Бинарные Pt-Ni и Pd-Co катализаторы для конверсии NOx, CO и углеводородов

• Автор: Большаков, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 270 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ

Постановка задачи работы

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Платиновые катализаторы в конверсии ЫОх, СО и углеводородов

2.2. Взаимодействие 0 с оксидами с элементов

2.3. Восстановление 0 монооксидом углерода

на неплатиновых катализаторах

2.4. Роль кислорода в каталитической конверсии

2.5. Синергизм каталитических свойств многофазных катализаторов

3. ХИМИЧЕСКОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ БИНАРНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ

3.1. Химическая металлизация подложки
3.1.1. Кобальтирование
Исследование системы СоМ2Н4МН3Н
Исследование системы СоПН2Н4МН2 2С8МН3Н
3.1.2. Никелирование
Исследование системы 1ЧКМ2Н4МНзН
Исследование системы ММ2Н4Н2 гСБЫНзНгО
3.2. Двойные РРб комплексы предшественники 8 бинарных катализаторов
Синтез, строение, термическое разложение
3 4II4
i36I6 0.5 Н
Н35С Ц
i342 ОН 2
34I6
Морфология поверхности бинарных
катализаторов, полученных термическим разложением соответствующих двойных комплексов.
3.3. Окисление СО монооксидом азота на бинарных 6 i и катализаторах
I3
i 3
Эффект отрицательного хисдвига в спектрах РЭС
Изучение влияния дисперсности и
Возможные причины активации бинарных i и катализаторов
3.4. Модификация подложки на основе уА
3.4.1. Взаимное влияние ионов марганца и кобальта 9 на катализатора конверсии 0 СО
3.4.2.Поведение ионов кобальта в процессе 2 каталитической конверсии
3.4.3. Свойства легированного алюмината цинка
3.4.4. Возможность химической активации 8 многокомпонентной оксидной подложки
Изучение роли ТЮ
Системы
ТЮ2 Ог
тю2мосо
тю2 о2 со
ТЮ2 СоИ
УВа2Си0зу
Р1Ре4
Рс1СоР1М1 Се
3.5. Результаты испытаний Р1 и Рс1Со
бинарных катализаторов, нанесенных на металлизированную подложку
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В работах Матышака с соавторами 2 показано, что проявляют аддитивные свойства при взаимодействии с 0 СО в восстановительных условиях, но этого не наблюдается в условиях окислительной атмосферы. Изучение распределения СО между 0 и на 1г 3 и работа , посвященная исследованию взаимодействия СО и Н2 на 1г, ИЬ, РР и Р1 с использованием влажного модельного газа. При стехиометрических условиях и даже при окислительных условиях, селективность 1г катализаторов реакции 0 СОН2 выше, чем в случае других трех платиновых металлов. Селективность сильно зависит от концентрации металла в катализаторе и от размера частиц. Это подтверждает, что поверхностные процессы в значительной степени структурно чувствительны. Окисление СО пример структурно нечувствительной реакции, которая находится в сочетании со структурно чувствительной реакцией восстановления 0. Селективность по 0 сильно зависит от размера частиц. Однако общая зависимость от времени контакта показывает, что все поверхностные процессы происходят одновременно. Это следует иметь в виду, когда обсуждается механизм. Наименьшая селективность катализатора наблюдается в случае нанесенного Рс1. Наибольшая селективность катализатора наблюдается в случае использования 1г, нанесенного на керамическую подложку 0,3 и имеющего 0 дисперсность. Хемосорбция 0 или продуктов его диссоциации сдерживают реакцию окисления СО на НЫА3. Это сдерживание более ярко выражено на НИ, чем на других платиновых металлах Рс1 и РЦ. Последовательность образования нефиксированнных продуктов восстановления И2 и Ы может быть ключем к поверхностным процессам. На некоторых неплатиновых оксидах бэлементов показано, что Ы является промежуточным соединением при восстановлении 0 до И2. Это подразумевает, что происходит спаривание перед тем, как второй кислород удаляется из двух молекул 0, препятствуя прямому спариванию адсорбированных атомов азота. Образование И на ИМвЮг 4,6 ИИ исследовано в работе . При низкой температуре 0 С наблюдалась низкая конверсии и при восстановительных условиях наблюдалось постоянное соотношение ЫЧ23. В работе высказано предположение , что восстановление М монооксидом углерода отлично восстановления 0 монооксидом углерода с промежуточным образованием Ы. Причины этого различия в сильном заряде поверхностных адсорбционных центров когда присутствует 0 при их отсутствии поверхность покрывается СО, и присутствует в случае равной концентрации СО и атомов . Образование 2 за счет рекомбинации атомов во внимание не принимается. В работе с использованием Хюккелевского приближения рассмотрены различные конфигурации 0, адсорбированного на ИИ, Р1, Рс1. Поскольку склонность к образованию связи МЫ у различных платиновых металлов различны, внимание сфокусировано на образовании 2 из различных линейных адсорбированных молекул 0. Диссоциативная адсорбция протекает, прежде всего, на поверхности родия. Этот результат хорошо коррелирует с положением уровня Ферми в металлах по отношению к молекулярным орбиталям 0 в ИИ уровень Ферми находится выше антисвязывающих орбиталей, в то время как у Рб и И ниже. Таким образом, дополнительный заряд переносится с поверхности ИИ на антисвязывающие орбитали 0, ославляя связь 0. Рф первоначальный заряд с антисвязывающих орбита л е переносится на поверхность Рб или Р1, укрепляя связь 0. В случае всех трех платиновых металлов образование М2 приводит к прочной связи ГМЫ и слабой связи 0, что значительно отличается от прочности связи как в свободной, так и в адсорбированой молекулы 0. ЫЫ и МО перекрываются , связываясь в гипонитритные структуры в большей степени на ИИ, чем на Р1 и ИИ. Однако ИГ легче восстанавливает адсорбированные молекулы 0 до
молекулярного азота через промежуточное образование спаренного 0. Механизм восстановления 0 на ТО изучается длительное время. Элементарные стадии гетерогенного восстановления 0 монооксидом углерода включает молекулярную адсорбцию, диссоциацию 0, перегруппировка поверхностных центров и, наконец, десорбцию образовавшихся продуктов. Ниже приведены возможные элементарные стадии, которые могут быть в равновесии при различных условиях. Заметим, что СО не имеет склонности к диссоциации. Возможны перегруппировки, десорбция и миграция.