×
27.09.2014
216.012.f8d2

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДМИНЕРАЛЬНОГО СОРБЕНТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области получения углеродминеральных сорбционных материалов. Способ включает нанесение углеродсодержащих соединений на поверхность оксида алюминия с мезо-, макропористой структурой, сушку и пиролиз в токе инертного газа с образованием на поверхности оксида алюминия слоя пиролитического углерода. В качестве углеродсодержащих соединений наносят лимонную кислоту, сахарозу, лактозу. Технический результат заключается в упрощении технологии при сохранении качества сорбента. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к технологии получения углеродминеральных сорбционных материалов для различного назначения, в том числе и для медицины - эфферентных методов детоксикации посредством энтеросорбции, гемосорбции, вульнеросорбции, иммуносорбции, а также для применения их в качестве носителей, дозаторов для ферментов, гормонов, клеток, биологически активных веществ, лекарственных препаратов, пищевых и минеральных добавок, катализаторов, для использования в ветеринарии, косметологии, для очистки пищевых продуктов, сточных вод и газовых выбросов.

Известен способ получения углеродминерального сорбента (Пат. GB №111861, 1968), включающий высокотемпературный пиролиз предельных углеводородов в присутствии паров воды, кислорода на поверхности оксидов металлов с образованием пиролитического углерода на поверхности при температурах 600-700°С. Однако адсорбционная активность получаемых сорбентов невелика в отношении целого ряда классов соединений.

Известна технология получения углеродминеральных материалов (SU №988324, B01J 20/20, 1983) пиролизом непредельных соединений (дивинил) на поверхности оксидов металлов путем последовательных двух высокотемпературных процессов до 800°С - нанесения углерода на поверхность и последующего обгара нанесенного углерода в токе инертного газа с добавлением паров воды. Недостатками технологии получения углеродминерального сорбента является высокая энергоемкость стадий получения, небезопасность процесса вследствие использования взрывоопасного источника углерода (дивинила). Так, используемые температуры достигают 800°С, время процесса активации нанесенного углерода (обгара) составляет до 5-8 ч. Способ получения, изложенный в Пат. РФ №2026733, 2026734, B01J 20/20, 1995, также основан на высокотемпературной обработке до 750°C с включением дополнительной (третьей) стадии высокотемпературной восстановительной обработки оксида алюминия перед стадией пиролиза с использованием взрывоопасного газа дивинила и активации пиролитического углерода кислородсодержащим газом.

Известен углеродминеральный сорбент СУМС-1 медицинского назначения (ФС 32-83-96, ТУ 64-6-401-87 на гемосорбент), полученный по принципиальной технологии в соответствии с изобретением (SU №988324, B01J 20/20, 1983).

Наиболее близким по технической сущности является способ получения углеродминерального сорбента по Пат. РФ №2143946, B01J 20/20, 10.01.2000), при этом взрывобезопасность используемого дивинила уменьшается разбавлением инертным газом при нанесении углерода. Недостатком способа является повышенная энергозатратность двухстадийного процесса - использование температур до 780°С.

Изобретение решает задачу упрощения, удешевления способа, повышения технологичности и экологической безопасности процесса, снижения энергоемкости процесса с сохранением положительных качеств, физико-химических характеристик и биологических свойств получаемых сорбентов (таблица) в соответствии с ТУ и ФС.

Задача решается способом получения углеродминерального сорбента, который включает нанесение углерод-, кислородсодержащих соединений на поверхность высокопрочного оксида алюминия с мезо-, макропористой структурой в условиях перемешивания с последующей низкотемпературной сушкой и далее - пиролизом (высокотемпературная обработка или прокалка) в условиях кипящего слоя (виброожижения) в токе инертного газа с образованием на поверхности оксида алюминия слоя пиролитического углерода, в качестве источника углерода используют углерод-, кислородсодержащие соединения, например лимонную кислоту, сахарозу, лактозу, композиции на их основе и другие аналогичные соединения. Используемые безопасные водорастворимые органические углерод-, кислородосодержащие соединения наносят путем иммобилизации из водных растворов на поверхности оксида алюминия в условиях перемешивания при комнатной температуре, полученный при этом продукт сушат при температурах 40-80°С в режиме перемешивания до влажности 3-10%.

