CZ301315B6 - Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy do 1000 °C a zpusob její výroby - Google Patents
Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy do 1000 °C a zpusob její výroby Download PDFInfo
- Publication number
- CZ301315B6 CZ301315B6 CZ20080095A CZ200895A CZ301315B6 CZ 301315 B6 CZ301315 B6 CZ 301315B6 CZ 20080095 A CZ20080095 A CZ 20080095A CZ 200895 A CZ200895 A CZ 200895A CZ 301315 B6 CZ301315 B6 CZ 301315B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- tio
- catalytic
- phosphorus
- catalytic structure
- anatase
- Prior art date
Links
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 55
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 41
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- -1 platinum metals Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 65
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 21
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 14
- AKMXMQQXGXKHAN-UHFFFAOYSA-N titanium;hydrate Chemical compound O.[Ti] AKMXMQQXGXKHAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 11
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims description 7
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 5
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical compound [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 claims description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 claims 1
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 claims 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- XFVGXQSSXWIWIO-UHFFFAOYSA-N chloro hypochlorite;titanium Chemical compound [Ti].ClOCl XFVGXQSSXWIWIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYSA-N dichloridooxygen Chemical compound ClOCl RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 229910001922 gold oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/28—Molybdenum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/42—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/48—Silver or gold
- B01J23/50—Silver
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/48—Silver or gold
- B01J23/52—Gold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/72—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/755—Nickel
-
- B01J35/39—
-
- B01J35/393—
-
- B01J35/40—
-
- B01J35/613—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/28—Phosphorising
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
- C01G23/053—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
- C01G23/0532—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts by hydrolysing sulfate-containing salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20707—Titanium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/80—Type of catalytic reaction
- B01D2255/802—Photocatalytic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/50—Solid solutions
- C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
- C01P2002/54—Solid solutions containing elements as dopants one element only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/50—Agglomerated particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/90—Other morphology not specified above
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
Abstract
Katalytická struktura TiO.sub.2.n., tvorená nanocásticemi TiO.sub.2.n. s krystalovou formou anatasu, s obsahem 0,05 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO.sub.2.n., organizovanými v kruhových plošných agregátech, s merným povrchem 40 až 120 m.sup.2.n./g, je vhodná pro katalytické procesy až do 800 .degree.C. S morfologií agregátu kompaktních cástic, s merným povrchem 20 až 40 m.sup.2.n./g je vhodná pro katalytické procesy až do 1000 .degree.C. Na oba typy struktur mohou být naneseny aktivní látky vybrané ze skupiny tvorené stríbrem, medí, zlatem, platinovými kovy, niklem, molybdenem a oxidy kovu s výjimkou oxidu alkalických kovu.
Description
Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy do 1000 °C a způsob její výroby
Oblast techniky
Vynález se týká planámí katalytické struktury TiO2 vhodné pro katalytické procesy do 1000 °C.
Dosavadní stav techniky io Nové účinnější katalytické struktury a podpůrné struktury pro heterogenní katalýzu získávají stále větší význam s rostoucími náklady na energii. Pro účinnost katalytické struktury je podstatná nejenom samotná aktivní látka, ale i velikost jejího povrchu a jeho dostupnost. Poslední dvě vlastnosti není jednoduché zabezpečit a kromě finálního makrotvaru prováděného např. peletizací je to vnitřní struktura, její pórozita a geometrické uspořádání částic, které mají zásadní vliv na přístupnost povrchu.
Výběr správné podpůrné struktury pro katalyzátor mnohdy hraje zásadní roli v případě, kdy je nutné vytvoření vazby mezi nosičem a vlastním katalyzátorem. Tak tomu je například v systému
SiO2 nebo TiO2 (podpůrná struktura) a MoO3 (katalyzátor).
Důležitý omezující faktor použitelnosti katalytické struktury je její často samotná příprava a tepelná odolnost. Příprava nebo provoz katalyzátoru mnohdy vyžaduje relativně vysoké teploty, při kterých však může docházet k sintraci, densifikaci, ztrátě měrného povrchu nebo i k nevítané chemické reakci mezi podpůrnou strukturou a katalyzátorem,
Nanoěástice TiO2 v jeho hydratované nebo anatasové formě jsou obzvláště citlivé k tepelným cyklům přes 300 °C.
Způsobů přípravy nejrůznějších TiO2 katalytických podpůrných struktur pro nej různější syntézy je celá řada.
Například EP 1205244 popisuje přípravu dusíkem dopovaného TiO2 a jeho výrobu. Na straně 17, v příkladu 14 popisuje konverzi chloridu titaničitého v plamenové reakci sNH4C1, amoniakem, dusíkem nebo jejich směsi při vysokých teplotách. Získaný produkt má krystalovou strukturu rutilu a částečný podíl chemicky vázaného dusíku. V příkladu 15 autoři diskutují možnost vytvoření dusíkem dopovaného TiO2 z hydrátu titanu a soli čpavku v roztoku čpavku, nebo vysrážením soli titanu roztokem čpavku. Získaná sraženina nebo směs hydrátu s amonnou solí může být použita nebo dále zkalcinována při teplotě 200 až 500 °C. V příkladu 16 na straně 17 a 18 je diskutována částečná konverze (oxidace) nitridu titanu na dusíkem dopovaný (Ti-O-N) TiO2 s rublovou strukturou.
