CZ308566B6 - Způsob přípravy anorganických nanovláken, zejména pro použití jako heterogenní katalyzátory, a anorganická nanovlákna - Google Patents
Způsob přípravy anorganických nanovláken, zejména pro použití jako heterogenní katalyzátory, a anorganická nanovlákna Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308566B6 CZ308566B6 CZ2014-444A CZ2014444A CZ308566B6 CZ 308566 B6 CZ308566 B6 CZ 308566B6 CZ 2014444 A CZ2014444 A CZ 2014444A CZ 308566 B6 CZ308566 B6 CZ 308566B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- nanofibers
- inorganic
- solution
- prepared
- catalytic
- Prior art date
Links
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims abstract description 122
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 23
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 38
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 32
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 26
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 23
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 22
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910007926 ZrCl Inorganic materials 0.000 claims description 12
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 claims description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 9
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 8
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 8
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims description 7
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 claims description 6
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 5
- -1 further oxyhalides Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 4
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen(.) Chemical compound [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 2
- 125000005595 acetylacetonate group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 2
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 2
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 39
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical group [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 13
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 11
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 11
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 description 10
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 10
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 9
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 9
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- NPPQSCRMBWNHMW-UHFFFAOYSA-N Meprobamate Chemical compound NC(=O)OCC(C)(CCC)COC(N)=O NPPQSCRMBWNHMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 5
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 3
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 3
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical class CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002159 adsorption--desorption isotherm Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 3
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 238000002429 nitrogen sorption measurement Methods 0.000 description 3
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- FSJSYDFBTIVUFD-SUKNRPLKSA-N (z)-4-hydroxypent-3-en-2-one;oxovanadium Chemical compound [V]=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O FSJSYDFBTIVUFD-SUKNRPLKSA-N 0.000 description 2
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 2-Methylpentane Chemical compound CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N Butyraldehyde Chemical compound CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012695 Ce precursor Substances 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical class CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N strontium nitrate Chemical compound [Sr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RXSHXLOMRZJCLB-UHFFFAOYSA-L strontium;diacetate Chemical compound [Sr+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O RXSHXLOMRZJCLB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N zirconium nitrate Chemical compound [Zr+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 1-ethynyl-2,4-dimethoxybenzene Chemical compound COC1=CC=C(C#C)C(OC)=C1 IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JECYNCQXXKQDJN-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methylhexan-2-yloxymethyl)oxirane Chemical compound CCCCC(C)(C)OCC1CO1 JECYNCQXXKQDJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFYFURKXMHQOGG-UHFFFAOYSA-J 2-ethylhexanoate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O OFYFURKXMHQOGG-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 239000012691 Cu precursor Substances 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012692 Fe precursor Substances 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical class CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012696 Pd precursors Substances 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010252 TiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKGMHABTFTUWDV-UHFFFAOYSA-N [W+4].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] Chemical compound [W+4].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] XKGMHABTFTUWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDYRYUINDGQKMC-UHFFFAOYSA-M acetyloxyaluminum;dihydrate Chemical compound O.O.CC(=O)O[Al] HDYRYUINDGQKMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- JGDITNMASUZKPW-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.Cl[Al](Cl)Cl JGDITNMASUZKPW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940009827 aluminum acetate Drugs 0.000 description 1
- 229940063656 aluminum chloride Drugs 0.000 description 1
- 229940009861 aluminum chloride hexahydrate Drugs 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- ZHXZNKNQUHUIGN-UHFFFAOYSA-N chloro hypochlorite;vanadium Chemical compound [V].ClOCl ZHXZNKNQUHUIGN-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
