Адсорбционные и кинетические закономерности поверхностных окислительно-восстановительных реакций оксидов азота и углерода(II) на алюмомедноникелевых системах

• Автор: Ливенцев, Павел Валерьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Реакции каталитического превращения 0 до Ы2

1.2 Термокаталитическое разложение оксидов азота

1.2.1 Разложение 0

1.3 Каталитическое восстановление ГЮХ

1.3.1 Восстановление ГЮХ водородом

1.3.2 Восстановление 0.4 монооксидом углерода

1.3.3 Восстановление ГЮХ аммиаком

1.3.4 Восстановление ИОх углеводородами

1.4 Катализаторы очистки

1.4.1 Катализаторы на основе благородных металлов
1.4.2 Алюмосиликаты, катионзамещенные цеолиты, перовскиты
1.4.3 Катализаторы на основе оксидов металлов
1.5 Механизмы реакций очистки газовых выбросов
1.5.1 Примеры механизмов каталитического восстановления
1.5.1.1 Восстановление ЫОх водородом
1.5.1.2 Восстановление 0 монооксидом углерода
1.6 Влияние ультразвука на каталитические процессы
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1 Описание установок и методика проведения опытов
2.1.1 Микроимпульсная установка
2.1.2 Установка ультразвуковой обработки
2.1.3 Проточная установка 3
2.1.4 Установка электрогидравлического удара
2.2 Реактивы и оборудование
2.3 Характеристика и методы приготовления полиметаллических систем
2.4 Исследование активности полиметаллических систем методом температурно программированной десорбции реагентов
2.5 Физикохимические методы исследования полиметаллических систем Выводы к главе 2
Глава 3. Окислительновосстановительное превращение оксидов азота и углеродаН на биметаллических системах
3.1 Алюмоникельмедные системы, приготовленные методом пропитки носителя растворами активного компонента
3.2 Формирование апюмоникельмедных систем в высоковольтном короткоимпульсном электрическом разряде
3.3 Формирование алюмоникельмедных систем в ультразвуковом поле
3.4 Сравнительная характеристика методов приготовления католических систем
3.5 Ультразвуковое формирование алюмокалийтитанатсодержащих систем
3.6. Гетерогенизация металлокомплексных соединений меди
на оксиде алюминия
Выводы к главе 3
Глава 4. Влияние состояния поверхности алюмоникельмедных систем на
реакцию окислительновосстановительного превращения оксидов азота и углерода И
4.1 Физикохимические исследования системы
3 Си, 2 Ы1А ВКЭР
4.2 Физикохимические исследования системы 3 Си, 2 ЖАЬОз УЗО и сравнительный анализ относительно алюмоникельмедных систем, полученных различными способами
Выводы к главе 4
Глава 5. Исследование адсорбционных свойств алюмоникельмедных систем методом температурнопрограммированной десорбции оксидов азота и углеродаИ
5.1 Темпсратурнопрограммированная десорбция оксидов азота и
углеродаИ на системе 3Си,2Ы1уА0з, приготовленной методом пропитки
5.2 Температурнонрограммированная десорбция оксидов азота и
углеродаН на системе 3Си,2Ы1уАОз, приготовленной методом ультразвукового воздействия
5.3 Температурнопрограммированная десорбция оксидов азота и
углеродаП на системе 3Си,2К1уА0з, приготовленной методом электрогидроудара
5.4 Температурнопрограммированная дбеорбция оксидов азота и
углеродаИ на системе 3СиуАОз, приготовленной методом пропитки носителя медным комплексом
5.5 Сравнительная характеристика адсорбционнодесорбционных 0 свойств алюмоникельмедных систем в превращении оксидов азота и углерода, приготовленных различными методами
Выводы к главе 5
Выводы
Список используемой литературы


В данной работе проведены исследования по созданию многокомпонентных систем для селективной по азоту реакции окислительновосстановительного взаимодействия оксидов азота и монооксида углерода. Целыо работы являлось разработка физикохимических основ формирования алюмомедноникелевых композиций, определение адсорбционных
и кинетических закономерностей поверхностных реакций между оксидом азота и оксидом углеродаП. ВКЭР. Научная новизна. Проведено систематическое изучение влияния экстремального воздействия гидравлического и кавитационного импульсов, инфра и ультразвукового колебаний, сопровождающих высокочастотный короткоимпульсный электрический разряд, а также средне частотно го ультразвукового воздействия на физикохимические свойства алюмоникельмедных систем и их активность в реакции взаимодействия оксидов азота и углерода. Разработан способ создания алюмоникельмедных систем с высокоразвитой удельной поверхностью и формирования новых активных центров шпинельного типа, характеризующихся низкой энергией активации реаги
рующих молекул окислительновосстановительной реакции оксидов азота и углеродаН. Изучена динамика адсорбционных и десорбционных актов всех компонентов реакционной смеси и показано, что УЗВ и ВКЭР являются эффективными способами получения алюмоникельмедных композиций с центрами поверхности слабоадсорбированных форм реагентов. Практическая ценность работы. Разработаны способы создания новых материалов с заданными свойствами, базирующиеся на воздействии физических факторов электрического разряда и ультразвуковых колебаний. Разработаны высокоэффективные алюмоникельмедные композиции, селективные по азоту в восстановлении оксида азотаП между оксидом углерода для процессов детоксикации промышленных газовых выбросов и выхлопных газов автотранспорта. Алюмоникельмедные системы, синтезированные в условиях ВКЭР и УЗВ, проявляют активность в комплексном обезвреживании 0 и СО уже при температуре С, что особенно важно при очистке газовых выбросов двигателей внутреннего сгорания, работающих на холостом ходу. Положения, выносимые на защиту
1 Способы получения алюмоникельмедной композиции 2 Ы1, 3 Сиу А0з с заданными свойствами, благопреядствующей ускорению гете
рогенной реакций восстановления оксида азота монооксидом углерода под воздействием ультразвука или электрического разряда. Эффект повышения активности алюмоникельмедных систем в осуществлении реакции окислительновосстановительного взаимодействия между оксидом азотаН и оксидом углеродаН за счет создания высокоразвитой удельной поверхности, микропористости, многофазных активных центров поверхности, низкотемпературной десорбция реагентов и полупродуктов реакции. ИКспектроскопия, электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ, тепловая десорбция аргона, газожидкостная хроматография, термопрограммированная десорбция на экспериментальной базе Института химии СГУ, Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова с применением статистических методов и компьютерной техники для обработки результатов. Публикации и апробация работы. Основные результаты диссертации опубликованы в научных работ, из них одно учебное пособие, один патент, 2 статьи в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК, 6 статей в сборниках научных трудов, 6 тезисов докладов конференций. Х1Л1 Всероссийской конференции по проблемам математики, информатики, физики и химии, Общероссийской с международным участием научной конференции Полифункциональные химические материалы и технологии, 5м Международном конгрессе по управлению отходами и природоохранным технологиям ВайстТэк, IX Международной научной конференции Химия твердого тела монокристаллы, наноматериалы, нанотехнологии Кисловодск, . Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка используемой литературы из 6 наименований. Работа изложена на 8 страницах машинописного текста, содержит рисунка и таблиц. ГЛАВА 1. Очистка газовых выбросов от ЫОх основана на их восстановлении или разложении до молекулярного азота. Процесс очистки проводят в присутствии катализаторов и при высоких температурах. При этом протекают следующие стехиометрические реакции8.