×
13.01.2017
217.015.7a9b

СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ИРИДИЯ С УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ БОЛЕЕ 5 м/г

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электрохимическому получению порошкового иридия с высокой удельной поверхностью, который может быть использован в устройствах катализа горения многокомпонентных топлив при температурах до 2100°С без изменения химического состава и потери формы. Электролиз ведут в электрохимической ячейке, образованной катодом в виде контейнера с хлоридным расплавом KCl-NaCl и анодом в виде образца из иридия, размещенного коаксиально контейнеру, при соотношении плотностей катодного и анодного тока от 0,05 до 10. Обеспечивается получение порошка иридия с удельной поверхностью более 5 м/г. 3 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электрохимическому получению порошкового иридия с высокой удельной поверхностью, который может быть использован в устройствах катализа горения многокомпонентных топлив при температурах до 2100°C без изменения химического состава и потери формы.

Иридий обладает совокупностью свойств, характерных для благородных металлов. Металл обладает высокой температурой плавления и потому является перспективным для применения в катализе при высоких температурах. Эффективность работы катализатора зависит от его удельной поверхности. Порошки обладают более развитой поверхностью, чем другие формы материалов (проволока, лист и пр.). Формой брикетов порошковых материалов легко управлять, что является большим преимуществом. Использование однофазных порошков благородных металлов требует создания метода, способного обеспечить не только высокую удельную поверхность порошков, но и воспроизводимые показатели при их получении.

Известен способ получения порошка металлического иридия из тетракис (трифторфосфин) гидрида иридия, включающий аммонолиз летучего комплексного соединения тетракис (трифторфосфин) гидрида иридия HIr(PF3)4 с конверсией в нелетучий аммиакат иридия водным раствором аммиака, растворение аммиаката иридия в концентрированной азотной кислоте, упаривание раствора, разложение остатка до металлического иридия губчатой структуры, его растирание, довосстановление в потоке водорода и очистку до иридия высокой чистоты (RU РФ 2419517, публ. 27.01.2011) [1]. Данный способ характеризуется использованием экологически опасных материалов, а также многостадийностью процесса. При этом процесс восстановления протекает в вакууме при высоких температурах и сопровождается перекристаллизацией с образованием губчатых поликристаллов значительного размера. Более того способ не способен обеспечить получение порошков с высокой удельной поверхностью.

Наиболее близким к заявляемому способу является электролитический способ получения порошков платиновых металлов и их сплавов (RU 2249062, публ. 27.03.2005) [2]. Способ включает электролиз хлоридных расплавов, содержащих ионы платиновых металлов, в герметичном электролизере, в инертной атмосфере, в расплаве эвтектики NaCl-KCl-CsCl при отношениях концентрации (мас. %) ионов платиновых металлов к заданной плотности тока 3,0-20,0 А/см2 до достижения максимума напряжения. Электролиз ведут в потенциостатическом режиме. Данный способ требует задавать изначальную концентрацию платинового металла в расплав, что повлияет на объем незавершенного производства в сторону увеличения.

Необходимость задавать концентрацию в объем расплава приводит к появлению дополнительной технологической стадии. Для осуществления потенциостатического электролиза требуется использовать более сложное электротехническое оборудование, чем для гальваностатического. Указанным способом не могут быть получены тонкодисперсные порошки иридия с удельной поверхностью более 5 м2/г. В источнике указывается, что данным способом могут быть получены лишь порошки платины с содержанием иридия 8 мас. % и удельной поверхностью 4 м2/г.

Предлагаемый способ электрохимического получения порошка иридия с удельной поверхностью более 5 м2/г, включает электролиз хлоридного расплава KCl-NaCl. Новым является то, что электролиз ведут в электрохимической ячейке, образованной катодом в виде контейнера с хлоридным расплавом KCl-NaCl и анодом в виде образца из иридия, размещенного коаксиально контейнеру, при соотношении плотностей катодного и анодного тока от 0,05 до 10.

Способ основан на электрохимическом получении раствора соединений иридия в расплаве с восстановительной средой. Восстановительная способность обеспечивается истинным раствором щелочного металла в расплаве хлоридов щелочных металлов. Изменяя соотношение плотности катодного и анодного тока в процессе электролиза, получают порошки иридия с удельной поверхностью более 5 м2/г. При этом способ не требует задавать изначальную концентрацию иридия в расплав, исключая этим дополнительную технологическую стадию, при том что проведение электролиза не требует сложного электротехнического оборудования.

Соотношение плотностей катодного и анодного тока от 0,05 до 10 обусловлено следующим. Данный диапазон соотношений плотностей тока эффективно обеспечивает образование в расплаве восстановительной среды (раствора щелочного металла) и одновременное растворение металлического иридия. При помощи изменения соотношения регулируется ширина и концентрационные характеристики зоны восстановления, что приводит к изменению структуры порошка. Таким образом, воздействие на структуру порошка приводит к изменению удельной поверхности.