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 125000005594 diketone group Chemical group 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);trinitrate Chemical class [La+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 229960005235 piperonyl butoxide Drugs 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- HKJYVRJHDIPMQB-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound CCCO[Ti](OCCC)(OCCC)OCCC HKJYVRJHDIPMQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-] XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGHBATFHNDZKSO-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate Chemical compound CC(C)[O-] OGHBATFHNDZKSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZGSOBQAJAUGRBK-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] ZGSOBQAJAUGRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000012686 silicon precursor Substances 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001631 strontium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L strontium dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sr+2] AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- YOUIDGQAIILFBW-UHFFFAOYSA-J tetrachlorotungsten Chemical class Cl[W](Cl)(Cl)Cl YOUIDGQAIILFBW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOZZOSDBXABUFO-UHFFFAOYSA-N tri(butan-2-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].CCC(C)[O-].CCC(C)[O-].CCC(C)[O-] WOZZOSDBXABUFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000000584 ultraviolet--visible--near infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N valeric aldehyde Natural products CCCCC=O HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BXJPTTGFESFXJU-UHFFFAOYSA-N yttrium(3+);trinitrate Chemical class [Y+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O BXJPTTGFESFXJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 1
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 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
-
- 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
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/58—Fabrics or filaments
-
- 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
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0009—Forming specific nanostructures
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/02—Oxides or hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
- C01G25/02—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G31/00—Compounds of vanadium
- C01G31/02—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G41/00—Compounds of tungsten
- C01G41/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62227—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres
- C04B35/62231—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres based on oxide ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62227—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres
- C04B35/62231—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres based on oxide ceramics
- C04B35/62236—Fibres based on aluminium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62227—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres
- C04B35/62231—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres based on oxide ceramics
- C04B35/6225—Fibres based on zirconium oxide, e.g. zirconates such as PZT
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62227—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres
- C04B35/62231—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres based on oxide ceramics
- C04B35/62259—Fibres based on titanium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/634—Polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/634—Polymers
- C04B35/63404—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B35/63416—Polyvinylalcohols [PVA]; Polyvinylacetates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/634—Polymers
- C04B35/63404—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B35/63444—Nitrogen-containing polymers, e.g. polyacrylamides, polyacrylonitriles, polyvinylpyrrolidone [PVP], polyethylenimine [PEI]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/634—Polymers
- C04B35/63448—Polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B35/63452—Polyepoxides
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D10/00—Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
- D01D10/02—Heat treatment
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Řešení poskytuje způsob přípravy anorganických nanovláken, zejména vhodných pro použití jako nanovlákenné heterogenní katalyzátory, v němž - nejprve se připraví roztok alespoň jednoho polymeru a alespoň jednoho prekurzoru kovu vybraného ze skupiny obsahující Ag, Al, Ba, Ce, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ge, Gd, La, Mo, Ni, Pb, Pd, Pt, Rh, Si, Sn, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr, - připravený roztok se zvlákní metodou odstředivého zvlákňování s kolektorem za tvorby polymer-anorganických nanovláken, - výsledná polymer-anorganická vlákna se kalcinují při teplotě v rozmezí 250 až 1400 °C, s výhodou 400 až 1100 °C, za tvorby čistě anorganických nanovláken oxidů kovů. - nanovlákna oxidů kovů se pak mohou volitelně podrobit dalším modifikacím. Řešení dále poskytuje anorganická nanovlákna, která obsahují oxidy kovů v podobě krystalů a krystalitů o velikosti jednotek nanometrů organizovaných ve formě mezoporézních nanovláken o tloušťce v rozmezí 20 až 800 nm a délce 1 μm až délce nekonečného vlákna, připravitelná způsobem podle vynálezu.
Description
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká způsobu přípravy mezoporézních anorganických nanovláken, zejména vhodných pro použití jako nanovlákenné anorganické heterogenní katalyzátory, a anorganických nanovláken tímto způsobem připravitelných.
Dosavadní stav techniky
Oxidy přechodných kovů tvoří aktivní složky mnoha důležitých heterogenních katalyzátorů pro selektivní oxidace uhlovodíků ve výrobě kyslíkatých sloučenin, pro totální oxidaci znečišťujících látek jako jsou oxid uhelnatý (CO) a těkavé organické látky (VOC), pro selektivní katalytickou redukci oxidů dusíku (NO, NO2), pro katalytický rozklad oxidu dusného (N2O), a pro kysele katalyzované reakce v procesech transformace uhlovodíků. Selektivita a katalytická aktivita katalyzátorů na bázi oxidů přechodných kovů je řízena jejich chemickým složením, strukturou, morfologií, interakcí částic oxidů s povrchem a dalšími parametry, mezi nimiž je velmi významná velikost částic a krystalitů oxidů. Snížení velikosti částic oxidů přechodových kovů na úroveň jednotek nanometrů má za následek dramatické změny jejich vlastností, kde vedle zvýšení velikosti měrného povrchu dochází ke vzniku nových elektronických vlastností povrchu a povrchových center, které mohou být s výhodou využity v katalytických procesech. Nicméně, použití těchto nanočástic často čelí složitému procesu krystalizace a obtížnému oddělování nanočástic ze syntézního nebo katalytického systému. Příprava nanovlákenných materiálů pomocí elektrostatického zvlákňování je v laboratorním měřítku známá technika, její rozšíření do výrobních rozměrů ale není příliš úspěšné a tam, kde se prosazuje, omezuje se na výrobu polymemích nanovláken, která se používají ve formě membrán s využitím kupříkladu pro filtrace. Technika odstředivého zvlákňování je relativně nová, zatím se rovněž používá především pro zvlákňování polymemích materiálů na nosný substrát ve formě tenkých polymemích membrán.
