Preparation de Pt/C 5% via reduction au formate

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Preparation de Pt/C 5% via reduction au formate

Messagepar Sachemist » 20 Mars 2017, 23:26

Bonjour à tous,

Les préparations habituelles de catalyseurs sur charbon actif se font habituellement par réduction de composés de palladium ou platine (ex : chlorure de palladium, hexachloroplatinate...) en présence de charbon activé par le formaldehyde en milieu basique :

Palladium on carbon catalyst (5% Pd). A suspension of 93 g. of nitric acid-washed Darco G-60 (Note 10) in 1.2 l. of water contained in a 4-l. beaker (Note 3) and (Note 4) is heated to 80°. To this is added a solution of 8.2 g. (0.046 mole) of palladium chloride in 20 ml. (0.24 mole) of concentrated hydrochloric acid and 50 ml. of water (Note 2). Eight milliliters (0.1 mole) of 37% formaldehyde solution is added. The suspension is made slightly alkaline to litmus with 30% sodium hydroxide solution, constant stirring being maintained. The suspension is stirred 5 minutes longer. The catalyst is collected on a filter and washed ten times with 250-ml. portions of water. After removal of as much water as possible by filtration, the filter cake is dried (Note 11), first in air at room temperature, and then over potassium hydroxide in a desiccator. The dry catalyst (93–98 g.) is stored in a tightly closed bottle.


http://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=cv3p0685

Dans certains cas, l'ion formate peut servir de réducteur à la place du formaldehyde

The process of reducing [PtCl6]2- ion by sodium formate includes a number of consecutive stages: Pt (IV) -> Pt(II)-> Pt: the higher the (Cl-) concentration, the slower the process rate; the activation energy for the interval of 95-60°C is of 105kJ/mol.
The fractional conversion of the metal to powder achieves 99.9% in processing of chloro-amine compounds of platinum and palladium in sodium hydroxide solution by reducing agents (sodium formate, aluminum, hydrazine salts).
Platinum niello is produced by reaction of ammonium hexachloroplatinate with 2.5M solution of formic acid or sodium formate at 102 +/- 5°C; pH of 6.0-6.5 is supported with the help of NaOH (or NH3).


https://books.google.fr/books?id=6aP3te2hGuQC&pg=PA430&lpg=PA430&dq=platinum+reduction+sodium+formate&source=bl&ots=wQ2PARU-Yc&sig=D70OdX52FKFAym2_8k-ZciIv2H4&hl=fr&sa=X&ved=0ahUKEwiPg8WHpdLSAhVIBMAKHcYvCu8Q6AEIQjAJ#v=onepage&q&f=false


Page 430, Chemical reduction

Ayant préparé de l'hexachloroplatinate d'ammonium par dissolution d'une dizaine de g Pt métal dans l'eau régale, et précipitation avec NH4Cl, j'ai donc tenté d'adapter la seconde préparation pour préparer du Pt/C à 5% selon :

Dans un premier bécher de 1L sont préparés 400mL d'une solution à 2,5M d'acide formique.
Dans un second bécher sont suspendu 5,6g d'hexachloroplatinate d'ammonium (correspondant à 2,5g de Pt métal) dans 100mL d'eau distilée.
A la solution d'acide formique sont suspendu 50g de charbon actif (noix de coco, 1000m²/g, préalablement lavés à l'acide nitrique 20% pendant 2h et rincé à l'eau distillée) la suspension d'hexachloroplatinate ajoutée sous vive agitation puis le pH ramené à 7-8 à l'aide d'une solution d'ammoniaque. La solution est ensuite chauffée à 100°C jusqu'à réduction complète de l'hexachloroplatinate (environ 1h, disparition de la coloration jaune typique du platinate). La solution est alors filtrée sur fritté, rincé à l'aide de 5x 500ml d'eau distilée, et le catalyseur séché à 100°C.


IMG_3327.JPG
Précipitation de l'hexachloroplatinate


IMG_3331.JPG
Filtration du catalyseur après réaction (je n'ai pas pensé à prendre de photo pendant la réaction)


J'ai quelques interrogations sur la catalyseur obtenu, tout d'abord sur le pouvoir catalytique par rapport à un préparé par réduction par le formaldéhyde. La seconde concerne inhomogénéité du catalyseur (l'hexachloroplatinate n'est que très faiblement soluble dans l'eau par ailleurs).
Et un moyen simple de tester avant le pouvoir catalytique sans effectuer d'hydrogénation ?

Et si autres questions, remarques, etc... sont les bienvenues

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