BG64302B1 - Gold catalyst for hydrocarbons oxidation, decomposition of chlorine substituted hydrocarbons and ozone and method for the production thereof - Google Patents

Gold catalyst for hydrocarbons oxidation, decomposition of chlorine substituted hydrocarbons and ozone and method for the production thereof Download PDF

Info

Publication number
BG64302B1
BG64302B1 BG104186A BG10418600A BG64302B1 BG 64302 B1 BG64302 B1 BG 64302B1 BG 104186 A BG104186 A BG 104186A BG 10418600 A BG10418600 A BG 10418600A BG 64302 B1 BG64302 B1 BG 64302B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
gold
hydrocarbons
oxide
ozone
catalyst
Prior art date
Application number
BG104186A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG104186A (en
Inventor
Донка Х. Андреева
Татяна Т. Табакова
Васко Д. Идакиев
Люба И. Генчева
Димитър Р. Механджиев
Антон И. Найденов
Original Assignee
Институт по катализ - БАН
Донка Х. Андреева
Татяна Т. Табакова
Васко Д. Идакиев
Люба И. Генчева
Димитър Р. Механджиев
Антон И. Найденов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт по катализ - БАН, Донка Х. Андреева, Татяна Т. Табакова, Васко Д. Идакиев, Люба И. Генчева, Димитър Р. Механджиев, Антон И. Найденов filed Critical Институт по катализ - БАН
Priority to BG104186A priority Critical patent/BG64302B1/en
Publication of BG104186A publication Critical patent/BG104186A/en
Publication of BG64302B1 publication Critical patent/BG64302B1/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

The invention is applied for purging of air and water pollutants by ecological catalysis. It comprises gold catalyst for hydrocarbon oxidation, decomposition of chlorine-substituted hydrocarbons and ozone and method for the production thereof. The nanometric gold containing catalyst applied on some oxides of the transitional metals such as Fe2O3, Co3O4, MnO2, TiO2, ZrO2 is promoted by means of a bivanadium pentoxide. By the method the gold hydroxide is deposited on the carrier by means of a sodium carbonate solution at constant temperature and pH of the suspension, thus producing highly dispersive and evenly distributed gold on the surface of the carrier. Then vanadium (IV) is applied from its oxalate complex by impregnation, drying under vacuum and hardening. 2 claims, 1 figure

Description

Изобретението се отнася до златен катализатор за окисление на въглеводороди, поспециално бензен, течно-фазово разлагане на хлорзаместени въглеводороди и разлагане на озон. Катализаторът намира приложение в екологичния катализ за очистване на отпадъчни газове от промишлени производства и автомобилния транспорт.The invention relates to a gold catalyst for the oxidation of hydrocarbons, especially benzene, the liquid phase decomposition of chlorinated hydrocarbons and the decomposition of ozone. The catalyst is used in environmental catalysis for the purification of flue gases from industrial and road transport.

Автомобилният транспорт е сериозен източник на замърсяване на атмосферния въздух. Съдържанието на въглеводороди (алдехиди, полициклични ароматни) в отпадъчните газове на автомобилите в зависимост от режима на работа на двигателя, неговото техническо състояние, вида на използваното гориво, е в границите 0.2 - 3 % об. Редица индустриални производства също допринасят за повишаване нивото на вредни за здравето емисии във въздуха. При производството на електроенергия от ТЕЦ при условията на непълно горене в димните газове се образуват полициклични въглеводороди. Нефтопреработващата промишленост замърсява атмосферата както при преработката, така и в процеса на съхранение на нефта и нефтопродуктите. Резервоарите за съхранение са снабдени с т.нар. дихателни клапани, които при повишаване на налягането в съда изпускат излишъка от пари навън.Road transport is a serious source of air pollution. The content of hydrocarbons (aldehydes, polycyclic aromatic) in the exhaust gases of vehicles, depending on the mode of operation of the engine, its technical condition, the type of fuel used, is in the range 0.2 - 3% vol. A number of industrial industries also contribute to raising the level of harmful air emissions. Polycyclic hydrocarbons are formed in the production of electricity from TPP under incomplete combustion in flue gases. The refining industry pollutes the atmosphere both during refining and during the storage of oil and petroleum products. Storage tanks are equipped with so-called storage tanks. breathing valves which, when the pressure in the vessel increases, release the excess vapor outwards.