Cílené přípravy nanovláken ajejich aplikace pro heterogenně katalyzované procesy byly v odborné vědecké literatuře reportovány jen ve velmi omezené míře. Huang a kol. (K. Huang, X. Chu, W. Feng, C. Zhou, W. Si, X. Wu, L. Yuan, S. Feng, Chemical Engineering Journal 244,27-32) ukázali, že nanovlákna perovskitu připravená elektrostatickým zvlákňováním poskytují vyšší aktivity pro oxidaci CH4 než částice perovskitu připravené pomocí tradiční metody.
Předkládaný vynález poskytuje nové heterogenní katalyzátory, které jsou tvořeny oxidy kovů v podobě krystalů a krystalitů o velikosti jednotek nanometrů organizovaných v podobě mezoporézních nanovláken. o tloušťce s 20 až 800 nm a délce 1 pm až délce nekonečného vlákna.
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález poskytuje způsob přípravy anorganických nanovláken, s výhodou vhodných pro použití jako heterogenních katalyzátorů, v němž
- nejprve se připraví roztok alespoň jednoho polymeru a alespoň jednoho prekurzoru kovu vybraného ze skupiny obsahující Ag, AI, Ba, Ce, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ge, Gd, La, Mo, Ni, Pb, Pd, Pt, Rh, Si, Sn, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr,
- připravený roztok se zvlákní metodou odstředivého zvlákňování s kolektorem za tvorby polymeranorganických nanovláken,
- výsledná polymer-anorganická vlákna se kalcinují při teplotě v rozmezí 250 až 1400 °C, s výhodou 400 až 1100 °C, za tvorby čistě anorganických nanovláken oxidů kovů,
- 1 CZ 308566 B6
- nanovlákna oxidů kovů se pak mohou volitelně podrobit dalším modifikacím, jako je impregnace dalšími aktivními složkami či nanášení dalších aktivních složek.
Předkládaný vynález dále poskytuje nová anorganická nanovlákna, zejména vhodná pro použití jako nanovlákenné anorganické heterogenní katalyzátory, která obsahují oxidy kovů v podobě krystalů a krystalitů o velikosti jednotek nanometrů organizovaných v podobě mezoporéžních nanovláken o tloušťce v rozmezí 20 až 800 nm a délce 1 pm až délce nekonečného vlákna, připravitelné způsobem podle předkládaného vynálezu. Tato nanovlákna neobsahují polymemí složku, taje při kalcinaci odstraněna. S výhodou není oxidem kovu perovskit Lao.vsSro^sMnCfi.
Jako polymery mohou být s výhodou použity polymery a kopolymery rozpustné v rozpouštědle pro zvlákňovací roztok, zejména vhodné jsou polymery a kopolymery monomerů vybraných ze skupiny zahrnující vinylalkohol, vinylpyrrolidon, oxiran, butyraldehyd, vinylacetát. S výhodou jsou jako polymery použity polyvinylalkohol, polyvinylpyrrolidon, polyethylenoxid, polyvinylacetát a/nebo polyvinylbutyral.
Jako prekurzory kovů mohou být s výhodou použity jejich soli, zejména s anionty minerálních kyselin, jako jsou halogenidy, dusičnany, sírany, uhličitany, dále oxyhalogenidy, hydroxidy, ClC4-alkoxidy, acetylacetonáty, soli s anionty Cl-CIO karboxylových nebo dikarboxylových kyselin, případně může prekurzor obsahovat kov v oxoaniontu nebo halogenaniontu kyseliny nebo soli s amonným kationtem nebo s kationtem alkalického kovu.
Jako prekurzory kovů lze použít například následující soli a jejich solváty, zejména hydráty:
Jako prekurzor Ag může být použit dusičnan stříbrný.
Jako prekurzor AI může být použit octan hlinitý, dusičnan hlinitý, chlorid hlinitý, butoxid hlinitý a/nebo hydroxid hlinitý.
Jako prekurzor Ba může být použit uhličitan bamatý, dusičnan bamatý, síran bamatý, hydroxid bamatý, octan bamatý, acetylacetonát bamatý.
Jako prekurzor ceru může být použit chlorid, dusičnan nebo hydroxid.
Jako prekurzor kadmia může být použit acetát, acetylacetonát, nebo chloridy.
Jako prekurzor chrómu může být použit nitrát, hydroxid, nebo chloridy.
Jako prekurzor kobaltu může být použit nitrát, oxalát, nebo chloridy.
Jako prekurzor mědi může být použit nitrát, acetát, acetylacetonát, hydroxid nebo síran.
Jako prekurzor železa mohou být použity chloridy, nitráty, sírany nebo octany.
Jako prekurzor germania může být použit isopropoxid, nebo chloridy.
Jako prekurzor gadolinia mohou být použity chloridy, nitráty a oxaláty, acetát, nebo acetylacetonát.