Пиролиз высушенных образцов осуществляют в условиях кипящего слоя в токе инертного газа при температуре до 500-650°С в течение 30-60 мин с образованием слоя пиролитического углерода на поверхности до содержания углерода 5-10 мас.%.

Получаемый продукт удовлетворяет требованиям и физико-химическим характеристикам, предъявляемым к медицинским сорбентам и лекарственным средствам на его основе.

Отличительным признаком способа является использование в технологии получения углеродминерального сорбента экологически безопасного, водорастворимого компонента в качестве источника углерода, а именно используют безопасные водорастворимые углерод-, кислородсодержащие органические соединения (органические кислоты, сахара, их композиции и др., например лимонную кислоту, сахарозу, лактозу, композиции на их основе и другие аналогичные соединения), которые наносят путем иммобилизации на поверхности носителя с мезо-, макропористой структурой при комнатной температуре, сушат в интервале температур 40-80°С и пиролизуют с образованием слоя пиролитического углерода при температуре 500-650°С в течение 30-60 мин в токе инертного газа до содержания углерода 5-10%.

Нанесение путем иммобилизации углерод-, кислородсодержащих соединений на поверхность матрицы при комнатной температуре с последующей низкотемпературной сушкой в интервале температур 40-80°С до влажности 3-10%, дальнейшим пиролизом в течение 30-60 мин при температуре 500-650°С позволяет получить углеродминеральный сорбент с оптимальными свойствами по физико-химическим и биологическим параметрам. Формирование углеродного покрытия происходит в одну стадию, включающую процесс образования углеродного покрытия и одновременную его активацию за счет присутствующего кислорода в исходном углерод-, кислородсодержащем соединении.

Получаемый продукт удовлетворяет требованиям, предъявляемым к сорбентам медицинского назначения, а также к носителям для иммобилизации на их поверхности различных соединений.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами и таблицей.

Пример 1

Носитель - оксид алюминия с размером округлых гранул 0,4-1,0 мм в количестве 100 см3 помещают в круглодонную стеклянную колбу на 500 см3. Включают вращение колбы, постепенно впрыскивают раствор 25 г лимонной кислоты в 50 см3воды. Перемешивание проводят в течение 30 мин при комнатной температуре. Включают обогрев и при 60°С и вращении колбы сушку проводят в течение 4 ч до сыпучего состояния с влажностью 7%. Далее высушенный образец помещают в трубчатый стеклянный реактор и пиролизуют в токе азота (скорость подачи 10 л/ч) в режиме кипящего слоя в течение 30 мин при температуре 650°С. Затем реактор охлаждают в токе азота и сорбент выгружают.

Характеристики сорбента следующие: величина удельной поверхности 230 м2/г, объем пор 0,32 см3/г, содержание углерода 10 мас.%, величина водородного показателя рН водной вытяжки 6,5, адсорбционная способность по красителю метиленовому голубому 0,025 г/г сорбента.

После соответствующей промывки и подготовки сорбента как гемосорбента сорбент извлекает витамин B12 (маркер среднемолекулярных токсинов) из водного раствора не менее чем на 70%.

Сорбент удовлетворяет ФС 32-83-96 и ТУ 64-6-401-87.

Пример 2

Носитель - оксид алюминия с размером округлых гранул 0,1 мм в количестве 100 см3 помещают в круглодонную стеклянную колбу на 500 см3. Включают вращение колбы, постепенно впрыскивают раствор из 5 г лимонной кислоты и 10 г сахарозы в 30 см3 воды. Перемешивание проводят в течение 30 мин при комнатной температуре. Включают обогрев и при 40°С и вращении колбы сушку проводят в течение 3 ч до сыпучего состояния с влажностью 3%. Далее высушенный образец помещают в трубчатый стеклянный реактор и пиролизуют в токе азота (скорость подачи 6 л/ч) в режиме кипящего слоя в течение 30 мин при температуре 550°С. Затем реактор охлаждают в токе азота и сорбент выгружают.

Характеристики сорбента следующие: величина удельной поверхности 115 м2/г, объем пор 0,2 см3/г, содержание углерода 5 мас.%, величина водородного показателя рН водной вытяжки 7,1, адсорбционная способность по красителю метиленовому голубому 0,015 г/г сорбента.

