6.Методика получения га двойным твердофазным синтезом

Одним из возможных вариантов синтеза ГА является его твердофазный синтез. В качестве исходных компонентов используют Са(NO₃ )₂,H₃PO₄. Для увеличения дисперсности продукта исходные компоненты растворяют в воде, а затем к ним добавляют аминоуксусную кислоту( глицин). Смесь подвергают пиролизу при температуре 550⁰С, при этом протекает химическая реакция:

5Са(NO₃)₂*4H₂O+3H₃PO₄+10NH₂CH₂COOH=Ca₅(PO₄)₃OH+10N₂+

+10CO₂+10C

Добавление в систему Са(NO₃)-H₃PO₄ глицина, с одной стороны подавляет выделение окислов N(за счет протекания окилительно-восстановительного процесса), с другой –приводит к образованию углеродистого остатка, на поверхности которого диспергируется ГА.

Процесс протекает интенсивно при температуре 550⁰С, аналогично процессу синтеза металлооксидных катализаторов для синтеза углеродных нанотрубок.

На второй стадии процесса промежуточный продукт, содержащий углерод окисляется на воздухе при температуре 800⁰С в течение 10-15 минут, при этом углерод окисляется, а в остатке остается однородный мелкокристаллический продукт и некоторое количество СаСО₃ и СаНРО₄, очевидно являющихся промежуточными веществами в процессе синтеза.

4.6.Методика атомно-адсорбционного анализа

Атомно-адсорбционный анализ проводят с использованием предварительной калибровки по ванадию, серы, никеля и молибдена на водородной плазме на многоканальном детекторе по 72 импульса в секунду, с введением 0,3 масс. Твердой фазы, усиление 48-32. атомно-адсорбционный анализ проводится на спектрометре «ИСП-30» в дуге переменного тока. Сила тока 17 А, величина щели 3 мм. Спектр испускания смещается в область 2000-7000А.

Навеска берется с точностью до 5 знака, помещается в чашечку углеграфитового электрода, который затем закрепляется в кронштейне держателя спектрометра.

Сверху устанавливается второй графитовый электрод. Ручкой реостата регулируется необходимая сила тока. По мере прогорания электроды пододвигаются друг к другу так, чтобы зазор между ними не превышал 2 мм.

Спектр фиксируется на фотопластинке, которую после каждого образца перемещают на 3 мм вверх. Для лучшей воспроизводимости результатов для каждого образца проводят по три опыта.

После окончания работы фотопластинку вынимают из прибора и проявляют. Проявленную пластинку помещают в фотоувеличитель, где отображение проецируется на большой экран. На увеличение изображения снятого спектра накладывается лист с нанесенными на него опорным спектром и атласом спектральных линий различных элементов. Предел обнаружения по ванадию составляет 1,3 мкг/дм³, длина волны 318,5 нм

4.8.Обсуждение результатов

При проведении серии экспериментов с использованием в качестве катализатора гидроксилапатита и сравнение его эффективности с эффективностью цеолитсодержащего катализатора деметаллизации можно судить о том, что гидроксилапатит может применяться как высокоэффективный катализатор деметаллизации.

Так как в промышленности используют непрерывные процессы, в качестве реакторов деметаллизации были выбраны установки с неподвижным слоем катализатора и установка проточного реактора и исследованы степени извлечения ванадия и никеля на данных моделях.

На рисунках 1,2 представлена зависимость степени извлечения металлов при использовании цеолитсодержащего промышленного катализатора и ГА в реакторе с неподвижным слоем катализатора. Из представленных зависимостей заметно увеличение степени извлечения металлов при использовании ГА .

На рисунках 3,4 представлена зависимость степени извлечения ванадия и никеля в проточном реакторе при использовании цеолитсодержащего катализатора и использовании ГА. В зависимости от времени пребывания и концентрации ГА в реакторе заметно возрастает его эффективность по сравнению с цеолитом.

На основании экспериментальных данных на установках с неподвижным слоем катализатора( гранулированный катализатор) и в проточном реакторе(дисперсный ) были предложены промышленные установки процесса деметаллизации с использование в качестве катализатора ГА.