Jako prekurzory lanthanu mohou být použity dusičnany, chloridy nebo sírany lanthanu.
Jako prekurzor molybdenu může být použit chlorid nebo acetát.
Jako prekurzor niklu může být použit acetát, chlorid, nebo nitráty.
Jako prekurzor paladia může být použit chlorid, acetylacetonát, nebo acetát.
Jako prekurzor platiny může být použita kyselina hexachloroplatičitá, acetylacetonát, nebo chloridy.
Jako prekurzor rhodia může být použit acetát, acetylacetonát, nebo chloridy.
Jako prekurzor křemíku může být použit tetraethoxysilan, nebo tetramethoxysilan.
Jako prekurzor stroncia může být použit octan strontnatý, dusičnan strontnatý, chlorid strontnatý, uhličitan strontnatý.
Jako prekurzory titanu mohou být použity alkoxidy titanu, zejména tetrabutoxid titaničitý, propoxid titaničitý, isopropoxid titaničitý.
Jako prekurzor vanadu může být použit actylacetonát, chlorid, nebo oxychlorid vanadičitý.
Jako prekurzory wolframu mohou být použity wolframany amonné, chloridy wolframu, nebo isopropoxid wolframu.
Jako prekurzory yttria mohou být použity dusičnany, chloridy nebo sírany yttria.
Jako prekurzor zinku může být použit chlorid zinečnatý, octan zinečnatý, acetylacetonát nebo hydroxid zinečnatý.
-2 CZ 308566 B6
Jako prekurzor zirkonu může být použit propoxid zirkoničitý, isopropoxid zirkoničitý, 2ethylhexanoát zirkoničitý, oxychlorid zirkoničitý, chlorid zirkoničitý, dusičnan zirkoničitý nebo hydroxid zirkoničitý.
Rozpouštědly pro roztok polymeru a prekurzoru kovu mohou být například voda, C1 -C10 alkoholy (např. methanol, ethanol, isopropanol, butanol), C3-C10 ketony a diketony, C6-C8 aromáty, C5C8 alkany, C1-C4 karboxylové kyseliny, C1-C4 chlorované alkany, dimethylformamid, dimethylacetamid, dimethylsulfoxid a jejich směsi.
Zvlákňování se provede metodou odstředivého zvlákňování.
Metoda odstředivého zvlákňování využívá k tvorbě vláken z polymemího roztoku vliv odstředivé síly. Zvlákňovací roztok se dávkuje do zvlákňovací hlavy - spinerety, která rotuje vysokou rychlostí (2 až 20 tisíc otáček za minutu) kolem vlastní osy. Průchodem roztoku přes úzkou štěrbinu nebo přes hranu spinerety je vlivem odstředivých a smykových sil výtrysk polymemího roztoku protahován za tvorby velmi tenkých dlouhých vláken. Odstředivým zvlákňováním s kolektorem je dosaženo tvorby troj dimenzionální (3-D) vatovité struktury polymer-anorganických vláken, s výhodou vatovité struktury kompaktně vyrobené v rozměrech větších než 200 cm3.
Metoda odstředivého zvlákňování poskytuje výslednou vatovitou strukturu vláken, která je pro katalyzátory vhodnější.
Předmětem vynálezu jsou jak nanovlákenné katalyzátory s katalyticky aktivními centry vzniklými v průběhu kalcinace polymer-anorganických nanovlákenných materiálů jejich transformací na čistě anorganická, oxidická vlákna, tak i nanovlákenné katalyzátory s katalyticky aktivními centry nanesenými v průběhu další modifikace těchto vláken. Modifikace se provádí postupy známými v oboru obecně pro modifikace katalytických materiálů, například impregnací, iontovou výměnou, nanášením par (CVD). Pro vznik katalyticky aktivních center těmito metodami se používá oxidů přechodných kovů, jako jsou V, Cr, Mo, Co, Cu, Zn, Ni, Fe, Pt. Pd, Rh.
Ve výhodném provedení j sou nanovlákny podle předkládaného vynálezu nanovlákna na bázi WO3ZrCh dopovaná platinou (IT/WCh-ZrCh). S výhodou je obsah WO3 v rozmezí 5 až 50 % (hmota.). Tato nanovlákna se připraví způsobem podle vynálezu, kdy se nejprve připraví roztok póly viny Ipyrrolidonu, prekurzoru zirkonu a prekurzoru wolframu ve vodě, tento roztok se zvlákní metodou odstředivého zvlákňování a potom kalcinuje, s výhodou při 700 °C. Následně se vlákna dopují platinou.