V odstavci [0071] je diskutována možnost rozšíření této syntézy o přítomnost dalšího prvku jako je například síra, bor, arsen nebo fosfor další prvky souběžně s dusíkem. Získané produkty mají rublovou strukturu nebo mají amorfní charakter hydrátu.
Patent US 6 281 385 se vztahuje k procesu výroby kyseliny octové katalytickým způsobem v plynné fázi oxidací C4-uhlovodíků na oxidu vanadičném (V2O5), který je na povrchu oxidu vybraného ze skupiny TiO2, ZrO2, SnO2 nebo AI2O3 (běžných materiálů pro katalytické podpůrné struktury). V příkladech přihlášky se uvádí způsoby smíchání podpůrných struktur s V2O5.
Patentová přihláška US 2008/0045410 popisuje výrobu fosforem dopovaného TiO2, vykazujícího několikanásobně vyšší fotokatalýzu než nedopovaný materiál. Výrobní proces spočívá v pyrolýze vodných roztoků titanu s rozpuštěným fosforem, jako je oxychlorid nebo oxysulfát s přídavkem
- 1 CZ 301315 B6 kyseliny fosforečné. Pyrolýza vytváří amorfní meziprodukt (nezkrystalizovaný oxid), který je dále zkalcinován. Dopování fosforem je použito ke zvýšení fotokatalytické aktivity TiO2.
Přes veškerou atraktivitu TiO2 anatasových katalytických struktur, jejich příprava pomocí sulfáto5 vého procesu, tj. hydrolýzy T1OSO4 na hydrát přibližného složení Ti(OH)4 s následnou kalcinací, má seriózní nevýhody jako je špatná teplotní odolnost a s ní související rychlá ztráta měrného povrchu při tepelném ohřevu ve finální fázi překrystalizace na rutil. Tímto způsobem připravené materiály mají často vysoký obsah zbytkového hydrátu a síry, který se kompletně neztrácí ani při teplotách nad 450 °C.
Uvedenými způsoby přípravy nelze vytvořit tepelně odolnou planámí kruhovou strukturu TtO2, s krystalovou formou anatasu a vysokým měrným povrchem.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody odstraňuje katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy až do 800 °C, tvořená nanočásticemi TÍO2 s krystalovou formou anatasu s obsahem fosforu, která podle vynálezu obsahuje 0,05 až 5% hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO2, a kde nanočástice
TiO2 s krystalovou formou anatasu jsou organizovány v kruhových plošných agregátech, jejichž měrný povrch je 40 až 120 m2/g.
Katalytická struktura TiO2 je s výhodou tvořená nanočásticemi TiO2 s krystalovou formou anatasu obsahujících 0,55 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO2.
Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy až do 1000 °C, tvořená nanočásticemi TiO2 s krystalovou formou anatasu s obsahem fosforu, která podle vynálezu obsahuje 0,05 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO2, a kde nanočástice TiO2 s krystalovou formou anatasu mají morfologií agregátů kompaktních částic s měrným povrchem 20 až 40 m2/g.
Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy až do 1000 °C s výhodou obsahuje 0,55 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO2.
Pro řadu katalytických procesů je výhodná katalytická struktura TiO2, která podle vynálezu spočívá v tom, že na jejím povrchu jsou naneseny aktivní látky vybrané ze skupiny tvořené stříbrem, mědí, zlatém, platinovými kovy, niklem, molybdenem a oxidy kovů s výjimkou oxidů alkalických kovů.
Způsob přípravy katalytické struktury pro procesy do 800 °C spočívá podle vynálezu v tom, že se k pastě hydrátu titaničitého připraveného hydrolýzou oxysulfátu titaničitého přidá sloučenina fosforu v množství odpovídajícím 0,05 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TíO2, meziprodukt se usuší a poté se zahřívá při teplotě 350 až 900 °C, s výhodou pri teplotě 450 až 800 °C po dobu 1 až 24 h, ve kterém se získá katalytická struktura ve formě prášku, jehož nanočástice TiO2 s krystalovou formou anatasu mají morfologií kruhových plošných agregátů s měrným povrchem 40 až 120 m2/g.
Způsob přípravy katalytické struktury pro procesy do 1000 °C spočívá podle vynálezu v tom, že se k pastě hydrátu titaničitého připraveného hydrolýzou oxysulfátu titaničitého přidá sloučenina fosforu v množství odpovídajícím 0,05 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO2, mezi50 produkt se usuší a poté se zahřívá při teplotě 500 až 1000 °C po dobu í až 24 h, ve kterém se získá katalytická struktura ve formě prášku, jehož nanočástice TiO2 s krystalovou formou anatasu mají morfologii agregátů kompaktních částic s měrným povrchem 20 až 40 m7g.
Sloučenina fosforuje vybrána ze skupiny látek tvořené kyselinou fosforečnou nebo ve vodě roz55 pustnými fosfáty.
-2CZ 301315 B6
Na katalytickou strukturu ve formě práškuje výhodné nanést aktivní látky.
Získané katalytické struktury, popřípadě s aktivními látkami, ve formě prášku lze převést na tvar požadovaný pro katalýzu lisováním, granulací, peletizací, vločkováním, mikronizací nebo jiným běžným způsobem.
Katalytické struktury, tvořené nanoěásticemi TiO2 s krystalovou formou anatasu, organizované v kruhových plošných agregátech, jejichž měrný povrch je 40 až 120 m2/g lze použít ke dlouhoio dobé aplikaci při teplotách až 800 °C.
