[go: up one dir, main page]

SU1030007A1 - Catalyst for extracting oxygen from water - Google Patents

Catalyst for extracting oxygen from water Download PDF

Info

Publication number
SU1030007A1
SU1030007A1 SU813357178A SU3357178A SU1030007A1 SU 1030007 A1 SU1030007 A1 SU 1030007A1 SU 813357178 A SU813357178 A SU 813357178A SU 3357178 A SU3357178 A SU 3357178A SU 1030007 A1 SU1030007 A1 SU 1030007A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
catalyst
water
oxygen
catalysts
cobalt
Prior art date
Application number
SU813357178A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Николаевич Пармон
Галина Львовна Елизарова
Людмила Григорьевна Матвиенко
Надежда Викторовна Ложкина
Кирилл Ильич Замараев
Original Assignee
Ордена Трудового Красного Знамени Институт Катализа Со Ан Ссср
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 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Катализа Со Ан Ссср filed Critical Ордена Трудового Красного Знамени Институт Катализа Со Ан Ссср
Priority to SU813357178A priority Critical patent/SU1030007A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1030007A1 publication Critical patent/SU1030007A1/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Description

Изобретение относитс  к гетероге ным катализаторам выделени  кислоро да из воды, а именно к соединени м типа шпинелей, катализирующим окисление воды химическими окислител ми образующимис  в фотокаталитических системах. . Известен катализатор дл  выделени  кислорода из воды, представл ющий собой коллоидную платину или палладий или рутений Cl. Недостатком этого катализатора  вл  етс : невысока  активность. Известен катализатор, представ.л ющий собой двуокись платины или : ириди  2J. Недостатком этого катализатора т же  вл етс  невысока  его активност в реакции окислени  воды, и также использование благородных металлов. Известен гомогенный катализатор , представл ющий собой соединение металлов железа, кобальта или меди, например, хлоридаз железа -или кобальта, или комплексное соединени кобальта состава Со(вР)з J (С104)зСЗ Недостатком этого катализатора .  вл етс  его мала  устойчивость в водных растворах вследствие гидроли за, а также недостаточно высокие .вы ходы кислорода в щелочных и особенно кислых растворах (70 и. 50% от теории при рН 9 и б, соответственно h Така  низка  селективность катализаторов в кислых растворах  вл ет особенно существенным недостатком дл  фотокаталитических систем, поскольку именно вкислых растворах происходит фотокаталитическоё выделение водорода. Целью изобретени   вл етс  повышение устойчивости и селективности катализаторов окислени  воды до мол кул рного кислорода в широкой облас ти рН путем использовани  гетерогенных катализаторов, не содержащих металлы платиновой группы. Поставленна  цель достигаетс  Применением соединений типа шпинели общей формулы М., где М метсшл , выбранный из группы,, содерж щей железо, кобальт, цинк и никель; металл, выбранный из группы. содержащей хром, железо .и кобальт, или закиси - окиси кобальта в качестве катализатора дл  выделени  кис лорода из водал.. Эти соединени  описаны в как катализаторы глубокого окислени  органических веществ, однако дл  вы делени  кислорода из воды эти катализаторы ранее не использовались. При выделении кислорода из воды, требутотс  катализаторы, которые про изводили бы перенос 4-х электронов. .Предложенные же в качестве каталйза торов соединени  позвол ют осуществл ть этот процесс с высокой эффективностью в присутствии окислителей. П р и м е р 1. 20 мг Ru/вру/з()3 раствор ют в 20 мл 5 -ЮЗ HgSO и добавл ют в качестве катализатора 10 мг растертого в пудру Хромита железа FeCrgO. Затем приливают 3,3 мл 0,2 н NaOH, при этом рН раствора измен етс  до ЗД. Количество выделившегос  при этом кислорода измер ют хроматографически. Врем  реакции 5 мин при комнатной тем ,ературе. Выход кислорода 3, Али 60% от стехиометрии. Пример 2. Количества комп.лекса , катализатора .и кислоты такие же,.как в примере 1. К полученному раствору добавл ют 3,9 мл 0,2 н NaOH, при siTOM рН раствора увеличиваетс  до 9,6. Выход кислорода 5,7- Ю моль иди 100%. Пример 3. 20 мг Ru(Bpy),j СС204)з раствор ют в 20 мл i 5-1р Зн HjSO). и добавл ют в качестве катализатора 10 мг растертого в пудру феррита коба,льта СоРе/ О. Подщелачивают раствор 0,2 н NaOH до рН 3,1, Выдел етс  3,1-10 моль О2 или 55%. П р и м е р 4. Реактивы те же как в примере 1, но в качестве катализатора используют 10 мг хромита кобальта СоСг204 Выдел етс  2,8ID моль 02 или 55%. Пример 5. Реактивы те же, что в примере 1, но в качестве катализатора используют 10 мг феррита цинка ZnFegO. Выход Qj 1,410 моль или 25%. Пример б. Реактивы те же, как в примере 1, добавл ют 10 мг катализатора, представл йщего твердый раствор NiCo204 + CoAl204. Выход 0 3,1-10 моль или 55%. Пример 7. Реактивы те же, как в примере 1. В качестве катализатора используют 10 мг . Выдел етс  5,7 -10 моль кислорода или 100%. П р, и м е р 8. 