Един от начините за пречистване на отпадъчни индустриални газове е чрез хетерогенно каталитично разлагане на озон. При този процес се отделя високо активен атомен кислород, способен да окислява органичните замърсители във въздуха при ниска температура, вкл. стайна. От друга страна широкото навлизане в ежедневната работа и бита на копирна, печатарска и компютърна техника причинява повишаване на съдържанието на озон във въздуха и налага търсенето на начини за разлагането му.One way to treat industrial waste gas is through the heterogeneous catalytic decomposition of ozone. This process emits highly active atomic oxygen capable of oxidizing organic pollutants in the air at low temperature, incl. room. On the other hand, the widespread entry into the daily work and life of copiers, printing and computer equipment causes an increase in the ozone content in the air and necessitates the search for ways to decompose it.

Отпадъчните води от някои производства в сферата на органичния синтез, като фармацевтичната промишленост, производството на бои, багрила, препарати за растителна защи та, съдържат високи концентрации от хлорзаместени въглеводороди. Получаването на катализатори за процеси, предназначени за очистване на замърсители на въздуха и водите, играе важна роля за опазване на околната среда.The wastewater from some organic synthesis industries, such as the pharmaceutical industry, the production of dyes, dyes, plant protection products, contain high concentrations of hydrochloric hydrocarbons. The production of catalysts for processes designed to purify air and water pollutants plays an important role in protecting the environment.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

В литературата са известни катализатори на основата на злато, нанесено върху различни оксиди на метали от първия преходен ред или други неорганични носители, които намират приложение за редица важни каталитични процеси, като окисление на въглероден оксид и въглеводороди, конверсия на въглероден оксид с водна пара, редукция на азотни оксиди, синтез на метанол, епоксидиране на пропилей [1,2]. Предимство на златосъдържащите катализатори е, че работят при значително по-ниски температури в сравнение с други използвани катализатори на базата на благородни метали от платиновата група (Pt, Pd, Rh). Дълги години златото е считано за каталитично неактивен метал. Тези представи са променени след откритието, че когато златото е нанесено във фино дисперсно състояние (размер на златните частици <10 шп), получените катализатори показват висока активност при окисление на въглероден оксид дори при стайна температура. Известни са и катализатори за окисление на нисши въглеводороди на основата на злато, нанесено върху различни неорганични носители [3]. Недостатъкът на тези катализатори е получаването на злато, неравномерно по размер и неравномерно разпределено на повърхността на носителя. Активността на златосъдържащите катализатори силно зависи, както от метода на тяхното получаване, така и от типа на използвания носител. Тези фактори определят дисперсността на нанесеното злато и равномерното му разпределение на повърхността на носителя. Природата на носителя и взаимодействието злато-носител са най-същественият фактор за получаване на катализатори с висока активност.Catalysts based on gold based on various first-order transition metals or other inorganic carriers are known in the literature and find application to a number of important catalytic processes, such as oxidation of carbon monoxide and hydrocarbons, conversion of carbon monoxide, water vapor, reduction of nitric oxides, methanol synthesis, epoxidation of propylene [1,2]. The advantage of gold-containing catalysts is that they operate at significantly lower temperatures than other platinum-based precious metal based catalysts (Pt, Pd, Rh). For many years, gold has been considered a catalytically inactive metal. These ideas have changed since the discovery that when gold is deposited in a finely dispersed state (gold particle size <10 µm), the resulting catalysts exhibit high activity for carbon monoxide oxidation even at room temperature. Also known are catalysts for the oxidation of lower hydrocarbons based on gold deposited on various inorganic carriers [3]. The disadvantage of these catalysts is the production of gold, uneven in size and unevenly distributed on the surface of the support. The activity of the gold-containing catalysts is highly dependent on both the method of their preparation and the type of carrier used. These factors determine the dispersion of the deposited gold and its uniform distribution on the surface of the support. The nature of the carrier and the gold-carrier interaction are the most important factors for producing high activity catalysts.

В литературата са описани и катализатори на основата на благороден метал - сребро и паладий, промотирани с двуванадиев пентаоксид за пълно окисление на бензен [4,5]. Недостатъкът на тези катализатори е, че работят при температури над 400°С.Catalysts based on noble metal - silver and palladium, promoted with dibasic pentoxide for the complete oxidation of benzene [4,5], have also been described in the literature. The disadvantage of these catalysts is that they operate at temperatures above 400 ° C.

