Як випливає з даних, наведених у таблиці, найбільша каталітична активність в окисленні оксиду вуглецю спостерігається для каталізатора, приготованого на основі оксиду міді, отриманого при проведенні термічної обробки твердого основного карбонату міді в атмосфері, що містить 85-98 об.% Водяної пари. При зменшенні концентрації водяної пари менше 85 об.% Каталітична активність помітно знижується, в збільшення концентрації водяної пари вище 98 об.% Технологічно недоцільно, внаслідок того, що при таких умовах через неминучих коливань температури при проведенні процесу термічної обробки можливе утворення водяної пара в реакційному обсязі і конденсації рідкої фази.
Сутність запропонованого способу полягає в наступному.
Підвищення каталітичної активності в окисленні оксиду вуглецю для каталізатора, приготованого на основі оксиду міді, отриманого при проведенні термічної обробки твердого основного карбонату міді в атмосфері, що містить 85-98 об.% Водяної пари, обумовлено, ймовірно, наступними причинами. По-перше, термічна обробка твердого основного карбонату міді при 180-220 o C в силу термодинамічних факторів неминучого призводить до отримання оксиду міді. Однак отриманий оксид міді непридатний для приготування високоефективного каталізатора окислення оксиду вуглецю на його основі, оскільки має малу дисперсностью і при приготуванні каталізатора кількість активних каталітичних центрів, якими, як відомо, є локальні ділянки взаємних контактів частинок оксиду міді (промотор) та діоксиду марганцю (активний компонент), буде незначно, що і призводить до зменшення каталітичної активності в окисленні оксиду вуглецю. По-друге, при проведенні термічної обробки твердого основного карбонату міді в атмосфері, що містить 85-98 об. % Водяної пари, дисперсність отриманого оксиду міді значно зростає. Це відбувається тому, що відбувається при термічній обробці топохимической реакція розкладання твердого основного карбонату міді супроводжується руйнуванням кристалів вихідної речовини і відповідно зменшенням їх розмірів. Такий процес значно посилюється в присутності парів води, якщо їх концентрація в реакційному обсязі досить велика. Наслідком цього є підвищення дисперсності як вихідної речовини в початковий момент реакції, так і дисперсності кінцевого продукту реакції - оксиду міді, що і призводить до утворення значної кількості активних каталітичних центрів при приготуванні каталізатора і в кінцевому підсумку до підвищення каталітичної активності в окисленні оксиду вуглецю для каталізатора , приготованого на основі оксиду міді, отриманого за пропонованим способом.
Таким чином, запропонований спосіб дозволяє отримати високодисперсний активний оксид міді, придатний для виготовлення високоефективного каталізатора окислення оксиду вуглецю на його основі.
З викладеного випливає, що кожен з ознак заявленої сукупності в більшій чи меншій мірі впливає на досягнення поставленої мети, а саме на отримання високодисперсного активного оксиду міді, придатного для виготовлення високоефективного каталізатора окислення оксиду вуглецю на його основі, а вся сукупність є достатньою для характеристики заявленого технічного рішення.
Спосіб отримання оксиду міді, що включає термічну обробку твердої кислородсодержащей солі міді, що відрізняється тим, що в якості кислородсодержащей солі міді беруть основний карбонат міді, а термічну обробку ведуть в атмосфері, що містить 85 - 98 об.% Водяної пари.