Сорбент удовлетворяет ФС 32-83-96.

Пример 3

Носитель - оксид алюминия с размером округлых гранул 0,2-0,8 мм в количестве 100 см3 помещают в круглодонную стеклянную колбу на 500 см3. Включают вращение колбы, постепенно впрыскивают раствор 25 г сахарозы в 50 см3 воды. Перемешивание проводят в течение 30 мин при комнатной температуре. Включают обогрев и при 80°С и вращении колбы сушку проводят в течение 2 ч до сыпучего состояния с влажностью 6%. Далее высушенный образец помещают в трубчатый стеклянный реактор и пиролизуют в токе азота (скорость подачи 10 л/ч) в режиме кипящего слоя в течение 40 мин при температуре 600°С. Затем реактор охлаждают в токе азота и сорбент выгружают.

Характеристики сорбента следующие: величина удельной поверхности 256 м2/г, объем пор 0,31 см3/г, содержание углерода 7 мас.%, величина водородного показателя рН водной вытяжки 7,3, адсорбционная способность по красителю метиленовому голубому 0,021 г/г сорбента.

После соответствующей промывки и подготовки сорбента как гемосорбента сорбент извлекает витамин В12 (маркер среднемолекулярных токсинов) из водного раствора не менее чем на 70%.

Сорбент удовлетворяет ФС 32-83-96 и ТУ 64-6-401-87.

Пример 4

Носитель - оксид алюминия с размером округлых гранул 0,4-1,0 мм в количестве 100 см3 помещают в круглодонную стеклянную колбу на 500 см3. Включают вращение колбы, постепенно впрыскивают раствор 15 г лактозы в 50 см3 воды. Перемешивание проводят в течение 40 мин при комнатной температуре. Включают обогрев и при 65°С и вращении колбы сушку проводят в течение 4 ч до сыпучего состояния с влажностью 5,5%. Далее высушенный образец помещают в трубчатый стеклянный реактор и пиролизуют в токе азота (скорость подачи 15 л/ч) в режиме кипящего слоя в течение 60 мин при температуре 550°С. Затем реактор охлаждают в токе азота и сорбент выгружают.

Характеристики сорбента следующие: величина удельной поверхности 235 м2/г, объем пор 0,30 см3/г, содержание углерода 5,7 мас.%, величина водородного показателя рН водной вытяжки 6,8, адсорбционная способность по красителю метиленовому голубому 0,019 г/г сорбента.

После соответствующей промывки и подготовки сорбента как гемосорбента сорбент извлекает витамин B12 (маркер среднемолекулярных токсинов) из водного раствора не менее чем на 70%.

Сорбент удовлетворяет ФС 32-83-96 и ТУ 64-6-401-87.

Пример 5

Носитель - оксид алюминия с размером округлых гранул 0,2-0,8 мм в количестве 3000 см3 помещают в круглодонную стеклянную колбу на 10000 см3 (10 л). Включают вращение колбы, постепенно впрыскивают раствор 1000 г сахарозы в 1500 см3 воды. Перемешивание проводят в течение 30 мин при комнатной температуре. Включают обогрев и при 80 С и вращении колбы сушку проводят в течение 5 ч до сыпучего состояния с влажностью 8%. Далее высушенный образец помещают в трубчатый стеклянный реактор и пиролизуют в токе азота (скорость подачи 3 м3/ч) в режиме кипящего слоя в течение 60 мин при температуре 600°С. Затем реактор охлаждают в токе азота и сорбент выгружают.

Характеристики сорбента следующие: величина удельной поверхности 250 м2/г, объем пор 0,35 см3/г, содержание углерода 7,0 мас.%, величина водородного показателя рН водной вытяжки 7,8, адсорбционная способность по красителю метиленовому голубому 0,023 г/г сорбента.

После соответствующей промывки и подготовки сорбента как гемосорбента сорбент извлекает витамин В12 (маркер среднемолекулярных токсинов) из водного раствора не менее чем на 70%.

Сорбент удовлетворяет ФС 32-83-96 и ТУ 64-6-401-87.

Пример 6

Аналогичен примеру 5, отличается температурой пиролиза - 500°С.

