На данном этапе работы в качестве исходного вещества использовался реактивный ацетат цинка марки х.ч. Zn (CH3COO)2·2H2O. Поскольку реактивный ацетат цинка Zn(Ac)2 содержит кристаллогидратную воду, содержание которой может меняться в зависимости от времени хранения, то перед приготовлением пропиточных растворов для определения точного содержания ацетата был проведен дериватографический анализ реактива. Результаты дериватографического анализа приведены на рисунке 4. Из данных по потерям веса первого эндотермического пика при температуре 99оС было рассчитано содержание кристаллогидратной воды, которое составило 1.89 моля на 1 моль ацетата цинка. С учетом результатов анализа были приготовлены исходные пропиточные растворы разной концентрации, которые использовались для нанесения ацетата цинка на носитель.
Отработку режимов приготовления катализаторов типа АЦУМ проводили на лабораторной циркуляционной установке, принципиальная схема которой приведена на рисунке 3. Установка состоит из реактора (1) с рубашкой, в которой загружается носитель, перистальтического наноса (2) для циркуляции пропиточного раствора через слой носителя, ультратермостата (3) с циркулирующим насосом для подачи воды на обогрев реактора, и буферной емкости (4). Параметры лабораторного реактора (рисунок 4) были рассчитаны исходя из условий приготовления за один эксперимент опытной партии катализатора в количествах, необходимых для испытания каталитической активности на лабораторной установке. В данной схеме пропитки предусмотрена возможность подачи пропиточного раствора как снизу реактора – проведение пропитки в режиме взвешенного слоя носителя, так и сверху реактора – пропитка в режиме стационарного слоя. Для регулирования соотношения между объемом твердого углеродного носителя и пропиточного раствора предусмотрена буферная емкость 4.
Процесс адсорбционной пропитки проводили следующим образом. В адсорбционный реактор засыпалась заданная навеска носителя и включался термостат. После достижения температуры циркулирующей воды в рубашке реактора 60оС в буферную емкость заливался пропиточный раствор, предварительно нагретый до той же температуры, и включался перистальтический насос. После окончания процесса весь пропиточный раствор сливался в буферную емкость и охлаждался до комнатной температуры. После этого из пропиточного раствора отбиралась аликвота для проведения анализа концентрации ацетата цинка. Пропитанный носитель выгружали из реактора и оставляли на воздухе на несколько часов для провяливания. Провяленный образец далее отправлялся на сушку.
Концентрация пропиточного раствора варьировалась в интервале от 8 до 27 масс. %. Содержание адсорбировавшегося Zn(Ac)2 рассчитывали по разнице концентраций в исходном растворе (Со) и за заданное время пропитки (Сt). Содержание ацетата цинка в пропиточных растворах проводили методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП).
Общее расчетное содержание нанесенного Zn(Ac)2 (g) рассчитывали по формуле:
g = (a + Cp*Vпор.)*100/m, масс.%.
где, а = (Со- Сt)*100/m – содержание адсорбировавшегося ацетата
Ct*Vпор - содержание ацетата цинка, захваченного в порах носителя, после установления равновесия.
Vпор - объем пор носителя, определенный из адсорбционных данных или по влагоемкости носителя.
m – масса носителя.
При отработке режимов адсорбционной пропитки варьировали:
1. концентрацию пропиточного раствора;
2. состав пропиточного раствора (в водный раствор вводились добавки этанола и метанола);
3. время пропитки;
4. массу навески углеродного носителя;
5. условия пропитки (без циркуляции раствора и в условиях циркуляции);
6. направление подачи потока в условиях циркуляции:
· подача снизу – пропитка во взвешенном слое носителя;
· подача сверху – пропитка в стационарном слое;
· ультразвуковая обработка системы «раствор + носитель» без циркуляции раствора
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.