Известен е катализатор (ВС 62687), в който активният компонент представлява комплекс на злато и редуцируем оксид от групата на преходните метали. Посочени са мед, кобалт, хром, желязо, манган или комбинация от тях. Концентрацията на злато е 0.1 - 2.5 % тегл., а общата концентрация на металите в активния компонент е от 0.1 до 10 % тегл. Носителят е съставен от оксиди на церий и титан или смес от тях. Златният комплекс се нанася върху носителя чрез импрегниране, утаяване, съутаяване или комбинация от тях. Импрегнирането е неподходящ метод за синтез на златосъдържащи катализатори, защото нанесеното злато е с размер над 30 пш и не е каталитично активно. Съутаяването при променливо pH чрез добавяне на утаителя към смесен разтвор от соли на златото и преходния метал има два недостатъка. От една страна, златото е с размери под 40 nm (за предпочитане под 20 пш, според цитирания патент) и както се разбира, с размери в много широк интервал, т.е. неравномерно. От друга страна, съутаяването благоприятства включването на златото в обема на активния комплекс, а не отлагането му на повърхността на носителя, което е важно условие за наличието на повече активни центрове.A catalyst (BC 62687) is known in which the active ingredient is a complex of gold and a reducing oxide of the transition metal group. Copper, cobalt, chromium, iron, manganese or a combination thereof are indicated. The concentration of gold is 0.1 - 2.5% by weight and the total concentration of metals in the active component is from 0.1 to 10% by weight. The carrier is composed of cerium and titanium oxides or a mixture thereof. The gold complex is applied to the carrier by impregnation, precipitation, co-precipitation or a combination thereof. Impregnation is an inappropriate method for the synthesis of gold-containing catalysts because the gold deposited is over 30 ps in size and is not catalytically active. Coating at variable pH by adding a precipitate to a mixed solution of salts of gold and the transition metal has two disadvantages. On the one hand, the gold is less than 40 nm in size (preferably less than 20 nm, according to the patent cited) and, of course, has a very wide range, i.e. unevenly. On the other hand, coagulation favors the inclusion of gold in the volume of the active complex rather than its deposition on the surface of the carrier, which is an important condition for the presence of more active centers.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Проблемът, който се разрешава с настоящото изобретение, е създаването на високоактивен катализатор на основата на нанодисперсно злато, нанесено върху оксиди на преходни метали, за окисление на въглеводороди, течно-фазово разлагане на хлорзаместени въглеводороди и разлагане на озон, като посочените реакции протичат при ниски температури.The problem to be solved by the present invention is the creation of a highly active catalyst based on nanodispersed gold deposited on transition metal oxides for the oxidation of hydrocarbons, the liquid phase decomposition of chlorinated hydrocarbons and the decomposition of ozone counteracting said ozone temperature.

Катализаторът е на базата на злато, нанесено върху оксиди на преходни метали, като съгласно изобретението наноразмерното злато с размер на златните частици от 3 до 6 nm в количество 1 -5 % тегл. в комбинация с промотор двуванадиев пентаоксид в количество от 0.1 до 12.0 % тегл. в нанесено върху 85 до 97 % тегл. желязо(Ш) оксид, манган(1У) оксид, кобалт (III) оксид, титан(IV) оксид или цирконий (IV) оксид.The catalyst is based on gold deposited on transition metal oxides, such as nanosized gold having a particle size of 3 to 6 nm in an amount of 1 -5% by weight. in combination with the promoter dibodium pentoxide in an amount of 0.1 to 12.0% by weight. in applied on 85 to 97% by weight. iron (III) oxide, manganese (1U) oxide, cobalt (III) oxide, titanium (IV) oxide or zirconium (IV) oxide.

Методът на получаване на катализатора включва отлагане на активните компоненти, й промиване, сушене, и накаляване, като съгласно изобретението утаяването на златния хидроксид от разтвор на златен хлорид с разтвор на натриев карбонат протича при постоянно pH = 7 - 8 и постоянна температура от 50 до 80°С върху носителя, които е предварително или прясно утаен хидроксокарбонат или диспергиран с ултразвук оксид. След филтруване и измиване от хлорни аниони се провежда сушене под вакуум при 70 до 90°С и след накаляване при 350 до 450°С за 2 до 4 h се осъществява нанасяне на ванадий (IV) от оксалатния му комплекс чрез импрегниране, сушене под вакуум при 70 до 90°С и накаляване при 350 до 450°С за 2 до 4 h.The process for preparing the catalyst involves deposition of the active components, washing, drying, and calcination, whereby, according to the invention, the precipitation of gold hydroxide from a solution of sodium chloride with a solution of sodium carbonate proceeds at a constant pH = 7 - 8 and a constant temperature of from 50 to 80 ° C on a carrier that is pre-or freshly precipitated hydroxocarbonate or ultrasonic-dispersed. After filtration and washing with chlorine anions, vacuum drying at 70 to 90 ° C is carried out, and after incineration at 350 to 450 ° C, vanadium (IV) of its oxalate complex is applied by impregnation, vacuum drying, for 2 to 4 hours. at 70 to 90 ° C and calcination at 350 to 450 ° C for 2 to 4 hours.