Таблица
Физико-химические характеристики сорбентов по примерам 1-5
Пример Размер гранул Аl2О3, мм Источник углерода Условия пиролиза: Т°С. Время, мин С, мас. % Вели-чина pН Sуд, м2 Vпop, см3 Адсорбция МГ, г/г
1 0,4-1,0 Лимонная кислота 650 30 10 6,5 230 0,32 0,025
2 0,1 Лимонная кислота, сахароза 550 30 5 7,1 115 0,2 0,015
3 0,2-0,8 Сахароза 600 40 7 7,3 256 0,31 0,021
4 0,4-1,0 Лактоза 550 60 5,7 6,8 235 0,3 0,019
5 0,2-0,8 Сахароза 600 60 7,0 7,8 250 0,35 0,023
6 0,2-0,8 Сахароза 500 60 7,0 7,8 250 0,35 0,019
Обозначения: Т°С - температура пиролиза, рН - водородный показатель, Sуд, м2/г - удельная поверхность, Vпop, см3/г - объем пор, МГ - краситель метиленовый голубой

Как видно из примеров в таблице, предложенный способ получения углеродминерального сорбента разного гранулометрического состава позволяет удешевить технологию получения сорбента, использовать экологически безопасный источник углерода, уменьшить энергоемкость процесса снижением числа высокотемпературных стадий в 2 раза при меньших температурах обработки до 650°С. При этом сохраняются качество и физико-химические параметры структуры и адсорбционные характеристики (соответствие ФС и ТУ).

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 116.
27.01.2013
№216.012.1f1d

Литий-кобальт-оксидный материал и способ его приготовления

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Литий-кобальт-оксидный материал имеет состав LiCoO, где х может принимать значения от+0,2 до -0,2, постоянную сумму коэффициентов атомного содержания X+Y=2,0 и представляет собой диамагнитную матрицу на основе кристаллитов LiCoO,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473466
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.04.2013
№216.012.3980

Катализатор, способ его приготовления (варианты) и способ очистки отходящих газов от оксидов азота

Изобретение относится к катализатору, способу его приготовления и способу очистки отходящих газов от NO в окислительных условиях в присутствии углеводорода. Катализатор для очистки отходящих газов от оксидов азота каталитическим восстановлением метаном в окислительной атмосфере, содержит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480281
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.06.2013
№216.012.4b72

Регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, способ регенерации дезактивированного катализатора и процесс гидроочистки углеводородного сырья

Изобретение относится к регенерированному катализатору гидроочистки, способу регенерации дезактивированных катализаторов и способу гидроочистки нефтяных дистиллятов. Описан регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, имеющий объем пор 0,3-0,8 мл/г, удельную поверхность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484896
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c32

Способ прямой конверсии низших парафинов c-c в оксигенаты

Изобретение относится к способу прямой конверсии низших парафинов С-С в оксигенаты, такие как спирты и альдегиды, которые являются ценными промежуточными продуктами органического синтеза и могут применяться в качестве компонентов моторного топлива и/либо исходного сырья для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485088
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.503d

Способ получения фотокаталитически активного диоксида титана

Изобретение может быть использовано в производстве пигментов, керамики, адсорбентов, косметики, антибактериальных препаратов, катализаторов. Способ получения фотокаталитически активного диоксида титана из четыреххлористого титана включает осаждение диоксида титана одновременным сливанием в воду...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486134
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5c25

Элемент каталитической насадки (варианты) и способ осуществления экзотермических каталитических реакций

Изобретение относится к области каталитического сжигания топлив, а именно к способам приготовления элементов малообъемных каталитических насадок для осуществления сжигания газообразных, жидких и твердых топлив в организованном псевдоожиженном слое частиц инертного материала. Описан элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489210
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.614f

Каталитический реактор - парогенератор

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при экологически безопасной выработке пара для получения электроэнергии и теплоснабжения потребителей. Технический результат заключается в снижении расхода дефицитного и дорогостоящего катализатора и уменьшении содержания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490543
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.09.2013
№216.012.6e5f

Поглотитель, способ его приготовления (варианты) и способ удаления диоксида углерода из газовых смесей

