Оксидные цементсодержащие катализаторы разложения озона и окисления оксида углерода и метана

• Автор: Махов, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 .Остаточный озон

1.2. Гетерогенное разложение озона

1.2.1. Способы выражения активности катализаторов

1.2.2. Разложение озона на катализаторах.

1.2.3. Гопкалит

1.2.4. Разложение озона на гопкалите.

1.3. Цемент и катализаторы.

1.3.1. Талюм в производстве катализаторов

1.3.2. Цементсодержащие катализаторы.
1.4. Каталитическое окисление оксида углерода
1.5. Гетерогенное окисление метана.
1.5.1. Полное гетерогенное окисление метана
1.5.2. Парциальное гетерогенное окисление метана.
Глава 2. Экспериментальная часть.
2.1. Разложение озона
2.2. Определение активности катализаторов в разложении озона.
2.3. Окисление монооксида углерода.
2.4. Окисление метана
2.5. Методики физикохимических исследований.
Глава 3. Синтез и физикохимические свойства катализаторов
3.1. Синтез цементсодержащих катализаторов.
3.2. Физикохимические свойства катализаторов
3.2.1. Удельная поверхность
3.2.2. Адсорбционные исследования цсмситсодержащих катализаторов
3.2.3. Рентгеноструктурные исследования
3.2.4. ИКспектроскопия диффузного отражения.
Глава 4. Разложение озона на цементсодержащих катализаторах
4.1. Оптимизация состава катализатора.
4.2. Активность катализатора во влажном потоке
4.3. Кинетика разложения озона
4.4. Влияние диффузионных факторов на кинетику разложения озона
4.5. Энергия активации
4.6. Термостабильность цементсодержащих катализаторов.
4.7. Таблетки или экструдаты
Глава 5. Цементсодержащие катализаторы в реакциях окисления.
5.1 Окисление оксида углерода
5.2. Окисление метана
5.3. Окисление летучих органических соединений.
ВЫВОДЫ.
Список литературы


Без них ценность полученных данных невелика, поскольку их нельзя сравнить не только с активностью другого катализатора, но и того же самого с другой дисперсностью. Если известен порядок реакции, то активность можно характеризовать константой скорости. Для реакции 1го порядка она грубо оценивается по входной и выходной концентрации и времени контакта т Усо, где V свободный объем между зернами катализатора, со объемная скорость газового потока. Иногда под V понимают насыпной объем катализатора, т. Коэффициент разложения озона у, которым характеризуется активность поверхности, не совсем популярен в гетерогенном катализе. Вместо него иногда используют удельную константу, т. С другой стороны в физической химии атмосферы он прочно утвердился, поскольку имеет простой физический смысл показывает долю столкновений, приводящих к разложению озона. Б видимая поверхность катализатора, и тепловая скорость молекул озона. Точность измерений по формуле 1. Разложение озона на катализаторах. Из ранних работ следует отметить работу Шваба и Гартмана , в которой были исследованы катализаторы, приготовленные на основе металлов 1У1 групп и их оксидов в разной степени окисления. Обзор ранних работ и результаты собственных исследований приведены в статье Г. И.Емельяновой и Б. В.Страхова . Они показали, что оксидные катализаторы хорошо работают при температуре от до С. Активность окислов никеля для этих температур такого же порядка как платиновой черни. Но чернь хорошо ускоряет процесс распада озона и при температуре С, в то время как активность оксидов никеля падает до нуля. Последнее обстоятельство, вероятно, связано с очень низкой 1 ккалмоль энергией активации разложения на чернях. Таким образом, металлы платиновой группы целесообразно использовать при низкотемпературных превращениях озона в кислород. Оксид железа Ре3 обладает каталитическим действием лишь в виде мелкодисперсных частиц, крупнодисперсные малоактивны . Кроме того, его стабильность невысока. Отравление катализатора объясняется образованием кислорода, прочно связанного с поверхностью. Термовакуумная обработка удаляет его с поверхности, и активность катализатора восстанавливается. Тот же катализатор был исследован в условиях кипящего слоя , при этом определены кинетические константы и энергия активации. Следует отметить, что константы скорости каталитических реакций в кипящем слое, как правило, выше чем в обычном потоке. Оз и концентрация озона на входе и выходе реактора, к константа скорости разложения озона, ш объемная скорость озоногазовой смеси, V объем кипящего слоя с вычетом объема, занимаемого катализатором. Справа в приведенном уравнении сомножителем стоит средняя концентрация озона в слое. У1БУ01е 1. I высота слоя, Б площадь сечения реактора, У0 насыпной объем катализатора в неподвижном состоянии, с отношение свободного объема между зернами катализатора к объему У0 пористость. УЛ 1. Найденная при разных температурах константа разложения на Ре3 дает возможность определить энергию активации разложения озона на поверхности Е ,51 ккалмоль. В то же время на образце окиси железа III по данным
Е 23 ккалмоль. Различие, повидимому, связано с областью протекания процесса кинетической, в первом случае, и диффузионной во втором. В работе была исследована активность материалов по отношению к разложению озона. Измерения проводились в потоке при скоростях 0 лчас, атмосферном давлении и концентрациях Оз в озоновоздушной смеси 1,1Ю молсксм3. Температура опытов комнатная. Лучшими катализаторами оказались оксид никеля и древесный уголь. Кинетика распада соответствовала первому порядку. ОзМ 0М 1. В гомогенном распаде М третья частица в данном случае это активный центр поверхности, снижающий энергию активации и ускоряющий разложение. Если исследования активности проводятся в трубке, заполненной гранулами катализатора, то при эффективном катализаторе, когда на входе и выходе реактора концентрации сильно различаются, имеет место и градиент в реакционной зоне вдоль потока. Задача очень сложная, хотя в настоящее время существуют подходы к ее решению с помощью ЭВМ.