Процесът на утаяване на златния хидроксид чрез едновременно дозиране на НАиС14 и алкален агент позволява не само формирането на наноразмерни златни частици на повърхността на носителя, а също води до тяхното разпределение по размер в тесен интервал (3-6 nm). Диспергирането с ултразвук на носителя преди отлагането на златото също допринася за равномерното разпределение на златните частици. След сушене под вакуум при 70 до 90°С и накаляване на въздух при 350 до 450°С на получената катализаторна маса върху нея чрез импрегниране се нанася ванадиевият промотор от оксалатния комплекс на ванадий (IV).The process of sedimentation of gold hydroxide by simultaneous dosing of NAiCl 4 and an alkaline agent allows not only the formation of nanosized gold particles on the surface of the support, but also results in their size distribution in a narrow interval (3-6 nm). Ultrasound dispersion of the carrier prior to the deposition of gold also contributes to the uniform distribution of the gold particles. After drying under vacuum at 70 to 90 ° C and calcining the air at 350 to 450 ° C, the resulting catalyst mass is impregnated with the vanadium promoter of the vanadium (IV) oxalate complex.

Предимствата на катализатора, от настоящото изобретение са, че комбинацията между равномерно нанесеното нанометрично злато и ванадиевия оксид проявява силен синергитичен ефект в окислителни реакции. Пълното окисление на бензен върху тези катализатори се осъществява при по-ниска с около 150° температура в сравнение с подобни катализатори, на база други благородни метали - Ag и Pd [4, 5]. Ако като окисляващ агент се използва озон; температурата на пълно окисление на бензен се понижава допълнително с още 200°. Трябва да се отбележи също и това, че златото е поевтино от платината и паладия и процентното съдържание на ванадиевия оксид е 6-8 пъти по-ниско в катализатора, предмет на настоящото изобретение в сравнение с катализаторите на основата на Ag и Pd. Методът за нанасяне на V2O5 чрез импрегниране има съществени предимства пред метода на съутаяване. Импрегнирането с оксалатен комплекс на ванадия (до 12 тегл. % V20p благоприятства формирането на монослойно покритие от поливанадатни структури, които повишават каталитичната ак тивност в окислителни реакции. Активацията на бензена протича върху ванадатните форми на границата между тях, златото и носителя. Такива активни центрове не се наблюдават при съутаяване на златото и ванадия.The advantages of the catalyst of the present invention are that the combination of evenly deposited nanometric gold and vanadium oxide exhibits a strong synergistic effect in oxidative reactions. The complete oxidation of benzene on these catalysts is carried out at a lower temperature of about 150 ° compared to similar catalysts based on other noble metals - Ag and Pd [4, 5]. If ozone is used as the oxidizing agent; the complete oxidation temperature of benzene is further reduced by another 200 °. It should also be noted that gold is cheaper than platinum and palladium and the percentage of vanadium oxide is 6-8 times lower in the catalyst of the present invention compared to the catalysts based on Ag and Pd. The method of applying V 2 O 5 by impregnation has significant advantages over the coagulation method. Impregnation with vanadium oxalate complex (up to 12 wt% V 2 0p favors the formation of a monolayer coating of polyvanadate structures that increase catalytic activity in oxidative reactions. Activation of benzene proceeds on the vanadate forms of the boundary between them, gold and the carrier. active centers are not observed in the juxtaposition of gold and vanadium.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of carrying out the invention

Пример 1: Катализатор със състав: Au 4.99 % тегл.; V2O3 - 0.1 % тегл., Со3О4 - 94.91 % тегл.Example 1: Catalyst with composition: Au 4.99% by weight; V 2 O 3 - 0.1% wt., Co 3 O 4 - 94.91% wt.