Pt/WCri-ZrCf nanovlákna složená z krystalitů ZrCF o tetragonální nebo monoklinické krystalické struktuře o velikosti 4 až 20 nm a s dvou-dimenzionální vrstvou polywolframanu dekorovanou Pt klastry vykazují velmi vysokou aktivitu ve skeletální hydro-izomerizaci n-alkanů na rozvětvené příslušné alkany a vysokou aktivitu v izomerizaci xylenů. Strukturní vlastnosti a katalytická aktivita a selektivita Pt/WCb-ZrCF nanovláken s povrchovým pokrytím wolframanu 5,4 a 7,4W.nm'2 jsou porovnávány s katalytickými vlastnostmi nanopráškových katalyzátorů s 6,9 W.nm-2 v příkladech.
V dalším výhodném provedení jsou nanovlákny podle předkládaného vynálezu nanovlákna na bázi CeCh-ZrCh, případně dopovaná platinou (CcCF-ZrCri a Pt/CcCf-ZrCri). Tato nanovlákna se připraví způsobem podle vynálezu, kdy se nejprve připraví roztok polyvinylpyrrolidonu, prekurzoru zirkonu a prekurzoru ceru ve vodě, tento roztok se zvlákní metodou odstředivého zvlákňování a potom kalcinuje, s výhodou při 700 °C. Následně se vlákna případně dopují platinou.
CcCri-ZrCri a Pt/CeCh-ZrCh nanovlákna s tetragonální krystalickou strukturou a velikostí krystalitů 4 až 20 nm vykazují vysokou aktivitu v katalytické oxidaci CO na CO2, v katalytické oxidaci těkavých organických látek na CO2 a H2O, a ve vysokoteplotním rozkladu N2O na molekulární kyslík a dusík. S výhodou je obsah Ce v těchto nanovláknech 10 až 90 % (hmota.) CeO2-ZrO2
-3 CZ 308566 B6 nanovlákna připravená s 20 % a 50 % C cCB a jejich vlastnosti porovnané s nano-práškovým 50% CcCk-ZrCk materiálem jsou ukázány v příkladech. Materiály na bázi Cer-zirkonia jsou široce používány jako promotéry automobilových třícestných katalyzátorů nebo v tepelně velmi stabilních oxidačních katalyzátorech. Cer vykazuje vysokou schopnost vázat kyslík v podmínkách vyznačujících se přebytkem kyslíku a uvolňovat kyslík při jeho nedostatku za podmínek typických pro katalytické oxidační reakce ve výfukových plynech motorů a některých průmyslových procesů.
Nanovlákna na bázi V2O5/T1O2: nanovlákna Ί1Ο2 s převažující krystalickou strukturou anatasu a velikostí krystalitů 3 až 20 nm s V2O5 klastry vykazují vysokou aktivitu v oxidaci «-butanu na anhydrid kyseliny maleinové a v selektivní katalytické redukci NO pomocí amoniaku na dusík.
Katalyzátory na bázi V2O5 poskytují vysokou katalytickou aktivitu v procesech parciálních oxidací uhlovodíků a v selektivní katalytické redukci oxidů dusíku amoniakem. Oxidy vanadu nanesené na nanovlákenných oxidických materiálech složených z nano-krystalitů a tvořící mezoporézní strukturu poskytují mimořádnou katalytickou aktivitu převyšující práškové materiály. Struktura katalyzátorů v podobě nanočástic organizovaných do vláken umožňuje přímé využití těchto katalyzátorů v průmyslových aplikacích bez nutnosti problematického zpracování práškových nanočástic.
Dále mohou být nanovlákny například nanovlákna BaTiCl· SrxBai-xTiO3 (kde x je mezi 0 a 1) AI2O3.
Tento vynález dále zahrnuje heterogenní katalyzátory tvořené nanovlákny podle vynálezu.
Nanovlákenné heterogenní katalyzátory podle předkládaného vynálezu lze zejména použít pro katalýzu procesů (i) skeletální hydro-izomerizace n-alkanů na rozvětvené příslušné alkany, (ii) katalytické oxidace CO na CO2, (iii) katalytické oxidace těkavých organických látek na CO2 a H2O, (iv) vysokoteplotního rozkladu N2O na molekulární kyslík a dusík, (v) oxidace «-butanu na anhydrid kyseliny maleinové, (vi) a selektivní katalytické redukce NO pomocí amoniaku na dusík.
