Оксидные талюмсодержащие катализаторы разложения озона и окисления метана и бензола

• Автор: Залозная, Лариса Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Применение озона. Проблема остаточного озона.

1.2. Каталитическое разложение озона

1.2.1. Активность катализаторов.

1.2.2. Катализаторы разложения озона.

1.2.2.1. Катализаторы на основе оксидов переходных металлов

1.2.2.2. Благородные металлы в реакции разложения озона

1.2.2.3. Талюмсодержащие катализаторы

1.2.3. Механизм разложения озона на катализаторах

1.3. Глубокое окисление углеводородов
1.3.1. Гетерогенное окисление метана.
1.3.2. Каталитическое окисление бензола
1.3.3. Механизм глубокого окисления метана и бензола
на катализаторах.
Глава 2. Экспериментальная часть.
2.1. Кинетические измерения
2.1.1. Озонирование железосодержащих водных растворов
2.1.2. Каталитическое разложение озона.
2.1.3. Каталитическое окисление метана.
2.1.4. Каталитическое окисление бензола
2.2. Физикохимические исследования
2.2.1. Технические характеристики
2.2.2. Удельная поверхность
2.2.3. Низкотемпературная адсорбция азота
2.2.4. Рентгенофазовый анализ
2.2.5. Рентгенофлуоресцентный анализ.
2.2.6. ИКспектроскопия адсорбированного СО
2.2.7. Мсссбауэровская спектроскопия.
2.2.8. ЭГТР
Глава 3. Синтез и физикохимические свойства катализаторов.
3.1. Железосодержащие и железомарганцевые катализаторы.
3.1.1. Окисление ионов железа И озоном.
3.1.2. Исходные компоненты для синтеза катализаторов.
3.1.3. Физикохимические свойства активных компонентов катализаторов
3.1.4. Синтез железосодержащих и железомарганцевых катализаторов
3.1.5. Физикохимические свойства железосодержащих
и железомарганцевых катализаторов
3.2. Катализаторы гопталюмы, модифицированные платиной.
Глава 4. Разложение озона на оксидных катализаторах.
4.1. Железосодержащие катализаторы
4.1.1. Активность катализаторов в сухом и влажном газовых потоках
4.1.2. Кинетика разложения озона
4.1.3. Термостабильность катализаторов
4.2. Железомарганцевые катализаторы .
4.2.1. Активность катализаторов в сухом и влажном газовых потоках
4.2.2. Влияние исходного сырья на активность катализаторов.
4.2.3. Результаты исследования железо и марганецсодержащих катализаторов методом ЭПР
4.3. Катализаторы гопталюмы, модифицированные платиной.
4.3.1. Активность катализаторов в сухом газовом потоке.
4.3.2. Активность катализаторов во влажном газовом потоке
при отрицательных температурахИЗ
4.3.3. Термостабильность катализаторов.
Глава 5. Железосодержащие и железомарганцевые катализаторы в реакциях окисления углеводородов.
5.1. Беспламенное сжигание метана
5.2. Полное окисление бензола
5.3. Результаты исследования железосодержащих и железомарганцевых катализаторов методом ИКспектроскопии адсорбированного СО.
Выводы.
Список литературы


В последнее время, наряду с классическими определениями активности, получило распространение понятие коэффициента разложения озона у, показывающего долю активных, т. Существуют несколько способов определения величины у. Для того чтобы получить аналитическое выражение для у, рассмотрим сосуд с активными стенками объемом V и поверхностью 8. Число молекул, разлагающихся на стенках, равно их числу, уходящему из объема. Реакция разложения озона реакция первого порядка, поэтому число молекул, уходящих из объема, будет определяться выражением
где к константа скорости реакции разложения озона. М Би 1. С п 1. Со и С входная и выходная концентрации озона, I время контакта газа с катализатором, иобъемная скорость потока. Объединяя выражения 1. С. 1. Таким образом, для определения у необходимо знать начальную и конечную концентрации озона 3. При разложении озона выделяется значительное количество тепла
Если катализатор нанести на тсрморезистор, сопротивление которого очень чувствительно к изменению температуры, затем тсрморезистор с катализатором поместить в газовый поток, содержащий озон, и включить в электрическую схему, представляющую собой мост Уинстона, то в диагонали моста возникает ток, величина которого, пропорциональна концентрации озона. К сопротивление терморезистора. Б, и тепловая скорость частиц, АН теплота дезактивации, отнесенная к одной частице. Из выражения 1. При исследованиях этим методом у рассчитывается по скорости ухода молекул озона из объема к внутренней стенке полой грубы, на которую нанесен слой катализатора. Расчет сводится к решению диффузионнокинетического уравнения, позволяющего не только рассчитать у, но и разделить диффузионную и кинетическую константы процесса разложения озона 9. В работе Швабом проведено изучение каталитических свойств индивидуальных металлов 11У групп и их оксидов в разложении озона и установлено, что каталитическое действие оксидов усиливается при увеличении степени окисления металла. Си Си СиО Л 1 М3 Ре Ре3 Аи Аи3 Р1 Р1 чернь Существует большое количество гетерогенных катализаторов, в которых активный компонент нанесен на носитель подложку. Одним из распространенных носителей для катализаторов разложения озона является оксид алюминия, кроме того, в ряде случаев, А и сам проявляет каталитическую активность в данной реакции. Известно достаточно много работ по изучению кинетики разложения озона на оксиде алюминия , однако, полученные данные исключительно противоречивы. Показано, что активность оксида алюминия на 23 порядка ниже, чем активность оксида никеля. Энергия активации процесса составляла 9,19,3 ккалмоль. Отмечается, что в изученном интервале концентраций 0,0, об. В работе значение у доля столкновений молекул озона с поверхностью, в результате чего происходит его разложение для окиси алюминия в температурном интервале 59 К лежит в пределах 2,38,8 5. Полученные данные согласуются с результатами , согласно которым Уд2 оз 1 О4. При исследовании разложения озона на поверхности мелкодисперсной окиси алюминия в работе , получены другие результаты по численному значению у. Установлено, что разложение озона описывается кинетическим уравнением первого порядка, а значение у составляет Ю8. Таким образом, различие с результатами предыдущих работ достигает шести порядков. Разложение озона на уА0з с удельной поверхностью 0 м2г в виде цилиндров, гранул и порошка изучалось в работе . Измерения проводились в проточной установке, концентрация озона варьировалась от 5Т2 до 1,7Т6 молексм3. Установлено, что в пределах ошибки эксперимента активность окиси алюминия не зависит от дисперсности образцов. Однако коэффициент разложения уменьшается от 6,55 до 1,5 7 с ростом начальной концентрации озона, что частично объясняет расхождения между литературными данными. Процесс разложения озона на нанесенных Ре2Оз8Ю2 катализаторах в интервале температур С в режиме кипящего слоя при концентрации озона 0, об. Кинетика процесса описывается уравнением 1го порядка, а энергия активации составляет ,60,9 ккалмоль.