Katalytické struktury tvořené nanoěásticemi TiO2 s krystalovou formou anatasu, s morfologií agregátů kompaktních slinutých částic s měmým povrchem 20 až 40 m2/g lze použít ke krátkodobé aplikaci při teplotách až 1000 °C.
Katalytické struktury lze s výhodou použít při katalytické likvidaci kysličníků dusíku NOX z dieselových agregátů a výfukových plynů, k fotokatalytickým aplikacím a jako nosiče dalších aktivních látek, vybraných ze skupiny tvořené stříbrem, mědí, zlatém, platinovými kovy, niklem, molybdenem a oxidy kovů s výjimkou oxidů alkalických kovů.
Katalytické struktury podle vynálezu mají krystalovou fázi anatasu, jehož nanočástice jsou zhruba kruhovitě uspořádány v planámích útvarech. Velikost jednotlivých nanočástic, ze kterých se kruhovité planámí útvary skládají, se pohybuje typicky od 5 do 25 nanometrů. Průměrný poloměr planámí kruhové jednotky, na které jsou nanočástice plošně rozloženy je obvykle 30 až
50 nanometrů a její tloušťka se pohybuje v rozmezí 5 až 25 nm (odpovídá velikosti jednotlivých nanočástic anatasu). Některé jednotky na sebe navazují a tvoří i větší celky až do velikosti 100 nanometrů. Uvedená plošná struktura nano-anatasu má díky své morfologii velmi vysoký měrný povrch, vysokou pórozitu, výbornou přístupnost povrchu a výrazně vyšší tepelnou stabilitu než nedopovaný TiO2.
Vznik takovéto organizace nanočástic v plošné (planámí) kruhové struktuře byl poněkud překvapivě objeven při přídavku menších množství fosforu jako dopantu k pastě hydrátu titaničitého a jeho následném zahřívání - kalcinaci. Zatímco materiál bez přídavku fosforu jednoduše sline do větších celků a vytváří směs nanočástic s nízkým měmým povrchem a se širokou distribucí veli35 kosti částic bez náznaků jejich organizace do jakékoli kruhové podstruktury, materiál dopovaný přídavkem fosforuje po kalcinaci při stejné teplotě organizován v kruhovitých planámích jednotkách.
Navíc malý přídavek fosforu zjevně stabilizuje krystalickou fázi anatasu a posunuje její termody40 namickou změnu na rutil směrem k vyšším teplotám.
Experimentálně bylo prokázáno, že tato struktura vzniká při tepelném zpracování nad 350 °C z fosforem dopovaného hydrátu Ti(OH)4, pocházejícího ze sulfátového prekurzoru oxysulfátu titaničitého (TÍOSO4). Pasta hydrátu titaniěitého sloužící jako vstupní materiál pro reakci má typicky měrný povrch v rozmezí 200 až 350 m2/g.
Není znám přesný důvod, avšak použití hydrátu titaniěitého připraveného jiným způsobem, například hydrolýzou oxychloridu titaniěitého v kombinaci s přídavkem fosforu, zmíněnou kruhově organizovanou morfologii kalcinovaného produktu neposkytuje.
Schématicky je průběh vzniku, existence a zániku kruhové morfologie agregátů ukázán na obrázku 1. Obrázek 2A ukazuje SEM fotografii zmíněných agregátů připomínajících ploché koláčky a obrázek 2B zachycuje transformaci planámích kruhových agregátů na jednotlivé kompaktní nanočástice anatasu o průměrné velikosti odpovídající původnímu průměru kruhovité struktury.
Jak je zřejmé z obrázku 2A a 2B, změna morfologie je provázena výrazným poklesem měrného
-3CZ 301315 B6 povrchu nano-anatasového produktu. Transformační teplota plošné kruhové struktury na morfologii kompaktních částic je typická pro každý konkrétní obsah fosforu. Koncentrace fosforu stabilizuje kruhovitou morfologii i při vysokých teplotách, kdy nedopovaný materiál kompletně zesintruje a ztratí povrch nebo dokonce změní krystalovou fázi.
Pro vytvoření kruhové planámí morfologie agregátů nano-anatasu lze s výhodou použít obsah fosforu vztažený na TiO2 od 0,05 až 5 % hmotn. optimálně 0,1 až 1 % hmotn. fosforu.
Při nulovém obsahu fosforu dochází ke spontánní fúzi částic a vzniku široké distribuce částic již io během reakce hydrátu na oxid. Kruhově organizovaná planámí morfologie nevzniká.
Při nízkém obsahu fosforu 0,05 až 0,1 % hmotn. je planámí kruhová struktura agregátů nanoanatasu stabilní přibližně v rozmezí 500 až 600 °C.
Zvýšením obsahu fosforu na 1 až 5 % hmotn. na bázi TiO2 se transformační teplota pro změnu kruhové planámí morfologie posunuje až na 650 až 800 °C.
Pokud bychom zvyšovali teplotu přibližně o dalších 100 až 250 °C, dochází k další změně morfologie vlivem intenzivní fúze částic do velkých, slinutých agregátů podobné jako u nedopovaného produktu, prudkému poklesu měrného povrchu a vzniku široké distribuce velikosti částic. Typický produkt této fúze je ukázán na obrázku 3. Silně zesintrované částice anatasu velikostně již většinou nespadají do nano-oblasti. Měrný povrch zfázovaných produktů je typicky pod 20 m2/g, nej častěji 5 až 15m2/g. Tento typ produktů se i přes svoje nevýhody právě dnes často používá pro podpůrné katalytické struktury v průmyslu při nej různějších syntézách.
