Каталитическая активность оксидных медномагниевых катализаторов в отношении реакции окисления водорода

• Автор: Давыдова, Людмила Петровна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 156 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Активность меднооксидных катализаторов

глубокого окисления

1.2 Каталитическая активность оксидных катализаторов в отношении реакции фюлсления водорода. Кинетика и механизм реакции .
1.3 Зависимость каталитической активности в отношении реакций глубокого окисления от энергии связи кислорода в оксидных катализаторах

1.4 Фазовый состав системы СиОМ

Х.5 Оценка величин активационных барьеров

методом взаимодействующих связей.

Заключение.
ГЛАВА П. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И РАСЧЕТОВ МЕТОДОМ
ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ СВЯЗЕЙ.
2.1 Приготовление катализаторов
2.2 Химический анализ катализаторов
2.3 Методики физикохимических исследований
2.4 Методика экспериментов по измерению скоростей реакций каталитического окисления водорода и реакции восстановления поверхности катализаторов водородом
2.4.1 Описание установки.
2.4.2 Порядок проведения опытов по каталитическому окислению водорода .
стр,
2.4.3 Порадок проведения опытов по восстановлению катализаторов .
2.4.4 Расчет характеристик каталитических свойств
2.4.5 Вычисление скоростей реакции восстановления.
2.5 Методика расчета теплот адсорбции кислорода и энергий активации реакции методом взаимодействующих связей
ГЛАВА Ш. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1 Характеристика полученных образцов .
3.2 Результаты опытов по каталитическому окислению водорода
3.2.1 Исследование зависимости скорости реакции окисления водорода от давления компонентов в смеси . .
3.2.2 Зависимость каталитических свойств
в отношении реакции окисления водорода от состава катализаторов .
3.2.3 Зависимость каталитических свойств исследованных катализаторов от темпе
ратуры проведения реакции
3.3 Результаты опытов по измерению скоростей восстановления медномагниевых катализато
ГЛАВА 1У. ОБСУВДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Зависимость каталитических свойств системы СиО МзО от состава.
4.2 Зависимость прочности связи от состава . .
4.3 Зависимость каталитических свойств от прочности связи кислорода. .
4.4 Каталитические свойства, прочность связи и структура ближайшего окружения ионов меди. . .
4.5 Расчетные величины теплот адсорбции кислорода для поверхностных структур
системы.
4.6 Оценка методом МВС энергии активации реакции
4.7 Особенности низкотемпературного превращения водорода.
Рекомендации к практическому использованию медномагниевых оксидных катализаторов.
вывода.
ЛИТЕРАТУРА


СиО получается нанесением из раст
вора азотнокислых солей меди с последующей сушкой и прокаливанием при 0С. При этом происходит практически равномерное распределение оксида меди по всей грануле катализатора. С целью создания более эффективных катализаторов было предложено два пути интенсификации. За счет улучшения способа приготовления уменьшить содержание меди в катализаторе до 28 без ухудшения каталитических свойств . Перспективными катализаторами газоочистки являются меднооксидные катализаторы на ТЮ2 . Значительно менее активны катализаторы на силикагеле . В результате нанесения на поверхности медьсодержащих катализаторов могут образовываться два типа соединений меди оксид меди и химическое соединение меди с носителем. Каталитическая активность оксида меди значительно выше активности соответствующих алюминатов, силикатов, твердых растворов и других соединений меди с носителем. Однако, последние обладают более развитой поверхностью. В связи с этим химические соединения меди также представляют интерес для использования их в качестве катализаторов дожигания. Более того, известны катализаторы, в которых на носитель наносятся непосредственно химические соеди
нения меди. Таким катализатором является ИК2 . Различные химические соединения меди имеют различную каталитическую активность. В работе сделана попытка понять это с точки зрения структуры окружения ионов меди ионами кислорода. В реакции окисления водорода, осуществляемой в присутствии медьсодержащих катализаторов шинельной структуры более активны соединения, в которых ионы меди занимают октаэдрическое окружение хромит меди, хромит медикобальта, а также хромитферрит меди с отношением I , чем тетраэдрическое феррит меди и хромитферрит меди с отношением 1 . В реакции конверсии СО для тех же медьсодержащих соединений более активны соединения, содержащие ионы меди в тетраэдрическом окружении. Было показано, что для этих двух реакций реализуются различные механизмы промежуточного взаимодействия с катализатором. В качестве катализаторов глубокого окисления, кроме названных, могут быть использованы медьсодержащие цеолиты. Авторы работы , относят результат различной активности ионов меди в цеолитах за счет разной степени ассоциации катионов. Цеолиты, в которых ионы меди распределены изолированно или в виде слабых ассоциатов малоактивны в реакциях окисления оксида углерода, АКА цеолитов, содержащих сильно ассоциированные катионы меди близка к активности оксида меди. Таким образом, поиск эффективных катализаторов дожигания осуществляется по нескольким направлениям. I. Создание катализаторов на основе массивного оксида меди. С этой целью в
оксид меди вводятся различные добавки для улучшения эксплуатационных свойств катализатора. Получение химических соединений меди, индивидуальных и нанесенных, с достаточно развитой поверхностью. Создание катализаторов на носителях с высокоразвитой поверхностью и малой степенью химического связывания меди. Каталитическая активность оксидных катализаторов в отношении реакции окисления водорода. Реакция окисления водорода на гетерогенных катализаторах является модельным процессом, служащим для исследования механизма окислительных реакций в гетерогенном катализе. В промышленности на взаимодействии водорода с кислородом основана очистка газов от примесей водорода и кислорода. Каталитическое окисление водорода может являться одним из возможных источников энергии, использование которого перспективно в космической технике. В отсутствии катализатора реакция протекает при температурах выше 3 К по цепному механизму. Применение высокоактивных металлических и оксидных катализаторов значительно облегчает возможность взаимодействия реагентов и понижает температуру взаимодействия вплоть до комнатных температур. Известно, что взаимодействие водорода с кислородом на поверхности переходных металлов может протекать либо путем взаимодействия хемосорбированных частиц на поверхности механизм ЛенгмюраХиншельвуда, либо путем реакции хемосорбированных частиц с другим компонентом, находящимся в газовой фазе механизм Ридила.