Новый технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в упрощении технологии получения порошков иридия с высокой удельной поверхностью.

Порошок иридия получали следующим образом. Стакан из нержавеющей стали, снабженный токоподводами, использовали в качестве контейнера для расплава KCl-NaCl, являющегося катодом. В качестве анода использовали компактный образец из иридия, закрепленный на токоподводе из нихрома. Контейнер с расплавом, представляющий собой катод и анод из иридия, составляет электрохимическую ячейку. Анод из иридия размещали в расплавленной соли коаксиально контейнеру с расплавом. Через организованную таким образом электрохимическую ячейку пропускали электрический ток. В процессе получения порошка иридия происходит растворение иридия, образование раствора щелочного металла и восстановление соединений иридия в объеме расплава. При выделении необходимого количества порошка процесс останавливают. Затем из контейнера растворением удаляют солевую фазу, после чего извлекают порошок и сушат в сушильном шкафу в атмосфере воздуха. Удельную поверхность контролируют методом БЭТ.

Пример 1. Электролиз проводили в расплаве KCl-NaCl при соотношении плотностей катодного и анодного тока 0,05. Затем солевую фазу отделяли дистиллированной водой. Полученный порошок иридия имел удельную поверхность 14 м2/г.

Пример 2. Электролиз проводили в расплаве KCl-NaCl при соотношении плотностей катодного и анодного тока 0,1. Затем солевую фазу отделяли дистиллированной водой. Полученный порошок иридия имел удельную поверхность 16,8 м2/г.

Пример 3. Электролиз проводили в расплаве KCl-NaCl при соотношении плотностей катодного и анодного тока 10. Затем солевую фазу отделяли дистиллированной водой. Полученный порошок иридия имел удельную поверхность 5,5 м2/г.

Таким образом, заявленный электрохимический способ позволяет получить порошок иридия с удельной поверхностью более 5 м2/г. Процесс характеризуется простотой и технологичностью стадий, предусматривает возможность вторичного использования солевой фазы. Процесс синтеза порошка происходит в одну стадию. Преимущества способа позволяют эффективно использовать его для промышленного применения.

Способ электрохимического получения порошка иридия с удельной поверхностью более 5 м/г, включающий электролиз хлоридного расплава KCl-NaCl, отличающийся тем, что электролиз ведут в электрохимической ячейке, образованной катодом в виде контейнера с хлоридным расплавом KCl-NaCl и анодом в виде образца из иридия, размещенного коаксиально контейнеру, при соотношении плотностей катодного и анодного тока от 0,05 до 10.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 125 items.
10.02.2013
№216.012.24d3

Электрохимический генератор на твердооксидных топливных элементах

Изобретение относится к устройствам для прямого преобразования химической энергии топлива в электрическую с использованием твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Электрохимический генератор на твердооксидных топливных элементах содержит корпус, камеру смешения метана и воздуха, камеру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474929
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.04.2013
№216.012.338a

Способ электролизного борирования стальных изделий в расплаве, содержащем оксид бора

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов и сплавов, в частности к диффузионному борированию стальных изделий в солевом расплаве. Способ электролизного борирования стальных изделий в расплаве, содержащем оксид бора, включает реверсирование постоянного тока. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478737
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.37b6

Способ изготовления теплообменника, теплообменник из композиционных материалов и способ изготовления гофрированного листа для теплообменника

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении теплообменников из композиционных материалов. В способе изготовления теплообменника, включающем раскрой гофрированных и плоских листов, выполненных из композиционного материала, перед сборкой места касания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479815
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.06.2013
№216.012.50d9

Способ получения нано- и микроструктурных порошков и/или волокон кристаллического и/или рентгеноаморфного кремния

Изобретение относится к области металлургии неметаллов, а именно к производству электролитического кристаллического и/или рентгеноаморфного кремния в виде нано- и микроструктурных порошков и/или волокон. Способ включает электролитическое растворение по меньшей мере одного выполненного из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486290
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.545c

Способ электролитического получения свинца

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению свинца электролитическим способом. Способ включает электролитическое рафинирование свинца в расплаве галогенидов солей с использованием жидкометаллических катода и анода. При этом процесс электролиза ведут с применением одного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487199
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e1a

Твердоэлектролитный датчик для измерения концентрации кислорода в газах и металлических расплавах

Изобретение относится к аналитической технике, в частности к датчикам, предназначенным для анализа газовых сред и металлических расплавов на кислородосодержание. Твердоэлектролитный датчик для измерения концентрации кислорода в газах и металлических расплавах содержит выполненный в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489711
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.619f

Твердоэлектролитный датчик для потенциометрического измерения концентрации водорода в газовых смесях

Изобретение относится к аналитической технике, в частности к датчикам для анализа газовых сред. Твердоэлектролитный датчик для потенциометрического измерения концентрации водорода в газовых смесях содержит мембрану из протонпроводящего твердого электролита, эталонный и измерительный электроды,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490623
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.6489