Изобретение относится к области адсорбционного разделения газов. Предложен поглотитель диоксида углерода, содержащий карбонат калия, нанесенный на пористую матрицу из оксида иттрия. Описаны два варианта метода приготовления поглотителя. Предложен способ удаления диоксида углерода из газовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493906
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.09.2013
№216.012.6eea

Способ получения диоксида титана

Изобретение может быть использовано для получения диоксида титана с высокой дисперсностью, применяемого в качестве фотокатализатора для процессов фотокаталитической очистки воды и воздуха, а также в качестве адсорбента, пигмента или носителя активного компонента для приготовления катализаторов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494045
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.78c3

Катализатор гидрооблагораживания

Изобретение относится к области разработки катализатора гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы. Описан катализатор гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы, который является композитом, содержащим никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496577
Дата охранного документа: 27.10.2013
Показаны записи 1-10 из 149.
27.01.2013
№216.012.1f1d

Литий-кобальт-оксидный материал и способ его приготовления

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Литий-кобальт-оксидный материал имеет состав LiCoO, где х может принимать значения от+0,2 до -0,2, постоянную сумму коэффициентов атомного содержания X+Y=2,0 и представляет собой диамагнитную матрицу на основе кристаллитов LiCoO,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473466
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.04.2013
№216.012.3980

Катализатор, способ его приготовления (варианты) и способ очистки отходящих газов от оксидов азота

Изобретение относится к катализатору, способу его приготовления и способу очистки отходящих газов от NO в окислительных условиях в присутствии углеводорода. Катализатор для очистки отходящих газов от оксидов азота каталитическим восстановлением метаном в окислительной атмосфере, содержит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480281
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.06.2013
№216.012.4b72

Регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, способ регенерации дезактивированного катализатора и процесс гидроочистки углеводородного сырья

Изобретение относится к регенерированному катализатору гидроочистки, способу регенерации дезактивированных катализаторов и способу гидроочистки нефтяных дистиллятов. Описан регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, имеющий объем пор 0,3-0,8 мл/г, удельную поверхность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484896
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c32

Способ прямой конверсии низших парафинов c-c в оксигенаты

Изобретение относится к способу прямой конверсии низших парафинов С-С в оксигенаты, такие как спирты и альдегиды, которые являются ценными промежуточными продуктами органического синтеза и могут применяться в качестве компонентов моторного топлива и/либо исходного сырья для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485088
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.503d

Способ получения фотокаталитически активного диоксида титана

Изобретение может быть использовано в производстве пигментов, керамики, адсорбентов, косметики, антибактериальных препаратов, катализаторов. Способ получения фотокаталитически активного диоксида титана из четыреххлористого титана включает осаждение диоксида титана одновременным сливанием в воду...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486134
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5c25

Элемент каталитической насадки (варианты) и способ осуществления экзотермических каталитических реакций

Изобретение относится к области каталитического сжигания топлив, а именно к способам приготовления элементов малообъемных каталитических насадок для осуществления сжигания газообразных, жидких и твердых топлив в организованном псевдоожиженном слое частиц инертного материала. Описан элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489210
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.614f

Каталитический реактор - парогенератор

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при экологически безопасной выработке пара для получения электроэнергии и теплоснабжения потребителей. Технический результат заключается в снижении расхода дефицитного и дорогостоящего катализатора и уменьшении содержания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490543
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.09.2013
№216.012.6e5f

Поглотитель, способ его приготовления (варианты) и способ удаления диоксида углерода из газовых смесей

Изобретение относится к области адсорбционного разделения газов. Предложен поглотитель диоксида углерода, содержащий карбонат калия, нанесенный на пористую матрицу из оксида иттрия. Описаны два варианта метода приготовления поглотителя. Предложен способ удаления диоксида углерода из газовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493906
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.09.2013
№216.012.6eea

Способ получения диоксида титана

Изобретение может быть использовано для получения диоксида титана с высокой дисперсностью, применяемого в качестве фотокатализатора для процессов фотокаталитической очистки воды и воздуха, а также в качестве адсорбента, пигмента или носителя активного компонента для приготовления катализаторов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494045
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.78c3

Катализатор гидрооблагораживания

Изобретение относится к области разработки катализатора гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы. Описан катализатор гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы, который является композитом, содержащим никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496577
Дата охранного документа: 27.10.2013
+ добавить свой РИД