Способ каталитически индуцированного гидролиза и переработки растворов борогидрида металла - RU2017132484A
Код документа: RU2017132484A
Формула
1. Способ получения М1-ВН4, включающий приведение в контакт М1-BO2 с металлом М2 в присутствии молекулярного водорода (Н2) в условиях, обеспечивающих образование М1-ВН4 и М2-оксида, причем М1 представляет собой металл, выбранный из I группы периодической таблицы элементов или сплавов металлов, выбранных из I группы периодической таблицы элементов, а М2 представляет собой металл или сплав металлов, выбранных из II группы периодической таблицы элементов, при условии что М2 не представляет собой Mg и М1 отличен от М2.
2. Способ получения катализатора разложения борогидрида металла, включающий осаждение сплава формулы M3xR на поверхности катода, причем такое осаждение проводят в растворе при индуцируемом постоянном потенциале катода, М представляет собой восстановленный металл, R представляет собой элемент, выбранный из Р, В и N, а х находится в интервале между 2 и 3.
3. Способ переработки оксида металла М2-оксид и металла М2, включающий:
введение в реакцию М2-оксида с углеводородом при температуре в интервале 1400-2200°С, с получением газообразных СО, Н2 и металла М2;
охлаждение до температуры ниже 600-700°С, с конденсацией металла М2;
отделение конденсированного металла М2 от CO и Н2;
введение в реакцию М2 с М1-BO2, согласно способу по п. 1, с получением М2-оксида; и
повторение предшествующих стадий столько раз, сколько это требуется.
4. Катализатор разложения борогидрида металла, полученный согласно п. 2. для применения с целью обеспечения заранее определенного количества водорода приведением в контакт катализатора разложения борогидрида металла со стабильным раствором борогидрида.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что М2 выбирают из Be, Са, Sr, Ва, и их сплавов или Mg-сплавов Be, Са, Sr и Ва.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивают давление молекулярного водорода по меньшей мере 10 бар (106 Па).
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что М1-BO2 и М2 обеспечивают в соотношении в интервале между 1:1 и 1:10.
8. Способ по п. 1, включающий:
введение М1-BO2 и сплава М2 в реакционный сосуд с получением реакционной смеси;
нагревание реакционной смеси в инертной атмосфере до заранее определенной температуры; и
введение Н2 в реакционный сосуд с получением при этом продукта реакции, включающего М1-ВН4,
где М1 представляет собой металл, выбранный из I группы периодической таблицы элементов, а М2 представляет собой сплав металлов, выбранных из II группы периодической таблицы элементов, при условии, что М2 не представляет собой Mg и М1 отличен от М2.
9. Способ по п. 2, отличающийся тем, что индуцируемый постоянный потенциал катода ниже, чем восстановительный потенциал катионов М3.
10. Способ по п. 2, отличающийся тем, что М3 выбирают из Со, Ni, Fe и любой их комбинации.
11. Способ по п. 2, отличающийся тем, что катод выбирают из субстрата на углеродной основе, металлического субстрата и субстрата на углеродной основе, в который внедрен металл.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что металлический субстрат выбирают из никелевой пластины, никелевой сетки, кобальтовой пластины, кобальтовой сетки, пластины из сплава Ni/Co, сетки из сплава Ni/Co, сетки из нержавеющей стали и сетки из нержавеющей стали, внедренной в ацетиленовую сажу.
13. Способ по п. 2, отличающийся тем, что указанный способ включает следующие стадии:
обеспечение раствора, содержащего источник катионов металла М3 и восстановитель, включающий элемент R;
погружение катода, анода и электрода сравнения в указанный раствор; и
пропускание тока между анодом и катодом, с индукцией постоянного электрического потенциала (Е) на катоде, если измерять его против электрода сравнения, что создает условия для восстановления М3 и окисления восстановителя, чтобы добиться осаждения сплава M3xR на катоде, причем указанный постоянный электрический потенциал имеет более низкое значение, чем восстановительный потенциал катиона металла М3.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанный источник катионов металла М3 представляет собой растворимую в воде соль металла М3.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что указанную растворимую в воде соль металла выбирают из CoCl2, CoSO4, Co(NO3)2 или любой их комбинации.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что указанную растворимую в воде соль смешивают по меньшей мере с одной солью из следующих: FeCl2, FeSO4, Fe(NO3)2, NiCl2, NiSO4, или Ni(NO3)2.
17. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанный восстановитель выбирают из гипофосфитов, борогидридов, аминоборанов, гидразина и формальдегида или любой их комбинации.
18. Способ по п. 13, дополнительно, включающий (е) отжиг катода при повышенной температуре в атмосфере инертного газа.
19. Катализатор разложения борогидрида металла, отличающийся тем, что такой катализатор включает проводимый субстрат, по меньшей мере частично покрытый кластерами сплава M3xR, при этом М3 представляет собой восстановленный металл, R представляет собой элемент, выбранный из Р, В и N, а х находится в интервале между 2 и 3; кластеры сплава M3xR имеют размер в интервале примерно между 0,3 и около 5 нм.
20. Устройство для получения газообразного водорода по мере необходимости из борогидрида металла, включающее сосуд для хранения водного раствора борогидрида металла и катализатор по п. 19, средства для приведения в контакт катализатора с указанным водным раствором борогидрида металла и средства для ликвидации такого контакта.