Примерът е даден за Аи/Со3О4 катализатори, но същата методика е валидна и за случаите, когато като носители се използват Fe.O, и МпО .The example is given for Ai / Co 3 O 4 catalysts, but the same procedure is valid for the cases where Fe.O and MnO are used as carriers.

3 х3 x

В реактор с бъркалка и нагревател, съдържащ 200 ml дестилирана вода, загрята до 80°С, се дозират 190 g воден разтвор, съдържащ 34.4 g Co(NO3)2.6H2O. Едновременно се подава воден разтвор на Na2CO3 с концентрация 150 g/Ι, така че да се поддържа pH в интервала 7.9 - 8.1 при 80°С. След завършване на утаяването получената суспензия престоява в реактора при 60°С и интензивно разбъркване. След 30 min върху утаения кобалтов хидроксид се отлага златен хидроксид, като в реактора се дозират едновременно 50 g воден разтвор, съдържащ 1 g HAuC14.3H2O, и воден разтвор на Na2CO3, така че да се поддържа постоянно pH 8.0. Утайката “старее” 30 min. Следва филтруване, промиване до липса на нитратни и хлорни йони, сушене при 80°С във вакуум и накаляване при 400°С в продължение на 2 h, 0.01286 g NH4VO3 се редуцира с Н2С2О4 до получаване на тъмносин комплекс и с този разтвор се импрегнира катализаторната маса, съдържаща злато и кобалтов оксид. Следва сушене под вакуум при 80°С накаляване при 400LC в продължение на 2 h.In a stirrer and heater reactor containing 200 ml of distilled water heated to 80 ° C, 190 g of an aqueous solution containing 34.4 g of Co (NO 3 ) 2 .6H 2 are dispensed. An aqueous solution of Na 2 CO 3 is supplied simultaneously. at a concentration of 150 g / Ι so as to maintain the pH in the range 7.9 - 8.1 at 80 ° C. After complete precipitation, the resulting suspension was left in the reactor at 60 ° C and vigorously stirred. After 30 minutes, gold hydroxide was precipitated on the precipitated cobalt hydroxide, with 50 g of an aqueous solution containing 1 g of HAuC1 4 .3H 2 O simultaneously in the reactor and an aqueous solution of Na 2 CO 3 so as to maintain a constant pH of 8.0. . The precipitate "ages" 30 min. Filtration, washing with no nitrate and chlorine ions followed, drying at 80 ° C in vacuo and calcination at 400 ° C for 2 h, 0.01286 g of NH 4 VO 3 was reduced with H 2 C 2 O 4 to give a dark blue complex and this solution impregnated the catalyst mass containing gold and cobalt oxide. Vacuum drying at 80 ° C was then annealed at 400LC for 2 h.

Пример 2: Катализатор с примерен състав: Au - 2.88 % тегл.; У20з - 4 % тегл; TiO2 93.12 % тегл.Example 2: Catalyst of Example Composition: Au - 2.88% by weight; At 2 0 3 - 4% by weight; TiO 2 93.12% wt.

В реактор с бъркалка и нагревател, съдържащ 200 ml дестилирана вода, загрята до 80Г С, се добавя 9.312 g титанов диоксид, предварително диспергиран с ултразвук в 50 ml дестилирана вода. С помощта на помпа (скорост 0.2 Ι/h) се дозират 28.8 g разтвор, съдържащ 0.576 g HAuCl4.3H2O.In a stirrer and heater reactor containing 200 ml of distilled water heated to 80 DEG C., 9.312 g of titanium dioxide, pre-dispersed by sonication in 50 ml of distilled water, was added. Using a pump (speed 0.2 Ι / h), 28.8 g of a solution containing 0.576 g of HAuCl 4 .3H 2 O. is dosed.