Vynález popisuje přípravu a výrobu zejména katalyzátorů v podobě nanovláken oxidů přechodných kovů s řízeným složením, pórovitostí a strukturou, včetně propojených mezopórů a vysokým měrným povrchem pomocí metody odstředivého zvlákňování. Tento vynález otevírá nové možnosti pro řízení struktury katalytických materiálů pro významné katalytické procesy a je zásadní pro přípravu a výrobu katalyzátorů se zvýšenou katalytickou aktivitou a selektivitou pro selektivní oxidace uhlovodíků ve výrobě kyslíkatých sloučenin, pro totální oxidaci znečišťujících látek jako jsou oxid uhelnatý (CO) a těkavé organické látky (VOC), pro selektivní katalytickou redukci oxidů dusíku (NO, NO2), pro katalytický rozklad oxidu dusného (N2O), a pro kysele katalýzo váné reakce v procesech transformace uhlovodíků.
Dále tento vynález otevírá zcela nové možnosti pro kombinaci katalytických procesů s filtračními procesy tím, že katalyzátory na bázi oxidů přechodného kovu jsou ve formě mezoporézních nanovláken tvořících účinnou katalytickou filtrační přepážku. Přítomnost vysoce katalyticky aktivních center na nanovlákenném filtru umožňuje vést procesy filtrace a katalytické transformace s velmi vysokou účinností. Kombinace katalytických a filtračních procesů na mezoporézních nanovlákenných katalyzátorech tvořících účinnou filtrační přepážku je významná zejména pro eliminaci životnímu prostředí nebezpečných látek z odpadních a výfukových plynů a při čištění vod.
Katalytická aktivita a selektivita nanovlákenných heterogenních katalyzátorů je srovnatelná nebo vyšší než u práškových nanočástic. Zásadní výhodu tvoří i struktura katalyzátoru v podobě nanočástic organizovaných do vláken, která umožňuje přímé využití nanovlákenných heterogenních katalyzátorů v technologických procesech a umožňuje tak využití nanočástic pro průmyslové procesy ve velkém rozsahu.
-4 CZ 308566 B6
Tento vynález se týká mezoporéžních nanovláken oxidů přechodných kovů získaných odstředivým zvlákňováním pro katalytické aplikace v redox a kysele katalyzovaných reakcích, způsobu jejich přípravy a výroby. Struktura charakteristických materiálů je definována pomocí metod skenovací elektronové mikroskopie (SEM), transmisní elektronové mikroskopie s vysokým rozlišením (HRTEM), rentgenovou difrakcí (XRD), spektroskopií v oblasti ultrafialového, viditelného záření a v blízké infračervené oblasti (UV-Vis-NIR) a pomocí adsorpce dusíku za teploty 77 K.
Objasnění výkresů
Obrázek 1. Reprezentativní elektronové mikrofotografie nanovláken WO3-ZrO2 připravených dle příkladu 1 a srovnání s nano-práškem WO3-ZrO2. a) SEM nanovláken; b), c) a d), HR-TEM nanovláken; e) HR-TEM mikrofotografie nano-prášku a f) HR-TEM mikrofotografie jedné částice v nano-prášku.
Obrázek 2. Rentgenové difraktogramy materiálů WO3-ZrO2 připravených dle Příkladu 1. a) 18% WO,-ZrO2 nanoprášek, b) 18% WO,-ZrO2 nanovlákna, a c) 24% WO3-ZrO2 nanovlákna (t tetragonální, * - jednoklonná).
Obrázek 3. Příklad typických N2-sorpčních izoterem při 77 K pro materiály připravené dle příkladu 1.18% WO,-ZrO2 a b) 24% WO3-ZrO2 nanovlákna.
Obrázek 4. Typická UV-VIS-NIR spektra ZrO2 (····) a 18% WO3-ZrO2 (····) nanočástic, a ZrO2 (---), 18% WO3-ZrO2 (---), a 24%WO3-ZrO2 (---) nanovláken připravených dle příkladu 1.
Obrázek 5. Izomerizace «-hexanu na Pt/WO3-ZrO2 (+-18% WO3-ZrO2 nanovlákna, Δ - 24% WO3ZrO2 nanovlákna, 0 - 18% WO3-ZrO2 nanočástice).
Obrázek 6. Typické SEM a) a HR-TEM mikrografie b) - d) 50% CeO2-ZrO2 nanovláken připravených dle příkladu 3.
Obrázek 7. Příklad typického rentgenového difraktogramu materiálů a) 20% CeO2-ZrO2 nanočástice, b) 20% CeO2-ZrO2 a c) 50 % CeO2-ZrO2 nanovláken připravených dle příkladu 3 (* tetragonální fáze).
Obrázek 8. N2-sorpční izotermy při 77 K na a) 20% CeO2-ZrO2, a b) 50% CeO2-ZrO2 nanovláknech připravených dle příkladu 3.
Obrázek 9. Katalytická oxidace CO na CO2 kyslíkem na 20 % CeO2/ZrO2 (+ - nanovlákna, O nanočástice) dle příkladu 4.
Obrázek 10. Katalytický rozklad N2O na 20% CeO2/ZrO2 (+ - nanovlákna, O - nanočástice) dle příkladu 5.