20 мг . Ре(рЬеп)зСС204)3 раствор ют в 20 мл н и добавл ют в качестве катализатора 10 мГ РеСг204 . и 3,9 мл 0,2 н NaOH. При этом рН раствора увеличиваетс  до 9,6. Выход 02, моль или 55%. Сравнительна  характеристика известных и предлагаемых катализаторов представлена в таблице (известные катализаторы отмечены звездочкой). Предла -аемые катализаторы не содержат в своем составе благородных металлов и отличаютс  высокой стабильностью в водных растворах рН от 1 до 14 к по,звол) ..селейтив ностью, существенно eoJiiee высокой, чем у известных технических решений , и.скоростью, выдел :ть кислород The invention relates to heterogeneous catalysts for the separation of oxygen from water, namely, compounds of the type of spinel, catalyzing the oxidation of water by chemical oxidants formed in photocatalytic systems. . A catalyst for the release of oxygen from water is known, which is colloidal platinum or palladium or ruthenium Cl. The disadvantage of this catalyst is: low activity. A known catalyst is platinum dioxide or: iridium 2J. The disadvantage of this catalyst is its low activity in the reaction of water oxidation, and also the use of noble metals. A homogeneous catalyst is known, which is a compound of metals of iron, cobalt or copper, for example, iron chloride or cobalt, or a complex compound of cobalt of composition Co (bp) c J (C104) sSZ The disadvantage of this catalyst. its low stability in aqueous solutions due to hydrolysis, as well as insufficiently high oxygen paths in alkaline and especially acidic solutions (70 and 50% of theory at pH 9 and b, respectively. h. The selectivity of catalysts in acid solutions is low. There is a particularly significant drawback for photocatalytic systems, since it is acidic solutions that cause photocatalytic hydrogen evolution. The aim of the invention is to increase the stability and selectivity of water oxidation catalysts to oxygen in a wide range of pH by using heterogeneous catalysts that do not contain platinum group metals. The goal is achieved by using compounds of the spinel type of the general formula M., where M is silver selected from the group containing iron, cobalt, zinc and nickel; metal selected from the group containing chromium, iron and cobalt, or nitrous oxide cobalt as a catalyst for the separation of oxygen from water. These compounds are described as catalysts for the deep oxidation of organic substances, however, oxygen from the water, these catalysts have not been used. When oxygen is released from water, catalysts are required that would transport 4 electrons. The compounds proposed as catalysts allow this process to be carried out with high efficiency in the presence of oxidizing agents. EXAMPLE 1 20 mg of Ru / I lie / g () 3 is dissolved in 20 ml of 5-UZ HgSO and 10 mg of iron FeCrgO pounded into Chromite powder is added as a catalyst. Then, 3.3 ml of 0.2 N NaOH is poured in, while the pH of the solution is changed to ZD. The amount of oxygen liberated in this way is measured by chromatography. Reaction time 5 min at room temperature, eurature. Oxygen yield 3, Ali 60% of stoichiometry. Example 2. The amounts of the complex, catalyst, and acids are the same as in Example 1. 3.9 ml of 0.2N NaOH was added to the resulting solution, with siTOM the pH of the solution increased to 9.6. Oxygen yield 5.7- U mol or 100%. Example 3. 20 mg of Ru (Bpy), j CC204) are dissolved in 20 ml of i 5-1p 3H 3 (HjSO). and, as a catalyst, 10 mg of coba ferrite crushed into powder, LITE CoE / O. is added as a catalyst. The solution is made alkaline with 0.2 N NaOH to pH 3.1, 3.1 to 10 mol O2 or 55% is released. Example 4: The reagents are the same as in Example 1, but 10 mg of cobalt chromite CoCr204 are used as a catalyst. 2.8ID mole 02 or 55% is isolated. Example 5. The reagents are the same as in example 1, but using 10 mg of zinc ferrite ZnFegO as a catalyst. The output of Qj 1,410 mol or 25%. Example b. The reagents are the same as in Example 1, 10 mg of catalyst is added, which is a solid solution of NiCo204 + CoAl204. Yield 0 3.1-10 mol or 55%. Example 7. The reagents are the same as in example 1. 10 mg is used as a catalyst. 5.7 -10 mol of oxygen or 100% is liberated. PR, and measure 8. 20 mg. Pe (plep) CZS204) 3 is dissolved in 20 ml of n and 10 mG of PeCr204 is added as a catalyst. and 3.9 ml of 0.2 N NaOH. With this, the pH of the solution increases to 9.6. Output 02, mol, or 55%. A comparative characteristic of the known and proposed catalysts is presented in the table (known catalysts are marked with an asterisk). The proposed catalysts do not contain noble metals in their composition and are distinguished by high stability in aqueous solutions of pH from 1 to 14 K, which allows us to achieve a high level of activity, a significant increase in eoJiiee than in the known technical solutions, and oxygen