Отлагането на златния хидроксид върху титановия диоксид се извършва чрез едновре менно добавяне на воден разтвор на Na2CO3 (С= 0.2 М) и поддържане на постоянно pH 8.0 и температура 60°С. Утайката “старее” 60 min. Следва филтруване, промиване до липса на хлорни йони, сушене при 80°С във вакуум и накаляване при 400°С в продължение на 2 Ь. 0.5144 g NH4VO3 се редуцира с Н2С2О4 до получаване на тъмносин комплекс и с този разтвор се импрегнира катализаторната маса, съдържаща злато и титанов диоксид. Следва сушене под вакуум при 80°С и накаляване при 400°С в продължение на 2 h.The deposition of gold hydroxide on titanium dioxide is accomplished by the simultaneous addition of an aqueous solution of Na 2 CO 3 (C = 0.2 M) and maintaining a constant pH of 8.0 and a temperature of 60 ° C. The precipitate "ages" 60 min. This was followed by filtration, washing with no chlorine ions, drying at 80 ° C in vacuo and calcination at 400 ° C for 2 b. 0.5144 g of NH 4 VO 3 is reduced with H 2 C 2 O 4 to give a dark blue complex, and this solution impregnates a catalyst mass containing gold and titanium dioxide. Drying at 80 ° C followed by drying at 400 ° C for 2 h.

Пример 3: Пълно окисление на бензен с кислород, респ. озон.Example 3: Complete oxidation of benzene with oxygen or resp. ozone.

Каталитичната активност на образци, получени съгласно пример 1 и пример 2, е изследвана в безградиентен циркулационен реактор при следните условия: обем на катализатора - 0.2 cm3 (0.25 - 0.50 mm); концентрация на бензена - 0.019 mol/m-3 в кислород, респ. в озон; температура 30 до 300°С. Скоростта на пълното окисление на бензен е определена чрез измерване на количеството на получения въглероден диоксид. Каталитичната активност на получените според изобретението катализатори е сравнена с активността на катализатори, съдържащи други благородни метали, и е установено, че върху златосъдържащите катализатори пълното окисление на бензен се провежда при температура около 250°С, докато промотираните с паладий или сребро ванадиеви катализатори достигат 90 до 95% конверсия при 400°С.The catalytic activity of the samples obtained according to Example 1 and Example 2 was tested in a gradientless circulating reactor under the following conditions: catalyst volume - 0.2 cm 3 (0.25 - 0.50 mm); benzene concentration - 0.019 mol / m -3 in oxygen, respectively. in ozone; temperature 30 to 300 ° C. The rate of complete oxidation of benzene was determined by measuring the amount of carbon dioxide produced. The catalytic activity of the catalysts obtained according to the invention was compared with that of other noble metals and it was found that on the gold-containing catalysts, the complete oxidation of benzene was carried out at a temperature of about 250 ° C until the palladium or silver promoted catalysts reached 90 up to 95% conversion at 400 ° C.

Резултатите от изследването на получените съгласно пример 2 катализатори са посочени в таблица 1.The results of the study of the catalysts obtained according to Example 2 are shown in Table 1.

Приложената фигура 1 илюстрира температурната зависимост на степента на окисление на бензен върху Au/TiO2 и Au-V2Os/TiO2 катализатори.Attached figure 1 illustrates the temperature dependence of the degree of oxidation of benzene on Au / TiO 2 and Au-V 2 O s / TiO 2 catalysts.

Данните в таблица 1 и фигура 1 показват наличието на силен синергичен ефект между златото и ванадия и разкрива предимствата на изобретението. Бензенът е един от найтрудно окисляемите въглеводороди и затова пълното му окисление е избрано като реакция тест. Високата активност на тези катализатори в реакцията на пълно окисление на бензен при температура до 250°С позволява използването им за окисление и на други въглеводороди.The data in Table 1 and Figure 1 show the presence of a strong synergistic effect between gold and vanadium and reveal the advantages of the invention. Benzene is one of the most difficultly oxidizable hydrocarbons and therefore its complete oxidation is chosen as a reaction test. The high activity of these catalysts in the reaction of complete oxidation of benzene at temperatures up to 250 ° C permits their use for the oxidation of other hydrocarbons.

Таблица 1.Table 1.

Катализатори Catalysts Окисление е кислород при 250°С, % Oxidation is oxygen at 250 ° C,% Окисление с озон при 40°С, % Ozone oxidation at 40 ° C,% Au/TiO2 Au / TiO 2 50 50 45 45 Аи/У2О5ЛГ1О2 Ai / B 2 O 5 LG1O 2 99 99 55 55

Пример 4. Каталитично разлагане на озон.Example 4. Catalytic ozone decomposition.

Активността на образци, получени съгласно пример 1 и 2, е изследвана в безградиентен циркулационен реактор при следните условия: обем на катализатора - 0.2 cm3 (0.25 0.50 mm); начална концентрация на озона 2224.5 g/m3 (синтезиран в поток от сух кислород); температура 20 до 80°С.The activity of the samples obtained according to Examples 1 and 2 was tested in a gradientless circulating reactor under the following conditions: catalyst volume - 0.2 cm 3 (0.25 0.50 mm); an initial ozone concentration of 2224.5 g / m 3 (synthesized in a dry oxygen stream); temperature 20 to 80 ° C.