Výroba uvedených produktů s planámí kruhovou strukturou nanoanatasu spočívá v přípravě pasty hydrátu titaničitého Ti(OH)4 pomocí hydrolýzy oxysulfátu titaničitého TiOSO4, přídavku sloučeniny obsahující fosfor, usušení dopované pasty a následné kalcinaci v rozmezí 350 až 900 °C po dobu 1 až 24 hodin.
V případě, že byl oxysulfát titaničitý připraven z rudy, například ilmenitu obsahující fosfor, úroveň obsahu fosforu se pouze doplní na požadované množství.
Při dalším zahřívání o 100 až 200 °C výše vznikají porézní struktury kompaktních nanočástic anatasu vytvořené slinutím kruhových agregátů, které vynikají teplotní stabilitou a stále dosti vysokým povrchem. Pro dopování pasty hydrátu titaničitého lze s výhodou použít kyseliny fosforečné nebo ve vodě rozpustného fosfátu. Schéma výroby je uvedeno na obrázku 7.
Přestože optimální pro použití katalyzátoru se jeví morfologie planámích kruhových agregátů, která vykazuje výrazně vyšší dostupnost povrchu, dobře použitelná je i struktura kompaktních nanočástic anatasu vzniklá z kruhové struktury. Obzvláště se to týká aplikací, kdy je katalyzátor dlouhodobě vystaven vysokým teplotám až do 850 °C a krátkodobě vyžaduje schopnost odolávat i teplotě 1000 °C bez podstatné ztráty měrného povrchu.
Měrný povrch materiálu s kruhovou morfologií plošných agregátů má obvykle hodnotu vysoko nad 40m2/g. Typicky se měrný povrch pohybuje v rozmezí 50 až l20m2/g (určení měrného povrchu se provádí z adsorpčních isoterm dusíku při 77 K a uvádí se jako hodnota BET). Důležitá vlastnost této morfologie je nejenom vysoký měrný povrch ale i jeho vysoká dostupnost.
Materiály se strukturou kompaktních částic vzniklých z kruhových agregátů obvykle mají povrch vyšší než 20m2/g a nejčastěji se pohybují v rozmezí 25 až 35 m2/g. Tyto materiály jeví nízký obsah síry, což je příznivé pro funkci podpůrné katalytické struktury. Z hlediska použití jako katalytická struktura, tato morfologie má stále dosti vysoký povrch a jeho vysokou dostupnost (Obr 6). Padesát procent povrchu TiO2 je typicky ztraceno ve spojích mezi zesintrovanými části-4CZ 301315 B6 cemi, oproti kruhové struktuře, kde se tento poměr až o několik desítek procent liší ve prospěch volného povrchu TiO2.
Ve třetím stupni fúze se ztrácí nejenom měrný povrch, který typicky klesne pod 15 m2/g, ale 5 i stupeň zesintrování částic, kdy poměr volného povrchu TÍO2 dále klesne vzhledem k ploše, kterou zabírají zesintrované spoje mezi částicemi. (Obr 3). Při dalším zahřívání za touto hranicí následuje překrystalizace z anatasové formy TiO2 na rutil.
Otevřená morfologie těchto produktů je výhodná pro nanášení aktivních látek jako je platina 10 a platinové kovy, nikl, kobalt, stříbro, měď, zlato a oxidy kovů s výjimkou oxidů alkalických kovů na jejich povrch například použitím roztoku obsahující ionty aktivní látky pro přípravu suspenze s TiO2, jejímu sušení např. v rozprašovací sušárně a případně následující kalcinaci usušeného produktu. Suspenze kruhové katalytické struktury je vhodná pro dostupnost svého povrchu díky otevřené morfologii k nanášení aktivních látek na její povrch i jinými způsoby, např. sráže15 ním, formou komplexů, sycením aktivní látky z plynné fáze nebo potenciálně jejím termálním rozkladem na povrchu TiO2 struktury apod.
Produkty vyrobené uvedeným způsobem zároveň jeví vysokou fotokatalytickou aktivitu a lze je s výhodou použít kromě podpůrné katalytické struktury i jako fotokatalyzátor.
Uvedený meziprodukt ve formě prachu lze použit přímo nebo dále zpracovat do požadované formy mikronizací, lisováním, granulací, mletím, či jinými procesy typickými při přípravě katalyzátorů.
Přehled obrázku na výkresech
Obrázek l ukazuje schématicky proces vytváření kruhovitých agregátů TiO2 nano-anatasu z hydrátu titaničitého, interval existence a změnu jejich morfologie na kompaktní částice při zvy30 šování teploty zahřívání. Průměr orientačního kruhu je 30 nm.
Obrázek 2 ukazuje elektronové mikrografy (SEM) o stejném měřítku:
A) Nanočástice TiO2 - anatasu organizované v kruhovitých plošných agregátech o typické veli35 kosti 20 až 50 nm
B) Kompaktní nanočástice TiO2 - anatasu vzniklé zahříváním kruhovitých plošných agregátů nad 800 CC. Typická velikost vzniklých kompaktních částic zhruba odpovídá velikosti původních agregátů, jejichž fúzí částice vznikly 20 až 50 nm.
Obrázek 3 ukazuje snímek nano-anatasu dopovaného fosforem po fúzi při kalcinaci nad 900 °C, pořízený elektronovým mikroskopem (SEM).