из воды под действием разнообразных, окислителей, в частности, трисбипи- ) ридильных и трисфенантролиновых комплексов рутени  (ш Л осми  (ЦП и железа (III ), которые можно получать, te том числе, под действием света в фотокаталитических системах. Так каталитическа  активность предлага емах катализаторов, например, в примере 2 соответствует выделению 0., 7 мл ,02 в ч на мг катализатора. Катализаторы сохран ют свою активность при работе в водных растворах с температурой 0-100°С, в том чисйе в услови5 I х сильного светового облучени . Катализаторы не  вл ютс  специфичными и позвол ют использовать., дл  выделени  кислорода различные окислители.from water under the action of various oxidizing agents, in particular, trisbipi-ridyl and trisphenanthroline complexes of ruthenium (w / osmi Emissions of catalysts, for example, in example 2, corresponds to a release of 0., 7 ml, 02 per hour per mg of catalyst. The catalysts retain their activity when operating in aqueous solutions with a temperature of 0-100 ° C, including 5 irradiation. are specific and allow the use of various oxidizing agents for the release of oxygen.

: RU ( 2,2 - бипиридил З: RU (2,2 - bipyridil Z

п /P /

.«.. ".

.«.. ".

- -- -

ПP

ИAND

ИAND

ПP

Fe (фенантролинЯFe (phenanthroline

--

CoCbjCocbj

49 60 48 68 3449 60 48 68 34

Соеп2СSoep2S

FeCIgFecig

РеСг20.( пример 1)100ReСг20. (Example 1) 100

: :

СозО(Г1ример 2)100SoSO (G1 Example 2) 100

СоFe 0 {пример 3)55CoFe 0 {example 3) 55

CoCTgO(пример 4)50CoCTgO (example 4) 50

ZnFegOj, С пример 5)25 NiCo,Al.do(пример 6) 55ZnFegOj, C example 5) 25 NiCo, Al.do (example 6) 55

J . оJ. about

РеСг-О.(пример 7)55ReSg-O. (Example 7) 55

Claims (1)