Obrázek 11. Reprezentativní elektronové mikrofotografie nanovláken V2Os/TiO2: a) SEM, b)-d) HR-TEM.
Obrázek 12. Rentgenová difrakční analýza TiO2 materiálů připravených dle příkladu 6. a) 5% V2O5/TiO2 nanočástice, b) 5% V2Os/TiO2 a c) TiO2 nanovlákna (*- anatas, r - rutil, + - brookit).
Obrázek 13. N2-sorpční izotermy při 77 K na TiO2 nanovláknech připravených dle příkladu 6.
Obrázek 14. Konverze v NH3-SCR-NOx jako funkce teploty na 5% V2Os/TiO2 nanočásticích a na 5% V2Os/TiO2 nanovláknech připravených dle Příkladu 7 (+ - nanovlákna, O - nanočástice).
- 5 CZ 308566 B6
Obrázek 15. Katalytická oxidace «-butanu jako funkce teploty na 5%V2O5-TiO2 nanočásticích a na 5% V2O5/T1O2 nanovláknech připravených dle příkladu 8 (+ - nanovlákna, O - nanočástice).
Obrázek 16. Reprezentativní SEM mikrofotografie nanovláken BaTiCri připravených dle příkladu 9.
Obrázek 17. Rentgenový difraktogram nanovláken BaTiCf připravených dle příkladu 9.
Obrázek 18. Reprezentativní SEM mikrofotografie nanovláken Sro.sBao.sTiOs připravených dle příkladu 10.
Obrázek 19. Rentgenový difraktogram nanovláken Sro.sBao.sTiOs připravených dle příkladu 10.
Obrázek 20. Reprezentativní SEM mikrofotografie nanovláken AI2O3 připravených dle příkladu 10.
Obrázek 21. Rentgenový difraktogram nanovláken AI2O3 připravených dle příkladu 10 - odpovídá krystalické struktuře alfa alumina.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Postup přípravy nanovláken Pt/WCri-ZrCf
Zvlákňovací roztok byl připraven rozpuštěním polyvinylpyrrolidonu, oxychloridu zirkoničitého a wolframanu amonného v destilované vodě v poměru polymer:soli:voda 0,7:2,2:6,9. Polymemí roztok byl dávkován do zvlákňovací hlavy rotující rychlostí 7 tisíc otáček za minutu. Vlákna byla zachycována v kolektoru zachovávajícím vatovitou strukturu vláken. Následně byla kalcinována při teplotě 700 °C. I po kalcinaci si vlákna zachovávají 3-D vatovitou strukturu.
Připravené vzorky WCh-ZrCh byly po kalcinaci impregnovány vodným roztokem kyseliny hexachloroplatičité FfPtCle H2O v množství odpovídajícím 0,25 % hmota. Pt v katalyzátoru.
Vlastnosti nanovláken byly porovnány s vlastnostmi práškových nanočástic Pt/WCf-ZrCf. Pro přípravu práškových nanočástic Pt/WCf-ZrCf byly použity nanočástice hydratovaného oxidu zirkoničitého (MEL-Chemicals Co (# XZO1452/01)) ve formě vodné suspenze. Suspenze byla částečně vysušena a v podobě vlhkého koláče byla impregnována vodným roztokem amonného meta-wolframanu (NH4)eH2Wi204o (Fluka). Výsledná pevná látka byla sušena při teplotě 105 °C přes noc a kalcinována v proudu suchého vzduchu (rychlost ohřevu 0,7 °C.min1) při teplotě 700 °C po dobu 3 hodin. Připravené vzorky WCh-ZrCh byly nakonec impregnovány vodným roztokem kyseliny hexachloroplatičité FUPtCk.fLO v množství odpovídajícím 1 % hmota. Pt v katalyzátoru. Výsledný izomerační katalyzátor je označován jako práškové nanočástice Pt/WCf-ZrCf.