Obrázek 4 ukazuje snímek elektronového mikroskopu, na kterém je kruhová planámí struktura 45 nano-anatasu připraveného v příkladu 1.
Obrázek 5 ukazuje snímek elektronového mikroskopu, na kterém je kruhová planámí struktura nano-anatasu připraveného v příkladu 2.
Obrázek 6 ukazuje snímek z elektronového mikroskopu na kterém je struktura kompaktních částic nano-anatasu připravená v příkladu 3.
Obrázek 7 představuje schéma výrobního procesu planámí kruhovité struktury nanoanatasu a její následné zpracování do finálního produktu.
-5CZ 301315 B6
Obrázek 8 znázorňuje roentgenovou difrakci (XRD) nanočástic TiO2 připravených podle příkladu 1 dokumentující jejich fázovou čistotu a krystalickou strukturou anatasu.
Příklady provedeni vynálezu
Následující příklady ilustrují, ale v žádném případě nelimitují prezentovaný vynález.
ío Příklad 1
Koncentrovaný roztok oxysulfátu titaničitého T1OSO4 byl hydrolyzován přídavkem horké vody a probubláváním horkou vodní parou za vzniku hydrátu titaničitého přibližného vzorce Ti(OH)4. Hydrát titaničitý byl separován od roztoku kyseliny sírové sedimentací a filtrací. K z filtrované pastě hydrátu bylo přidáno množství 1% kyseliny fosforečné v poměru, který odpovídal 1 % hmotn. fosforu vTiO2. Suspenze byla dobře promíchána a posléze usušena při 150 °C. Suchý meziprodukt byl dále zahříván při teplotě 600 °C/10 hodin. Vzniklý produkt je měkký bílý prášek s měrným povrchem (BET) 77 m2/g a velikostí částic určenou z rentgenové difrakce pomocí Scherrerovy rovnice 9 nm. Velikost částic i kruhovitá morfologie tohoto nanoanatasového pro20 duktu je patrná z obrázku 4. Vzorek jeví vysokou fotokatalytickou aktivitu a na jeho povrchu se rychle vylučuje stříbro z 1% roztoku AgNO3, které lze tímto procesem nanést jako aktivní látku pro katalýzu, Tato struktura je teplotně stabilní i při 750 °C.
Obrázek 8 znázorňuje roentgenovou difrakci nanočástic TiO2 připravených podle příkladu 1.
Křivka roentgenové difrakce vyrobeného produktu byla srovnávána s databází XRD karty 211272 příslušející TiO2 s krystalickou strukturou anatasu a ukazuje na čistou krystalovou fázi anatasu.
Příklad 2
K pastě hydrátu titaničitého, vzniklého hydrolýzou TiOSO4, bylo přidáno množství 0,5% kyseliny fosforečné v poměru, který odpovídal 0,5 % hmotn. fosforu v TiO2. Suspenze byla dobře promíchána a posléze usušena při 150 °C. Suchý meziprodukt byl dále zahříván při teplotě
650 °C/10 hodin. Vzniklý produkt je měkký bílý prášek směrným povrchem (BET) 50 m2/g a velikostí částic určenou z rentgenové difrakce pomocí Scherrerovy rovnice 22 nm. Produkt se skládá z relativně větších částic a vykazuje kruhovitou morfologii jak je zřejmé z obrázku 5.
Příklad 3
K pastě hydrátu titaničitého bylo přidáno množství 0,1% kyseliny fosforečné v poměru, který odpovídal 0,1 % hmotn. fosforu v TiO2. Suspenze byla dobře promíchána a posléze usušena při 150 QC. Suchý meziprodukt byl dále zahříván při teplotě 700 °C/10 hodin. Vzniklý produkt je bílý prášek s měrným povrchem (BET) 30 m3/g a velikostí částic určenou z rentgenové difrakce pomocí Scherrerovy rovnice 30 nm. Výsledný materiál vykazuje morfologii kompaktních částic jak je zřejmé z obrázku 6. Pro srovnání, materiály dopované 1 až 5 % hmotn. fosforu, kalcinované souběžně, vykazují stále kruhovou morfologii agregátů a více než dvojnásobný měrný povrch oproti tomuto materiálu.
Průmyslová využitelnost
Katalytické struktury popsané v tomto vynálezu mají výrazně vyšší a dostupnější povrch, vyso55 kou tepelnou odolnost, fázovou čistotu anatasu a lepší zpracovatelnost prášku, než nedopovaný
-6CZ 301315 B6
ΤίΟ2. Kromě náhrady TiO2 materiálů dnes používaných při výrobě a aplikaci katalytických struktur, kde lze očekávat vylepšení jejich efektivity, se tyto materiály hodí pro aplikace, které vyžadující vysokou teplotní zátěž. Tepelná odolnost těchto struktur podstatně rozšiřuje použití TiO2 v procesech na likvidaci kysličníků dusíku NOX z dieselových agregátů a výfukových plynů.
Vzniklé struktury lze s výhodou použít též ve fotokatalýze.
Claims (5)
10 PATENTOVÉ NÁROKY
1. Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy až do 800 °C, tvořená nanočásticemi TiO2 s krystalovou formou anatasu s obsahem fosforu, vyznačující se tím, že obsa15 huje 0,05 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO2, a kde nanočástice TiO2 s krystalovou formou anatasu jsou organizovány v kruhových plošných agregátech, jejichž měrný povrch je 40 až 120 m2/g.
2. Katalytická struktura TiO2 podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje
20 0,55 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO2.
3. Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy až do 1000 °C, tvořená nanočásticemi TiO2 s krystalovou formou anatasu s obsahem fosforu, vyznačující se tím, že obsahuje 0,05 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO2, a kde nanočástice TiO2 s krystalovou
25 formou anatasu mají morfologii agregátů kompaktních částic s měrným povrchem 20 až 40 m2/g.
4. Katalytická struktura TiO2 podle nároku3, vyznačující se tím, že obsahuje 0,55 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO2.
30 5. Katalytická struktura TiO2 podle nároků laž4, vyznačující se tím, že jsou na jejím povrchu naneseny aktivní látky vybrané ze skupiny tvořené stříbrem, mědí, zlatém, platinovými kovy, niklem, molybdenem a oxidy kovů s výjimkou oxidů alkalických kovů.
6. Způsob přípravy katalytické struktury uvedené v nároku la2, vyznačující se
35 tím, že se k pastě hydrátu titaničitého připraveného hydrolýzou oxysulfatu titaničitého přidá sloučenina fosforu v množství odpovídajícím 0,05 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO2, meziprodukt se usuší a poté se zahřívá při teplotě 350 až 900 °C po dobu 1 až 24 h, ve kterém se získá katalytická struktura TiO2 ve formě prášku s krystalovou formou anatasu a s morfologií kruhových plošných agregátů, jejichž měrný povrch je 40 až 120 m2/g,
7. Způsob přípravy podle nároku 6, vyznačující se tím, že se usušený meziprodukt zahřívá při teplotě 450 až 800 °C po dobu 1 až 24 h, ve kterém se získá katalytická struktura TiO2 ve formě prášku s krystalovou formou anatasu a s morfologií kruhových plošných agregátů, jejichž měrný povrch je 40 až 120 m2/g.
8. Způsob přípravy katalytické struktury podle nároků 3 a4, vyznačující se tím, že se k pastě hydrátu titaničitého připraveného hydrolýzou oxysulfatu titaničitého přidá sloučenina fosforu v množství odpovídajícím 0,05 až 5 % hmotn. fosforu, vztaženo na hmotnost TiO2, meziprodukt se usuší a poté se zahřívá pri teplotě 500 až 1000 °C po dobu l až 24 h, ve kterém se
50 získá katalytická struktura ve formě prášku s krystalovou formou anatasu s morfologií agregátů kompaktních částic s měrným povrchem 20 až 40 m2/g.
9. Způsob přípravy podle nároků 6až8, vyznačující se tím, že sloučenina fosforu je vybrána ze skupiny látek tvořené kyselinou fosforečnou nebo ve vodě rozpustnými fosfáty.
*7CZ 301315 B6
10. Způsob přípravy katalytické struktury uvedené v nároku 5 podle nároků 6 až 9, vyznačující se tím, že se na získanou katalytickou strukturu ve formě prášku nanesou aktivní látky.
5 11. Způsob přípravy podle nároků 6 až 10, vyznačující se tím, že se získaná katalytická struktura nebo katalytická struktura s aktivními látkami ve formě prášku převede na tvar požadovaný pro katalýzu lisováním, granulací, peletizací, vločkováním, mikronizací nebo jiným běžným způsobem.
io 12. Použití katalytické struktury podle nároků 1, 2 a 5 ke dlouhodobé aplikaci při teplotách až 800 °C.
13. Použití katalytické struktury podle nároků 3, 4 a 5 ke krátkodobé aplikaci při teplotách až 1000 °C.
14. Použití katalytické struktury podle nároků 1 až 4 při katalytické likvidaci kysličníků dusíku NOX z diesselových agregátů a výfukových plynů,
15. Použití katalytické struktury podle nároků 1 až 4 k fotokatalytickým aplikacím.
16. Použití katalytické struktury podle nároků 1 až 4 jako nosiče dalších aktivních látek, vybraných ze skupiny tvořené stříbrem, mědí, zlatém, platinovými kovy, niklem, molybdenem a oxidy kovů s výjimkou oxidů alkalických kovů.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20080095A CZ200895A3 (cs) | 2008-02-21 | 2008-02-21 | Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy do 1000 °C a zpusob její výroby |
CN200980106037XA CN101952014B (zh) | 2008-02-21 | 2009-02-19 | 用于在不高于1000℃的方法的二氧化钛催化剂结构及其制备 |
PCT/CZ2009/000020 WO2009103250A2 (en) | 2008-02-21 | 2009-02-19 | Titanium dioxide catalyst structure for processes up to 1000 °c and the manufacturing thereof |
PL09712701T PL2247369T3 (pl) | 2008-02-21 | 2009-02-19 | Struktura katalizatora dwutlenku tytanu do procesów do 1000°c i jego produkcja |
ES09712701T ES2819023T3 (es) | 2008-02-21 | 2009-02-19 | Estructura de catalizador de dióxido de titanio para procesos hasta 1.000ºc y fabricación de dicha estructura |
SI200932088T SI2247369T1 (sl) | 2008-02-21 | 2009-02-19 | Struktura katalizatorja titanovega dioksida za postpoke do 1000 C in njegova izdelava |
EP09712701.3A EP2247369B1 (en) | 2008-02-21 | 2009-02-19 | Titanium dioxide catalyst structure for processes up to 1000 °c and the manufacturing thereof |