Пълно разлагане на озона върху изследваните катализатори се постига при 30°С.Complete decomposition of ozone on the catalysts tested is achieved at 30 ° C.

Пример 5. Течно-фазово разлагане на хлораместени въглеводороди.Example 5. Liquid-Phase Decomposition of Chlorinated Hydrocarbons.

Каталитичната активност на образци, получени съгласно пример 1 и 2, е изследвана в термостатиран реактор под налягане с въздух при следните условия: тегло на катализатора 1 g; обем на разтвора - 20 ml (С = 1 g/1); налягане на въздуха 3-6 atm; температура 30 180°С.The catalytic activity of the samples obtained according to examples 1 and 2 was tested in a thermostated air pressure reactor under the following conditions: catalyst weight 1 g; solution volume - 20 ml (C = 1 g / l); air pressure 3-6 atm; temperature 30 180 ° C.

Резултатите от каталитичния тест на получените съгласно изобретението катализатори са сравнени с катализатори на основата на други благородни метали и са посочени в таблица 2. Те илюстрират синергетичния ефект между златото и ванадия и в тази реакция. Показано е и предимството на катализаторите съгласно изобретението пред катализатор на базата на паладий.The results of the catalytic test of the catalysts obtained according to the invention are compared with those of other precious metals and are shown in Table 2. They illustrate the synergistic effect between gold and vanadium in this reaction. The advantage of the catalysts of the invention over the palladium-based catalyst is also shown.

Таблица 2.Table 2.

Температура, °C Temperature, ° C Конверсия, % Conversion,% Au/Co3OziAu / Co 3 Oz A11-V2O5/C03O4 A11-V2O5 / C03O4 РФА12RFA1 2 0s 30 30 10 10 30 30 10 10 60 60 32 32 65 65 28 28 90 90 51 51 86 86 45 45 120 120 68 68 97 97 63 63 140 140 75 75 100 100 70 70

Патентни претенцииClaims

Claims (2)

1. Златен катализатор за окисление на въглеводороди, разлагане на хлорзаместени въглеводороди и озон, включващ нанометрично злато, нанесено върху носител, съставен от оксиди на Fe, Co, Μη, Ti, Zr, характеризиращ се c това, че наноразмерното злато с размер на златните частици в интервала 3 - 6 nm в количество 1 до 5 % тегл. в комбинация с промотор двуванадиев пентаоксид в количество 0.1 до 12.0 % тегл. е нанесено върху 85 до 97 % тегл. желязо (III) оксид, манган (IV) оксид, кобалт(III) оксид, титан (IV) оксид или цирконий(IV) оксид.1. Gold catalyst for the oxidation of hydrocarbons, the decomposition of hydrochlorinated hydrocarbons and ozone, including nanometric gold deposited on a carrier composed of Fe, Co, Μη, Ti, Zr oxides, characterized in that the nanosized gold is of gold size particles in the range of 3 - 6 nm in an amount of 1 to 5% by weight. in combination with the promoter dibodium pentoxide in an amount of 0.1 to 12.0% by weight. is applied on 85 to 97% by weight. iron (III) oxide, manganese (IV) oxide, cobalt (III) oxide, titanium (IV) oxide or zirconium (IV) oxide. 2. Метод за получаване на катализатор съгласно претенция 1, включващ отлагане на активните компоненти, промиване, сушене и накаляване, характеризиращ се с това, че утаяването на златния хидроксид от разтвор на златен хлорид с разтвор на натриев карбонат протича при постоянно pH 7 - 8 и постоянна температура 50 до 80°С върху носителя, който е предварително или прясно утаен хидроксокарбонат или диспергиран с ултразвук оксид, с последващо филтруване и измиване от хлорни аниони, като сушенето се провежда под вакуум при 70 до 90°С и след накаляване при 350 до 450°С за 2 до 4 h се осъществява нанасяне на ванадий (IV) от оксалатния му ком- плекс чрез импрегниране, сушене под вакуум при 70 до 90°С и накаляване при 350 до 450°С за 2 до 4 h.2. A process for preparing a catalyst according to claim 1, comprising depositing the active components, washing, drying and calcining, characterized in that the precipitation of the gold hydroxide from a solution of gold chloride with a solution of sodium carbonate is carried out at a constant pH of 7-8. and a constant temperature of 50 to 80 ° C on the carrier, which is pre-or freshly precipitated hydroxocarbonate or ultrasonic-dispersed, followed by filtration and washing with chlorine anions, drying under vacuum at 70 to 90 ° C and after annealing at 35 From 0 to 450 ° C, vanadium (IV) from its oxalate complex is applied for 2 to 4 hours by impregnation, vacuum drying at 70 to 90 ° C and calcination at 350 to 450 ° C for 2 to 4 hours.
BG104186A 2000-02-24 2000-02-24 Gold catalyst for hydrocarbons oxidation, decomposition of chlorine substituted hydrocarbons and ozone and method for the production thereof BG64302B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG104186A BG64302B1 (en) 2000-02-24 2000-02-24 Gold catalyst for hydrocarbons oxidation, decomposition of chlorine substituted hydrocarbons and ozone and method for the production thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG104186A BG64302B1 (en) 2000-02-24 2000-02-24 Gold catalyst for hydrocarbons oxidation, decomposition of chlorine substituted hydrocarbons and ozone and method for the production thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG104186A BG104186A (en) 2001-09-28
BG64302B1 true BG64302B1 (en) 2004-09-30

