Физико-химические основы формирования и механизм действия катализатора низкотемпературного окисления оксида углерода(II) в системе PdCl2 - CuCl2/y-Al2O3

• Автор: Титов, Денис Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 102 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

Классификация, характеристика, примеры низкотемпературных катализаторов окисления оксида углеродаИ

Оксидные катализаторы ОК

Металлические катализаторы МК

Оксиднометаллические катализаторы ОМК

Растворнные металлокомплексные катализаторы РМКК

Нанеснные метаппокомппексные катализаторы НМКК

Механизмы окисления оксида углеродаН в присутствии

комплексов палладия

Гомогенное окисление
Гетерогеннос окисление
Постановка задачи
Глава 2. Методика проведения экспериментов, анализов и
обработки результатов
Методика проведения экспериментов по испытанию образцов на каталитическую активность
Методика получения оксида углеродаП
Методика проведения кинетических исследований
Обработка результатов кинетических измерений
Методика проведения хроматографического анализа
Методика расчта скорости образования диоксида углерода и материального баланса процесса окисления монооксида углерода
Методика приготовления образцов
Изучение образцов методом порошковой рентгеновской дифрактометриии
Исследование состояния и структуры компонентов каталитической системы методом изучения тонкой структуры края поглощения рентгеновского излучения ХАМЕЭ и методом изучения протяжнной осцилляционной тонкой структуры края поглощения рентгеновского излучения ЕХАЕЭ
Изучение образцов методом растровой электронной микроскопии .
Изучение образцов методом ИКФурьеспектроскопии диффузного рассеяния с использованием молекулзондов I
Глава 3. Результаты и их обсуждение
Поиск новых каталитических систем для низкотемпературного окисления оксида углеродаИв воздухе на основе хлоридов палладия и меди
Увеличение гидрофобных свойств носителя и готового стандартного катализатора
Промотирование катализаторов оксидами медиН, железаШ, серебра1 и медьюО
Поиск новых носителей для катализатора на основе хлоридов палладияН и медиН
Изучение фазового состава и структуры образцов методом порошковой рентгеновской дифрактометриии с использованием синхротронного излучения
Изучение микроструктуры образцов методом растровой электронной микроскопии РЭМ
Определение степени окисления и симметрии координационной сферы палладия и меди в исходных солях, пропиточных растворах и на поверхности носителя методом X
Изучение локального окружения палладия и меди в исходных солях, пропиточных растворах и на поверхности носителя методом X
Результаты изучения электронного состояния меди и палладия методом ИКФурьеспектроскопии диффузного рассеяния с использованием молекулзондов
Изучение катализатора методом I в условиях протекания реакции окисления оксида углеродаП в режиме .
Изучение катализатора методами X i i
Механизм формирования активного центра катализа
Результаты изучения кинетических закономерностей
Выводы
Список литературы


Особенностью НМК катализаторов является то, что они как правило характеризуются высоким содержанием драгметалла до 5 масс платины и палладия, до 3 масс золота. Исключение составляет катализатор с содержанием платины 0,0,1 масс, которая нанесена, на металлический, с алюминиевым покрытиемноситель, подвергнутый окислительнойобработке . Высокой активностью характеризуется сложный по составу катализатор на основе драгметаллов из группы платина, палладий, рутений, иридий или рутений и металла из группы I В, III В, VII В, VIII В предпочтительно медь, никель, марганец, серебро, лантан. Последние выступают в качестве промоторов применение, например, никеля 0,,8 масс для катализатора позволяет увеличить объмную скорость от 3, до 7, ч1 при сохранении степени превращения . Существенный недостаток НМК отравляемость парами воды. Например, на катализаторе платина 0,6 масс на модифицированном гидрофобным полимером активированном угле степень превращения оксида углеродаП во влажном воздухе снижается со 0 степень превращения при осушенном воздухе при прочих равных условиях испытания до ,3 при нагрузке ч1 и до ,2 при нагрузке 0 ч1 и начальной концентрации оксида углеродаП мгм3. Известен ряд катализаторов, активность которых достаточно высока при очистке увлажннных газовоздушных смесей например, катализаторы активированный уголь и активированный уголь . В некоторых случаях например, катализатор благородный металл на активированном угле их активность даже повышается при увеличении содержания воды в исходном газе. Стабилизация активности катализатора в условиях высокой влажности воздуха достигается в первую очередь подбором гидрофобного носителя пемза, диатомитовая земля, некоторые марки активированного угля и др. В некоторых случаях носитель предварительно обрабатывают с целью уменьшения его гидрофильных свойств. Достигается это либо модификацией активированного угля гидрофобным полимером до или после нанесения активного компонента , либо предварительным высушиванием нагреванием микропористого носителя, содержащего гидроксильные группы цеолит, оксид алюминия, оксид кремния1, алюмосиликат, оксид магния, оксид цирконияЬ, оксид IV . В качестве носителей применяют сложные композиции термоустойчивые материалы стекловолокно, керамика с нанесенными оксидом алюминия , оксидом олова1 , глинозмом или другими материалами традиционные оксидные носители например, оксид алюминия, с добавками оксидов лантана или редкоземельных металлов электропроводящие высшие оксиды 2гУ2Оз, ггСаО, Се Уз, ТЬУз, ВУ3 . Сложные по составу катализаторы применяют в шахтных фильтрах, противогазовых коробках, сигаретных фильтрах например, драгметалл или смесь драгметаллов платина, рутений, родий и палладий с промоторами переходные металлы железо, кобальт, ванадий, никель, марганец на диоксиде олова в качестве носителя может быть добавлен оксид сурьмыШ на металлической или неметаллической основе , в газоочистных установках на атомных подводных лодках и системах вентиляции сварочных устройств например, палладий, а также один и более металлов из группы платина, рутений, родий, иридий, и один или более металлов из группы медь, никель, кобальт, железо, марганец, серебро и др. Катализатор, содержащий рутений, палладий или платину на активированном угле рекомендуют использовать в респираторах для пожарных, шахтров каменноугольных шахт и обслуживающего персонала подземных коммуникаций. Время защитного действия такого катализатора составляет 0 ч в условиях увлажннного воздуха при нагрузке ч1 и содержании монооксида углерода в воздухе 0, объемн Необходимо отметить, что обычная нагрузка по воздуху для средств индивидуальной защиты органов дыхания СИЗОД составляет 0 ч1. В состав оксиднометаллических катализаторов низкотемпературного окисления монооксида углерода входят палладий, платина, серебро, золото, осмий, рутений, родий, иридий, которые сочетаются с оксидами марганца II и IV, ванадия V и легкоокисляемых переходных металлов из группы марганца, никеля, хрома, кобальта, железа, меди, магния, цинка или с гопкалитом. Например, предложен катализатор, включающий палладий 0,5 масс.