US12/866,328 US8435915B2 (en) | 2008-02-21 | 2009-02-19 | Titanium dioxide catalyst structure for processes up to 1000° C and manufacturing thereof |
HK11103258.8A HK1148979A1 (en) | 2008-02-21 | 2011-03-30 | Titanium dioxide catalyst structure for processes up to 1000 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20080095A CZ200895A3 (cs) | 2008-02-21 | 2008-02-21 | Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy do 1000 °C a zpusob její výroby |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ301315B6 true CZ301315B6 (cs) | 2010-01-13 |
CZ200895A3 CZ200895A3 (cs) | 2010-01-13 |
Family
ID=40888108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20080095A CZ200895A3 (cs) | 2008-02-21 | 2008-02-21 | Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy do 1000 °C a zpusob její výroby |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8435915B2 (cs) |
EP (1) | EP2247369B1 (cs) |
CN (1) | CN101952014B (cs) |
CZ (1) | CZ200895A3 (cs) |
ES (1) | ES2819023T3 (cs) |
HK (1) | HK1148979A1 (cs) |
PL (1) | PL2247369T3 (cs) |
SI (1) | SI2247369T1 (cs) |
WO (1) | WO2009103250A2 (cs) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8435915B2 (en) | 2008-02-21 | 2013-05-07 | Advanced Materials—JTJ S.R.O. | Titanium dioxide catalyst structure for processes up to 1000° C and manufacturing thereof |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5596992B2 (ja) * | 2010-02-09 | 2014-10-01 | バブコック日立株式会社 | バイオマス燃焼排ガス用脱硝触媒及び脱硝方法 |
JP5604235B2 (ja) | 2010-09-07 | 2014-10-08 | バブコック日立株式会社 | 排ガス脱硝触媒およびその製造方法 |
MX2015002165A (es) | 2012-08-24 | 2015-05-11 | Cristal Usa Inc | Materiales de soporte cataliticos, catalizadores, metodos para hacerlos y usos de los mismos. |
DE102016112682A1 (de) * | 2016-07-11 | 2018-01-11 | Huntsman P&A Germany Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Titandioxid und das so erhaltene Titandioxid |
US11623205B2 (en) * | 2018-03-08 | 2023-04-11 | The Regents Of The University Of California | Method and system for hybrid catalytic biorefining of biomass to methylated furans and depolymerized technical lignin |
CN111530277B (zh) * | 2020-04-07 | 2021-03-30 | 华南理工大学 | 解析中间产物对TiO2光催化降解气相苯影响机理的方法 |
CN112473685A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-03-12 | 天津工业大学 | 一种负载型非晶态水合肼催化制氢催化剂及其制备方法 |
CN116135303A (zh) * | 2021-11-16 | 2023-05-19 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 乙烯催化降解催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6281385B1 (en) * | 1998-05-22 | 2001-08-28 | Consortium für elektrochemische Industrie GmbH | Process for preparing acetic acid by gas-phase oxidation of saturated C4-hydrocarbons and their mixtures with unsaturated C4-hydrocarbons |
EP1205244A1 (en) * | 1999-08-05 | 2002-05-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Photocatalytic material, photocatalytic article and method for their preparation |
US20080045410A1 (en) * | 2005-08-23 | 2008-02-21 | Jan Prochazka | HIGHLY PHOTOCATALYTIC PHOSPHORUS-DOPED ANATASE-TiO2 COMPOSITION AND RELATED MANUFACTURING METHODS |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1168136A (en) | 1966-06-22 | 1969-10-22 | Nat Lead Co | Photoreactive Titanium Dioxide Material |
US3709984A (en) | 1967-06-26 | 1973-01-09 | Nl Industries Inc | Photoreactive titanium dioxide material |
JPS4830614B1 (cs) | 1969-06-02 | 1973-09-21 | ||
DE2235103C3 (de) | 1972-07-18 | 1978-04-13 | Chemische Werke Huels Ag, 4370 Marl | Verfahren zur Herstellung von Essigsäure |
DE2254425A1 (de) | 1972-11-07 | 1974-05-16 | Hasenclever Gmbh Maschf | Elektrostauchmaschine mit ohm'scher widerstandserwaermung des werkstueckes |
DE2354425C3 (de) | 1973-10-31 | 1978-05-03 | Chemische Werke Huels Ag, 4370 Marl | Verfahren zur Herstellung von Essigsäure durch Gasphasenoxidation von Butenen |
US4146734A (en) | 1977-08-08 | 1979-03-27 | Celanese Corporation | Oxidation of butene to acetic acid and catalyst therefor |
US4448897A (en) | 1982-05-13 | 1984-05-15 | Atlantic Richfield Company | Method for producing a vanadium-titanium catalyst exhibiting improved intrinsic surface area |
GB9018034D0 (en) | 1990-08-16 | 1990-10-03 | Tioxide Group Services Ltd | Production process |
GB9600196D0 (en) * | 1996-01-05 | 1996-03-06 | Tioxide Group Services Ltd | Preparation of anatase titanium dioxide |
JPH10137593A (ja) | 1996-11-13 | 1998-05-26 | Teika Corp | 高光触媒活性アナタース形微粒子酸化チタンおよびその製造方法 |
