Новые носители и каталитические системы на основе металлических сеток

• Автор: Воробьева, Марина Петровна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР .

1.1. Применение монолитных катализаторов в промышленности

1.1.1. Блочные катализаторы.

1.1.2. Металлические сетки .

1.2. Получение оксидных покрытий .

1.2.1. Методы нанесения оксидных покрытий

Метод погружения в коллоидный раствор или

суспензию ii

Метод гомогенного осаждения.

Метод осаждения покрытий в электростатическом поле .
Метод электрофоретического осаждения
Метод термофоретического осаждения
Осаждение летучих производных V .
1.2.2. Зольгель процессы .
1.3. Способы получения блочных катализаторов .
1.3.1. Катализаторы сотовой структуры на керамических носителях Способы ведения активного компонента в состав
вторичного носителя .
Блочные носители и катализаторы из материалов
с высокой удельной поверхностью .
1.3.2. Катализаторы на блоках из металлической фольги
1.3.3. Ячеистые катализаторы .
1.3.4. Катализаторы на оксидных волокнах и тканях
1.3.5. Катализаторы на металлических волокнах и сетках .
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Материалы и реактивы
2.2. Приготовление золей .
2.3. Получение оксидных покрытий на поверхности металлической
2.4. Приготовление катализаторов.
2.5. Исследование физикохимических свойств .
2.6. Определение каталитической активности
3. ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ СЕТКИ
3.1. Нанесение покрытий путем погружения сетки в раствор
3.2. Метод плазменного напыления
3.3. Метод электрофоретического осаждения .
3.2.1. Покрытия из А0з
3.2.2. Покрытия из .
3.2.3. Покрытия из i .
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ ИЗ А, НАНЕСЕННЫХ НА СЕТКУ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ .
4.1. Текстурные характеристики
4.2. Механическая прочность .
4.3. Кислотноосновные свойства
5. ИССЛЕДОВАНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НАНЕСЕННЫХ НА СЕТКУ КАТАЛИЗАТОРОВ
5.1. Сопоставление активности нанесенного на сетку, гранулиро
ванного и блочного катализаторов в реакции полного окисления метана.
5.2. Полное окисление нбутана
5.3. Окисление СО в С
5.4. Окисление бензола в фенол закисью азота .
5.5. Окислительное дегидрирование изобутана
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Третья глава посвящена разработке способа нанесения оксидных покрытий на поверхность сетки из нержавеющей стали. Рассмотрены методические аспекты нанесения оксидных покрытий методом электрофоретического осаждения, с помощью которого на поверхности сетки из нержавеющей стали получены оксидные слои на основе А, гЮ2, вЮг, смешанных оксидов и цеолитов. В четвертой главе приведены результаты исследования физикохимических свойств покрытий из оксида алюминия, нанесенных на поверхность сетки из нержавеющей стали методом электрофоретического осаждения. Пятая глава посвящена изучению каталитических свойств систем, нанесенных на металлические сетки, в реакциях полного окисления СН4, нС4Ню и СО, а также парциального окисления бензола в фенол и окислительного дегидрирования изобутана. В заключении изложены основные выводы работы и приведен список цитируемой литературы. Катализаторы, нанесенные на монолитные блоки, были разработаны в конце х годов для решения экологических проблем. Впервые они были использованы в качестве катализаторов окисления углеводородов и оксида углерода в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания недорожных транспортных средств. В конце х годов монолитные катализаторы получили широкое применение в нейтрализаторах выхлопных газов легковых автомобилей с бензиновыми двигателями. Отличительной особенностью этих катализаторов является низкий перепад давления, высокая механическая прочность и легкость загрузки в реактор. Первые монолитные катализаторы представляли собой блоки сотовой структуры на основе кордиерита, на которые был нанесен каталитически активный слой из Р и Рб на уАОз 1. Позднее для решения проблемы восстановления оксидов азота в выхлопных газах автотранспорта были разработаны трехмаршрутные катализаторы. Эти катализаторы обеспечивают одновременное окисление СО и углеводородов с одной стороны и восстановление или разложение оксидов азота с другой. Трудности обеспечения эффективного протекания такого процесса заключаются в том, что для полного дожигания СО и СХНУ необходим избыток кислорода, который служит препятствием для реализации восстановления Шх. В качестве активных компонентов трехмаршрутных катализаторов используют Р и ЗИ, нанесенные на носители с развитой стабилизированной поверхностью, и Се в качестве аккумулятора кислорода 2. В связи с ужесточением экологических требований в настоящее время проводятся активные исследования в направлении поиска катализаторов, обеспечивающих снижение выбросов углеводородов во время старта автомобиля. Это связано с тем, что выбросов неметановых углеводородов происходит именно в момент запуска двигателя, когда катализатор еще не разогрелся до рабочей температуры. Одним из решений этой проблемы является улавливание углеводородов в момент запуска двигателя и удерживание их до тех пор, пока катализатор не нагреется до рабочей температуры. В качестве адсорбента, способного улавливать углеводороды, могут быть использованы цеолиты, однако существенной проблемой, препятствующей использованию цеолитов в нейтрализаторах выхлопных газов, является низкая температура десорбции углеводородов с их поверхности. В настоящее время проводятся активные поиски более эффективных адсорбентов, способных удерживать углеводороды до более высоких температур. Альтернативным подходом к решению проблемы холодного старта является замена керамических блочных катализаторов на металлические, которые могут быть быстро нагреты до рабочей температуры под действием электрического тока 1. Положительный опыт использования нанесенных на блочные носители катализаторов для очистки выхлопных газов автомобилей стимулировал появление новых поколений промышленных блочных катализаторов. Так, в е годы был разработан катализатор на основе пентоксида ванадия, нанесенный на блоки из оксида титана, для селективного восстановления оксидов азота аммиаком при очистке выхлопных газов тепловых электростанций. В начале х годов для высокотемпературного селективного восстановления оксидов азота были разработаны блочные катализаторы на основе цеолитов.