Хлорид алюминия на наполнителе для колонны

[Phobos]

Есть некая реакция, протекающая в противоточной колонне - реагент А (жидкий) со взвесью хлорида алюминия подается сверху, реагент Б снизу, конверсия по Б полная, реагент А и продукт С идут наматывать дальнейшие круги, пока соотношение А к С не станет приемлемым. При этом наполнитель колонны - обычные инертные керамические фигнюшки, их предназначение только механически увеличить площадь соприкосновения (реагенты А и Б не смешиваются).
А есть способы как-то усовершенствовать наполнитель (стеклянные или керамические шарики, спиральки и загогулины) путем увеличивания их пористости и импрегнации поверхности этим же самым хлоридом алюминия или подобной кислотой Льюиса?

[avor]

Я так понимаю фаза с А и С тяжелее(выше по плотности чем, фаза с Б). И реагент Б берется в недостатке? Берем фазу А наливаем в колонну, а дне колонны делаем бурбулятор типа распылителя для душа через который подаем снизу фазу с Б. Да, тертически шарики или цилиндрики силикагеля или цеолита с хлоридом алюминия наверное сделать можно, но этож сколько возни понадобится, что бы найти производителя такой фигни или разработать процесс по получению такой фигни.
А еще можно сделать реактор смешения. Где фазы взбучиваются мешалкой и двигаются в противотоке через батарею таких бочек, а между бочками сепарируются в сепаратарах(отстойниках).

[Phobos]

Я не хочу влезать во все ограничения и объяснения почему нельзя "сделать лучше по-другому".
Имхо, шарики и цилиндрики из пористого стекла нет проблем получить. Хлорид алюминия имеет некую растворимость в хлороформе, не вижу проблем пропитать их раствором и высушить под вакуумом.
Могут быть вещества, позволяющие ковалентную связь люминия с поверхностью через ОН группы или просто удерживающие за счет физической адгезии.

[avor]

Я не хочу влезать во все ограничения и объяснения почему нельзя "сделать лучше по-другому".

О так тогда вам виднее. Непонятно только в чем вопрос? Неорганики вам тут много чего могут порассказать про взаимодействие оксидов кремния и алюминия между собой. Насколько это имеет практическую ценность в вашем случае они не скажут. А проверять все равно вам. Если у вас есть доступ к пористому стеклу не хроматографических, а каталитических типоразмеров, то кто вам мешает попробовать.

[Iskander]

Нужен именно хлорид алюминия или пойдут любые суперкислоты Льюиса?

[Phobos]

Ну, у неоргаников обычно свои задачи - посадили нанослой на нанотрубку, померяли рентгены, электронный микроскоп и прочее, исполнили радостный танец вокруг и на этом все. Как бы прикладная часть использования в синтезе их уже мало волнует.
В органике сама тема "immobilized aluminium chloride catalyst" гуглится, но неохотно.
Искандер, пойдет любая сравнимая по силе кислота, но чтоб не дорого - а то всякие экзотические ионные жидкости в четверть годового оборота продукта обойдутся

[IB]

Не уверен, что пригодится, просто вспомнилась статья, которая когда-то мне попалась во время поиска, а именно о примитивно иммобилизированном хлорид алюминия на оксиде кремния и инкорпорированного в полистирол в качестве катализатора. Подход скорее "дженерик", но ссылку дам на ту саму второсортную статью - 10.1080/10426500903496721. Просто потому, что склонен в данном случае верить (просто в той области вранья очень много, и на этом фоне результаты более менее логичны). Вряд ли серьёзно пригодится, но может не помешает:

Код: Выделить всё

Ps-AlCl3 was prepared by the addition of AlCl3 to polystyrene (8% divinylbenzene)
in carbon disulfide under reflux conditions. SiO2-AlCl3 was prepared by treating silica gel
with AlCl3 in refluxing carbon tetrachloride. Sulfinylation of different kinds of arenes with
thionyl chloride in the presence of these catalysts was carried out at room temperature in
CH2Cl2, which proved to be the solvent of choice among other organic solvents (Table I).
The optimum molar ratio of Ps-AlCl3 to arene was 0.15:2 and for SiO2-AlCl3 was 0.1:2.
It was observed that both activated and weakly deactivated arenes gave the corresponding
sulfoxides in high to excellent yields (Table I, entries 1–12) 

[Phobos]

Есть, кстати, интересная технология посадки катализаторов на полистиреновые шарики, полученные полимеризацией эмульсии стирена в воде, а потом органика сжигается в печке и остается такое сетчатое папье-маше, типа абажуров из ниточек на шарике. Каталитические свойства могут интересные получиться.