(5*7 ) Применение соединений типа шпинели общей формулы Μ1Μ^ 0^, где М* металл, выбранный из группы, содержащей железо, кобальт, цинк и никель» М 2 - металл, выбранный из группы, содержащей хром, железо и кобальт, или закиси - окиси кобальта в качестве катализатора для выделения кислорода из воды.(5 * 7) Use of spinel compounds of the general formula Μ 1 Μ ^ 0 ^, where M * is a metal selected from the group consisting of iron, cobalt, zinc and nickel "M 2 is a metal selected from the group consisting of chromium, iron and cobalt, or nitrous oxide - cobalt oxide as a catalyst for the liberation of oxygen from water.
SU813357178A 1981-09-25 1981-09-25 Catalyst for extracting oxygen from water SU1030007A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813357178A SU1030007A1 (en) 1981-09-25 1981-09-25 Catalyst for extracting oxygen from water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813357178A SU1030007A1 (en) 1981-09-25 1981-09-25 Catalyst for extracting oxygen from water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1030007A1 true SU1030007A1 (en) 1983-07-23

Family

ID=20983626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813357178A SU1030007A1 (en) 1981-09-25 1981-09-25 Catalyst for extracting oxygen from water

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1030007A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2293605C1 (en) * 2005-10-21 2007-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)", ГОУ ВПО ЮРГТУ(НПИ) Method of production of nickel ferrite-chromite (ii)
RU2313492C1 (en) * 2006-05-10 2007-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Method of production of the solid solutions of the composition indicated below

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2293605C1 (en) * 2005-10-21 2007-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)", ГОУ ВПО ЮРГТУ(НПИ) Method of production of nickel ferrite-chromite (ii)
RU2313492C1 (en) * 2006-05-10 2007-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Method of production of the solid solutions of the composition indicated below

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101977684B (en) Use of a supported catalyst containing precious metal for oxidative dehydrogenation
JP2716534B2 (en) Method for producing gluconic acid or its alkali metal salt
TWI281416B (en) Catalyst for steam reforming of methanol and method for producing hydrogen therewith
US3399956A (en) Process for converting monovalent thallium compounds to trivalent thallium compounds
SU1030007A1 (en) Catalyst for extracting oxygen from water
US6680385B2 (en) Catalytic preparation of aryl methyl ketones using a molecular oxygen-containing gas as the oxidant
KR840000985B1 (en) Bi-containing methacrolein oxidation catalyst
Kholdeeva et al. Oxidation of 2, 3, 6-trimethylphenol in the presence of phosphomolybdovanadium heteropoly acids
JPH10277392A (en) Catalyst for synthesis of methanol
Parmon et al. Spinels as heterogeneous catalysts for oxidation of water to dioxygen by tris-bipyridyl complexes of iron (III) and ruthenium (III)
Wakabayashi et al. Oxidation of coals in liquid phases. IX. Kinetics of the base-catalyzed oxidation of acetate ion by oxygen at elevated temperatures.
Chakravorti et al. First electrosynthesis of transition metal peroxo complexes. Synthesis, characterization and reactivity of molybdenum and tungsten heteroligand peroxo complexes
JP3510406B2 (en) Methanol synthesis catalyst
JPS62269746A (en) Catalyst composition for oxidation reaction
JP3051918B2 (en) Photocatalyst for decomposing nitrate ion in water and method for decomposing and removing nitrate ion
JP4092538B2 (en) Method for producing hydrogen-containing gas
JP3748588B2 (en) Method for producing glycolic acid
JP3510404B2 (en) Methanol synthesis catalyst
Elizarova et al. Dioxygen evolution from aqueous acid solutions of ruthenium complexes with nitrogen-containing ligands
GB1282775A (en) Improvements in or relating to the preparation of terephthalic acid
Elizarova et al. Iron Hydroxides—New Catalysts for Oxidation Reactions in Aqueous Solutions
JPS57108034A (en) Preparation of 4-hydroxybenzaldehyde
JP3526345B2 (en) Method for producing arylalkyl hydroperoxides
RU2239494C1 (en) Catalyst for oxidizing phenol-series compounds
JPS62269749A (en) Catalyst composition for oxidation reaction