Разработка бикомпонентных гидрофобных катализаторов изотопного обмена водорода с водой и окисления водорода

• Автор: Шкуренок, Даниил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Основные методы разделения изотопов водорода

1.2 Гидрофобные катализаторы процесса изотопного

обмена водорода с водой

1.3 Характеристики катализаторов

1.4 Основные стадии получения

гидрофобных катализаторов

1.5 Каталитическое окисление водорода

1.6 Выводы из литературного обзора
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ПОЛУЧЕНИЯ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ КАТАЛИЗАТОРОВ И ИЗМЕРЕНИЯ ИХ КАТАЛИТИЧЕСКИХ АКТИВНОСТЕЙ В ОТНОШЕНИИ ИЗУЧАЕМЫХ РЕАКЦИЙ
2.1 Приготовление гидрофобного платинового катализатора
2.2 Приготовление гидрофобного однокомпонентного палладиевого катализатора
2.3 Приготовление бикомпонентных катализаторов
2.4 Приготовление катализаторов из стабилизированных наночастиц металлов
2.5 Методика измерения каталитической активности в прямоточном реакторе в отношении реакции изотопного
обмена вода-водород
2.6 Расчет кинетических характеристик катализа гора в прямоточном реакторе

2.7 Методика проведения экспериментов в колонне с независимыми потоками
2.8 Расчёт массообменных характернетик колонны с независимыми потоками
2.9 Методика проведения экспериментов в низкотемпературном каталитическом
конвекторе водорода
ГЛАВА 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСЛЕНИЯ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1 Описание физико-химической модели процесса окисления
3.2 Предварительные эксперименты по приготовлению
образцов гидрофобных катализаторов
ГЛАВА 4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ОПЫТНЫХ ПАРТИЙ ГИДРОФОБНОГО ПАЛЛАДИЕВОГО КАТАЛИЗАТОРА И
РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ИСПЫТАНИЙ
4.1 Приготовление палладиевых катализаторов и определение их эффективности в отношении реакции изотопного обмена вода-водород
4.2 Испытание гидрофобного катализатора 1,2%
Рй/СП-30 в низкотемпературном каталитическом
конверторе водорода
4.3 Определение величины поверхности палладиевого катализатора
ГЛАВА 5. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ КАТАЛИТИЧЕСКИЙ
КОНВЕРТОР ВОДОРОДА
5Л Результаты экспериментов по окислению
водорода на гидрофобных платиновых катализаторах
5.2 Результаты экспериментов по окислению водорода на гидрофобном палладиевом и
бикомпонентном платино-палладиевом катализаторах
5.3 Окисление малых количеств водорода
5.4 Низкотемпературное окисление кислородом воздуха
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

эта энергия слишком велика, то поверхностная диффузия замедляется. Чтобы поверхностная диффузия и коалесценция были возможны, часть оторвавшихся атомов должна иметь достаточную подвижность. На ионных поверхностях атомы металлов связаны сравнительно слабо и поэтому достаточно подвижны. Отрыв атомов металлов от кристаллита достигает заметной скорости только при очень высоких температурах; исключение составляют только те случаи, когда на поверхности образуются какие-либо более прочно связанные частицы или когда металл активно реагирует с окружающей атмосферой.
Миграция и столкновения кристаллитов возможны только до тех пор, пока кристаллит не достигнет некоторого предельного размера; более крупные частицы становятся практически неподвижными. Для различных систем металл-носитель максимальный размер кристаллита колеблется. Например, для системы Р1/А1203 установлено, что частицы мигрируют, пока их радиус не превысит 5 нм, в тоже время для системы БП/АЬОз радиус мигрирующих частиц составляет 8-10 нм [71,72]. Более крупные частицы могут расти в результате переноса атомов с других частиц путем поверхностной диффузии или через газовую фазу.
Поверхностная диффузия должна протекать быстрее на гладкой поверхности и при слабом взаимодействии с носителем, но применяемые в катализе носители часто имеют сложный состав и неровную поверхность. Диффундирующие по поверхности атомы металла сильнее адсорбируются на различных ступеньках и дислокациях. В этих местах могут зарождаться и расти кристаллиты; такой процесс называется декорированием. Например, если с помощью частичной газификации сделать графит более неоднородным, то степень дисперсности платины на нем будет превышать степень дисперсности на исходном графите [71].