[amik]

А вот это уже "наукой" попахивает

[Phobos]

Вот сумеете засунуть в формулу или хотя бы в критериальное уравнение диаметр частиц, толщину покрытия, пористость, условия реакции и выход продукта - тогда будет наука. А иначе - удовлетворения своих комплексов....так, пора самоцензуру вводить и заткнуться на эту тему.

[Iskander]

А вот это уже "наукой" попахивает

Это попахивает миндалём. На финише такой полимеризации остаток стирола окисляется до бензальдегида. А потом, при пиролизе - стиролом.

[Iskander]

В общем, носитель я бы попробовал сделать так:
1 вымачиваем в соляной кислоте кремнезёмистые кольца Рашига или иной сорбент. Сушим промывкой растворителем, сначала спиртом, затем абсолютным толуолом или метиленом. Это переводит всякие оловые связи в оксоловые и активирует материал.
2 обрабатываем раствором хлористого алюминия и потом подогреваем.
3 снова промывка метиленом.

Как варианты - хлорид титана или олова вместо хлорида алюминия.

Альтернативный вариант - вымачиваем кремнезём в фосфорной кислоте, сушим и прокаливаем до образования фосфатов кремния.
Видел какие-то варианты запекания двуокиси титана или циркония с серной кислотой, но это уже из экзотики.

[IB]

Видел какие-то варианты запекания двуокиси ... циркония с серной кислотой, но это уже из экзотики.

Ну это классическая sulfated zirconia, одна из самых сильных твердотельных суперкислот, правда Брёнстеда. Ну и одна из самых используемых в своём классе в лабораторных исследованиях. Статей по ним просто немерянная куча. Но вот беда, работать с этими материалами нужно аккуратно, воду они понятно не любят, в том смысле, что их суперкислотность тухнет. Но в данном случае ещё важнее то, что как кислоты Льюиса они никакие.

[Iskander]

Это да.

Просто под экзотикой я подразумевал материал для колец Рашига или иного наполнителя колонн. Делать их из спечённой двуокиси титана или циркония можно, конечно, но мне кажется, что это всё-таки большая редкость.

[ChemNavigator]

их предназначение только механически увеличить площадь соприкосновения (реагенты А и Б не смешиваются).

Можно рассмотреть такой вариант. Берём растворитель, в котором хорошо растворяются оба реагента А и Б, потом на основе формулы этого растворителя выбираем сшитый полимер с соотв. группами. Например, если А и Б растворяются в толуоле, то полистирол, если в хлористом метилене, то ПВХ или поливинилиденхлорид, если в NMP то сшитый поливинилпирролидон и т.д. Тогда такой твёрдый материал можно использовать в качестве наполнителя вместо стеклянных шариков (он будет адсорбировать оба реагента А и Б и действовать как со-растворитель).

[Phobos]

Дык они этот полимер развалят и растворят, как ДХМ полистирол...Лучше уже на силику сажать цепочки обратной фазы с определенными функциональными группами.

[ChemNavigator]

Если полимер сшитый, то он будет только набухать, но не растворяться. Посадить такие группы на силику - тоже вариант. Хотя, там ещё надо чтобы AlCl3 не действовал на этот полимер или группы.

[Phobos]

Набухающий полимер в колонне - это не есть хорошо.

[Maloy]

В органике сама тема "immobilized aluminium chloride catalyst" гуглится, но неохотно.

нужно искать по словам anchored или amphigeneous, например:

Код: Выделить всё

DOI: 10.1016/j.fuproc.2013.02.017

[Phobos]

Силика как раз менее привлекательна для меня. Какие нибудь пористые керамические кольца или наполнитель из пористых стеклянных шариков...