Формирование суспензионным методом многокомпонентных высокопористых покрытий на основе γ-Al2O3 на блочных носителях для Pt-Pd-Rh катализаторов очистки газов

• Автор: Дробаха, Григорий Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Катализаторы на блочных носителях

2. Способы получения каталитических покрытий

3. Свойства соединений и модификаций оксидов и гидроксидов алюминия

4. Церий, его соединения и свойства

5. Свойства системы А0зСе

6. Покрытия на основе системы А0зСе в катализе

7. Наночастицы благородных металлов в катализе

8. Свойства моно и дисахаридов как восстановителей

9. Механизм окисления СО на платиновых катализаторах
. Заключение
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 2. Формирование суспензионным методом
многокомпонентных высокопористых покрытий на основе
системы Се уА0з на блочных носителях для Р1РбКГ
катализаторов очистки газов
1. Методы исследования и исходные материалы
1.1. Методы исследования и приборы
1.2. Свойства исходного блочного кордиеритового носителя
1.3. Выбор исходных реагентов для приготовления суспензии
1.4. Свойства исходного бемита
2. Разработка методики одностадийного получения многокомпонентного каталитического покрытия
суспензионным методом
2.1. Разработка методов приготовления суспензий и
покрытий из них
2.1.1. Приготовление покрытий из водных и водноспиртовых суспензий бемита
2.1.2. Получение многокомпонентных покрытий
2.1.3. Определение оптимального состава
многокомпонентной суспензии
2.1.4. Получение катализатора Р1 Се уА БКН
2.2. Получение оксида церия
Глава 3. Результаты исследования физикохимических
характеристик разработанного многокомпонентного
покрытия на БКН.
1. Исследование морфологии поверхности и пористости покрытия
2. Обсуждение данных РФА разработанных многокомпонентных покрытий на БКН
3. Определение механической прочности покрытия и полученных образцов катализатора на БКН
4. Исследование равномерности распределения компонентов
покрытия
5. Испытания каталитической активности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
Список литературы


Тонкослойное покрытие, обеспечивая более прочное закрепление нанесенного активного компонента катализатора, способствуют его термической стабилизации и устойчивости к ядам типа сернистых и галогенных соединений, содержащихся в достаточно большом количестве в автомобильных выхлопах. Многие авторы подчеркивают 2,, что создание термостабильной подложки с высокоразвитой поверхностью на основе уА на поверхности сотового носителя на сегодняшний день является определяющей стадией в процессе создания высокоэффективного катализатора обезвреживания выхлопных газов автотранспорта от токсичных примесей, а увеличение прочности носителя и адгезии слоя ВН во многом гарантирует долговечность службы катализатора. Способы приготовления катализатических покрытий на на блочных носителях представлены в большом числе зарубежных и отечественных патентов, а также кратко изложены в работах по исследованию физикохимических свойств катализаторов, но, повидимому, самые передовые достижения в этой области являются производственной тайной и не публикуются . Благодаря высокоразвитой и термостойкой поверхности уА0з широко используется в качестве носителя для металлических Р1РбШ1 катализаторов конверсии СО, углеводородов и оксидов азота 1,3,. Гидроксиды и оксигидраты алюминия иили соли алюминия летучих кислот во многих случаях служат исходными или промежуточными веществами для получения ВН. Оксидное покрытие на основе уА0з получают обычно суспензионным или зольгель методом в щелочных средах при 9,5,5. В зависимости от задачи, для формирования на поверхности блока слоев уА0з с удельной поверхностью 00 м г и толщиной 0 мкм, нанесение проводят от 2 до 6 раз с промежуточными термообработками ТО ,,. Суспензии оксидов готовят в органических или водных растворителях с добавлением в качестве связующих компонентов органические кислоты, кремний или алюмоорганические соединения, основные соли и др. Этими суспензиями обрабатывают поверхность блочного носителя, удаляют остатки суспензии центрифугированием, носитель сушат и подвергают термообработке. Образующийся слой ВН, обычно уА0з, стабилизируют в основном добавками оксидов РЗЭ иили переходных металлов, чаще это Се. Равномерные и устойчивые пленки получаются пропиткой блоков суспензией, состоящей из оксинитрата алюминия и уА0з размером частиц 5 мкм, с последующей продувкой, сушкой и прокаливанием. Внесение пузырей воздуха в суспензию в процессе ее приготовления является одним из дефектов в суспензионном изготовлении керамики. Поэтому при приготовлении суспензии необходимо проводить ее дегазацию . Золь гель методом на поверхность материала блока осаждают сплошной или прерывающийся тонкий слой из геля гидроксида алюминия с последующей сушкой и повторением процесса нанесения, а затем прокаливанием при 00С и образованием оксида алюминия, на котором диспергируют активный компонент катализатора ,. Для получения геля сначала необходимо получить концентрированный и стабильный водный золь с низким соотношением аниона к катиону. Малый размер частиц гидрозоля нм способствует прохождению в них процессов оляции и оксоляции, уменьшая соотношение ОНТМе . В частицах золя образуются связи МеОМе, характерные для оксидов. Образуются коллоидные частицы, близкие по составу к оксидам и окруженные сольватными гидратными оболочками. В зольгель технологии стараются на первом этапе создать такие условия концентрация, , порядок смешивания, чтобы избежать образования гелеобразных осадков, состоящих из коллоидных частиц. Для получения осадков в виде золей необходимо, чтобы процессы старения не успели привести к образованию крупных и прочных агрегатов . При гидролизе солей металлов для получения золя с низким содержанием ОН Ме образующуюся кислоту быстро экстрагируют не смешивающейся с водой жидкостью, например органическими аминами типа 32, где i. Непрочные агрегаты разрушают при помощи химических реагентов пептизаторов, например, , СН3СООН, 3 и т. В результате получают прозрачный водный низковязкий золь. Анионы пептизатора сорбируются на частицах золя, что препятствует их слипанию и повышает устойчивость золя.