Family

ID=3928015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG104186A BG64302B1 (en) 2000-02-24 2000-02-24 Gold catalyst for hydrocarbons oxidation, decomposition of chlorine substituted hydrocarbons and ozone and method for the production thereof

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG64302B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7541012B2 (en) 2004-07-07 2009-06-02 The Hong Kong University Of Science And Technology Catalytic material and method of production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
BG104186A (en) 2001-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100392943B1 (en) Catalyst for purification of diesel engine exhaust gas
Bagheri et al. Titanium dioxide as a catalyst support in heterogeneous catalysis
Barbier Jr et al. Total oxidation of acetic acid in aqueous solutions over noble metal catalysts
US5082820A (en) Carrier for gas-treating catalyst, method for production thereof and gas-treating catalyst incorporating said carrier therein
US4171287A (en) Catalyst compositions and the method of manufacturing them
US5336651A (en) Catalysts and methods for denitrization
Song et al. Advances in catalytic oxidation of volatile organic compounds over Pd-supported catalysts: recent trends and challenges
AU632822B2 (en) Catalytic destruction of organohalogen compounds
US5935529A (en) Exhaust gas cleaner and method for cleaning exhaust gas
TWI442972B (en) The method of preparation of cerium oxide supported gold-palladium catalysts and its application in destruction of volatile organic compounds
JPH08500055A (en) Catalytic incineration of organic compounds
EP1611950A1 (en) Method for the catalytic removal of methane from exhaust gas
Yu et al. Selective deposition of cobalt and copper oxides on BiVO4 facets for enhancement of CO2 photocatalytic reduction to hydrocarbons
Barakat et al. Pd‐and/or Au‐Loaded Nb‐and V‐Doped Macro‐Mesoporous TiO2 Supports as Catalysts for the Total Oxidation of VOCs
CN111774052A (en) High-melting-point rare metal element modified cerium oxide nanorod and preparation and application thereof
JPH06315634A (en) Catalytic structure for nitrogen oxide catalytic reduction
KR100533877B1 (en) Catalyst for Removing Aromatic Halogenated Compounds Comprising Dioxin, Carbon Monoxide, and Nitrogen Oxide and Use Thereof
TWI488690B (en) The method of preparation of cerium oxide-manganese oxide supported nano-palladium catalysts and its application in destruction of volatile organic compounds in air
JPH01500885A (en) vehicle exhaust gas system
BG64302B1 (en) Gold catalyst for hydrocarbons oxidation, decomposition of chlorine substituted hydrocarbons and ozone and method for the production thereof
CN112844490B (en) Universal organic waste gas catalyst, preparation method and application
KR100544693B1 (en) Catalytic Composition for Destroying Volatile Organic Compound and Carbon Monoxide and Method of Catalytic Conversion using the Same
Liu et al. Study of perovskite‐type oxides and their supported Ag derivatives for catalytic oxidation of diesel soot
JP6667309B2 (en) Wastewater treatment catalyst and wastewater treatment method using the same
JPH1094718A (en) Catalytic reelection of nitrogen oxide