US7378371B2 (en) | 2001-12-21 | 2008-05-27 | Show A Denko K.K. | Highly active photocatalyst particles, method of production therefor, and use thereof |
BRPI0611707A2 (pt) | 2005-06-29 | 2012-04-24 | Compumedics Ltd | conjunto de sensor com ponte condutiva |
CZ200895A3 (cs) | 2008-02-21 | 2010-01-13 | Advanced Materials - Jtj S. R. O. | Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy do 1000 °C a zpusob její výroby |
-
2008
- 2008-02-21 CZ CZ20080095A patent/CZ200895A3/cs unknown
-
2009
- 2009-02-19 SI SI200932088T patent/SI2247369T1/sl unknown
- 2009-02-19 ES ES09712701T patent/ES2819023T3/es active Active
- 2009-02-19 CN CN200980106037XA patent/CN101952014B/zh active Active
- 2009-02-19 WO PCT/CZ2009/000020 patent/WO2009103250A2/en active Application Filing
- 2009-02-19 US US12/866,328 patent/US8435915B2/en active Active
- 2009-02-19 EP EP09712701.3A patent/EP2247369B1/en active Active
- 2009-02-19 PL PL09712701T patent/PL2247369T3/pl unknown
-
2011
- 2011-03-30 HK HK11103258.8A patent/HK1148979A1/xx unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6281385B1 (en) * | 1998-05-22 | 2001-08-28 | Consortium für elektrochemische Industrie GmbH | Process for preparing acetic acid by gas-phase oxidation of saturated C4-hydrocarbons and their mixtures with unsaturated C4-hydrocarbons |
EP1205244A1 (en) * | 1999-08-05 | 2002-05-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Photocatalytic material, photocatalytic article and method for their preparation |
US20080045410A1 (en) * | 2005-08-23 | 2008-02-21 | Jan Prochazka | HIGHLY PHOTOCATALYTIC PHOSPHORUS-DOPED ANATASE-TiO2 COMPOSITION AND RELATED MANUFACTURING METHODS |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8435915B2 (en) | 2008-02-21 | 2013-05-07 | Advanced Materials—JTJ S.R.O. | Titanium dioxide catalyst structure for processes up to 1000° C and manufacturing thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2247369B1 (en) | 2020-06-24 |
CZ200895A3 (cs) | 2010-01-13 |
SI2247369T1 (sl) | 2021-01-29 |
CN101952014B (zh) | 2013-11-27 |
PL2247369T3 (pl) | 2021-07-05 |
CN101952014A (zh) | 2011-01-19 |
WO2009103250A3 (en) | 2010-07-29 |
ES2819023T3 (es) | 2021-04-14 |
WO2009103250A4 (en) | 2010-09-23 |
HK1148979A1 (en) | 2011-09-23 |
US8435915B2 (en) | 2013-05-07 |
US20100322832A1 (en) | 2010-12-23 |
WO2009103250A2 (en) | 2009-08-27 |
EP2247369A2 (en) | 2010-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ301315B6 (cs) | Katalytická struktura TiO2 pro katalytické procesy do 1000 °C a zpusob její výroby | |
Ferreira-Neto et al. | Solvent-controlled deposition of titania on silica spheres for the preparation of SiO2@ TiO2 core@ shell nanoparticles with enhanced photocatalytic activity | |
Li et al. | Low-temperature synthesis and microstructural control of titania nano-particles | |
Yang et al. | Hydrothermal synthesis of TiO2 nanopowders from tetraalkylammonium hydroxide peptized sols | |
Lee et al. | Synthesis of brookite TiO2 nanoparticles by ambient condition sol process | |
JP5936680B2 (ja) | バナジウムを含んでいない、またはバナジウムを減少させたDeNOx触媒のための原料、およびその製造方法 | |
Li et al. | Structure control and its influence on photoactivity and phase transformation of TiO | |
CN104108749B (zh) | 一种掺杂钛酸锶的制备方法 | |
CN1962458A (zh) | 一种锐钛矿型二氧化钛纳米粉体的制备方法 | |
JP2006151799A (ja) | 薄板状多孔質シリカ金属複合体粒子とその製造方法 | |
KR20040036464A (ko) | 티타니아계 촉매의 제조방법 | |
Balaganapathi et al. | Controlled synthesis of brookite and combined brookite with rutile phases of titanium di-oxide and its characterization studies | |
Yu | Phase development and photocatalytic ability of gel-derived P-doped TiO2 | |
JP4841421B2 (ja) | 球状ペルオキソチタン水和物及び球状酸化チタンの製造方法 | |
Grey et al. | Structure of the amorphous titania precursor phase of N-doped photocatalysts | |
Ovodok et al. | Synthesis and characterization of efficient TiO2 mesoporous photocatalysts | |
Manjumol et al. | A novel synthesis route for brookite rich titanium dioxide photocatalyst involving organic intermediate | |
JP2004091300A (ja) | 酸化亜鉛多結晶チューブ | |
Kaleji et al. | Fabrication of Nb/V co-doped TiO2 thin films and study of structural, optical and photocatalytic properties | |
KR100523451B1 (ko) | 이산화티탄 나노입자의 제조방법 | |
Phanmalee et al. | The Photocatalytic degradation of methylene blue using bismuth vanadate (Bi2VO5. 5) Powder | |
CN104528824B (zh) | 一种同时生产氧化锆粉体和铵盐的方法及产品 | |
KR102411275B1 (ko) | 타이타늄 함유 염산용액을 이용한 아나타제형 이산화타이타늄 제조 방법 및 타이타늄 함유 염산용액을 이용한 이산화타이타늄 결정 제어 방법 | |
JP2006103999A (ja) | 酸化チタン微粒子の製造方法 | |
KR101519563B1 (ko) | 가시광 감응성 바나디아-티타니아 광촉매의 제조방법 |