Электрохимический способ получения сплошных слоев кремния

Способ может быть использован в фотонике, полупроводниковой технике, а также для производства солнечных батарей. Сплошные слои кремния получают электролизом гексафторсиликата калия (KSiF) в расплаве следующего состава, мас.%: КСl (15÷50) - KF (5÷50) - (10÷35) KSiF. Электролиз ведут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491374
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.09.2013
№216.012.6a7f

Молекулярный фильтр для извлечения гелия из гелийсодержащих газовых смесей

Изобретение относится к химической, нефтехимической, газовой отраслям. Газоплотную керамику со структурой майенита предложено использовать в качестве молекулярного фильтра для селективного извлечения гелия из гелийсодержащих газовых смесей. Технический результат: селективное и непрерывное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492914
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.10.2013
№216.012.75f2

Твердый электролит на основе оксида церия и церата бария

Изобретение относится к области электротехники, а именно к твердооксидным композитным электролитам, и может быть использовано в средне- и высокотемпературных электрохимических устройствах. Твердый электролит на основе оксида церия и церата бария, допированный самарием, имеет состав, отвечающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495854
Дата охранного документа: 20.10.2013
Showing 1-10 of 136 items.
10.02.2013
№216.012.24d3

Электрохимический генератор на твердооксидных топливных элементах

Изобретение относится к устройствам для прямого преобразования химической энергии топлива в электрическую с использованием твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Электрохимический генератор на твердооксидных топливных элементах содержит корпус, камеру смешения метана и воздуха, камеру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474929
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.04.2013
№216.012.338a

Способ электролизного борирования стальных изделий в расплаве, содержащем оксид бора

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов и сплавов, в частности к диффузионному борированию стальных изделий в солевом расплаве. Способ электролизного борирования стальных изделий в расплаве, содержащем оксид бора, включает реверсирование постоянного тока. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478737
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.37b6

Способ изготовления теплообменника, теплообменник из композиционных материалов и способ изготовления гофрированного листа для теплообменника

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении теплообменников из композиционных материалов. В способе изготовления теплообменника, включающем раскрой гофрированных и плоских листов, выполненных из композиционного материала, перед сборкой места касания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479815
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.06.2013
№216.012.50d9

Способ получения нано- и микроструктурных порошков и/или волокон кристаллического и/или рентгеноаморфного кремния

Изобретение относится к области металлургии неметаллов, а именно к производству электролитического кристаллического и/или рентгеноаморфного кремния в виде нано- и микроструктурных порошков и/или волокон. Способ включает электролитическое растворение по меньшей мере одного выполненного из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486290
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.545c

Способ электролитического получения свинца

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению свинца электролитическим способом. Способ включает электролитическое рафинирование свинца в расплаве галогенидов солей с использованием жидкометаллических катода и анода. При этом процесс электролиза ведут с применением одного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487199
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e1a

Твердоэлектролитный датчик для измерения концентрации кислорода в газах и металлических расплавах

Изобретение относится к аналитической технике, в частности к датчикам, предназначенным для анализа газовых сред и металлических расплавов на кислородосодержание. Твердоэлектролитный датчик для измерения концентрации кислорода в газах и металлических расплавах содержит выполненный в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489711
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.619f

Твердоэлектролитный датчик для потенциометрического измерения концентрации водорода в газовых смесях

Изобретение относится к аналитической технике, в частности к датчикам для анализа газовых сред. Твердоэлектролитный датчик для потенциометрического измерения концентрации водорода в газовых смесях содержит мембрану из протонпроводящего твердого электролита, эталонный и измерительный электроды,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490623
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.6489

Электрохимический способ получения сплошных слоев кремния

Способ может быть использован в фотонике, полупроводниковой технике, а также для производства солнечных батарей. Сплошные слои кремния получают электролизом гексафторсиликата калия (KSiF) в расплаве следующего состава, мас.%: КСl (15÷50) - KF (5÷50) - (10÷35) KSiF. Электролиз ведут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491374
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.09.2013
№216.012.6a7f

Молекулярный фильтр для извлечения гелия из гелийсодержащих газовых смесей

Изобретение относится к химической, нефтехимической, газовой отраслям. Газоплотную керамику со структурой майенита предложено использовать в качестве молекулярного фильтра для селективного извлечения гелия из гелийсодержащих газовых смесей. Технический результат: селективное и непрерывное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492914
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.10.2013
№216.012.75f2

Твердый электролит на основе оксида церия и церата бария

Изобретение относится к области электротехники, а именно к твердооксидным композитным электролитам, и может быть использовано в средне- и высокотемпературных электрохимических устройствах. Твердый электролит на основе оксида церия и церата бария, допированный самарием, имеет состав, отвечающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495854
Дата охранного документа: 20.10.2013
+ добавить свой РИД