SEM a HR-TEM reprezentativní snímky nanovláken WCh-ZrCh a práškových nanočástic WO3ZrC>2 jsou uvedeny na obrázku 1. Průměr většiny nanovláken je v rozsahu od 100 do 400 nm a délka v rozsahu jednotek mikrometrů až po nekonečně dlouhá vlákna. Krystality ZrC>2 vykazují průměr okolo 8 nm a 17 nm pro nanovlákna a práškové nanočástice, respektive. XRD WO3-Z1O2 připravených materiálů jsou uvedeny na obrázku 2. Velikosti krystalitů ZrC>2 odhadnuté na základě Scherrerovy rovnice jsou blízké hodnotám získaným z TEM analýzy. Výsledky rentgenové difrakce ukazují (obrázek 2), že WCE-ZrCE nanovlákna jsou převážně tvořena tetragonální fází a že přítomnost WO3 v ZrCf účinně inhibuje tvorbu termodynamicky stabilnější jednoklonné fáze a stabilizuje tetragonální modifikaci [9], Rentgenové difraktogramy WCh-ZrCh práškových nanočástic ukázaly přítomnost obou tetragonální a jednoklonné fáze ZrCE s převládající
-6CZ 308566 B6 tetragonální fází. Signál WO3 není pozorován v důsledku vysoké disperze. Adsorpčně-desorpční izotermy dusíku měřené při 77 K a distribuce velikosti pórů WCh-ZrCh nanovláken jsou zobrazeny na obrázku 3 a indikují vysoký měrný povrch a dobře vyvinutou mezoporozitu. UV-Vis spektra znázorněná na obrázku 4 byla použita pro analýzu struktury WOX vrstvy. Intenzita WOX absorpční hrany se zvyšuje a posouvá do nižších energií 3,4 až 3,2 eV s rostoucí koncentrací WOX od 18 % do 24 % (hmota.) WO3 v důsledku růstu WOX domén. Pozorované hodnoty energie adsorpční hrany jsou charakteristické pro dvou-dimenzionální poly-wolframany. Absorpční hrana 2,6 eV charakteristická pro WO3 krystaly není ve spektru přítomna v souladu s výsledkem měření rentgenové difrakce.
Příklad 2
Izomerizace «-hexanu na rozvětvené hexany byla provedena na Pt/WCri-ZrCf nanovláknech připravených dle příkladu 1 a jejich katalytická aktivita byla porovnána s práškovými nanočásticemi Pt/WCf-ZrCb v průtočném reaktoru, typicky s navážkou 0,5 g katalyzátoru. Katalyzátor byl aktivován před reakcí v proudu kyslíku při 475 °C po dobu 3 hodin a dále v proudu směsi 80 mol % H2 + 20 mol % N2 při 250 °C po dobu 1 hodiny. Izomerizace probíhala v reakční směsi obsahující 79 mol % H2 , 20 mol % N2 a 1 mol % «-hexanu s průtokovou rychlostí 66 cm3.min1, která odpovídá WHSV 0,35 h1. Produkty byly analyzovány on-line připojeným plynovým chromatografem s 50 m * 0,32 mm x 5 pm AI2O3/KCI kapilární kolonou a detektorem FID při ustálených konverzích.
Na obrázku 5 jsou uvedeny výsledky pro izomeraci «-hexanu v závislosti na teplotě získané na Pt/WCri-ZrCf nanovlákech připravených dle příkladu 1 a jejich aktivita je porovnána s aktivitou nanoprášku Pt/WCC-ZrCK Všechny Pt/WCE-ZrCE vzorky vykazují výtěžky /.so-hcxanu již při teplotě 180 °C. Výtěžky /.so-hcxanu rostou se zvyšující se reakční teplotou, procházející maximem při 250 až 280 °C a poté mírně klesají v důsledku tvorby vedlejších produktů. Výtěžky iso-hexanu získané v průběhu Pt/WCri-ZrCf na nanovláknech jsou podobné při teplotách v rozmezí 180 až 230 °C, a vyšší v rozmezí teplot 250 až 300 °C ve srovnání s práškovými Pt/WCE-ZrCE nanočásticemi.
Příklad 3
Příprava nanovláken 20% a 50% CcCE-ZrCE
Zvlákňovací roztok byl připraven rozpuštěním polyvinylpyrrolidonu, oxychloridu zirkoničitého a dusičnanu ceričitého v destilované vodě v poměru polymer:soli:voda 0,5:2,5:7. Polymemí roztok byl dávkován do zvlákňovací hlavy rotující rychlostí 5 tisíc otáček za minutu. Vlákna byla zachycována v kolektoru zachovávajícím vatovitou strukturu vláken. Následně byla kalcinována při teplotě 700 °C. I po kalcinaci si vlákna zachovávají 3-D vatovitou strukturu.
Vlastnosti nanovláken byly porovnány s vlastnostmi práškových nanočástic CcCE-ZrCl· (50 % CcCri). Práškový CeCE-ZrCE (50 % CcCf) katalyzátor s nano-krystality byl připraven srážením směsného roztoku Ce(IV) a Zr(IV) hydroxidem amonným při kontrolovaném pH. Nejprve byl připraven směsný roztok Ce(IV) a Zr(IV) rozpuštěním lig (NtLhCcjNOV (Sigma-Aldrich > 98,5 %) a 25,8 g ZrOCE.SFEO (Sigma-Aldrich > 99,5 %) ve 100 ml deionizované vody. Během srážení byly směsný roztok a vodný roztok amoniaku (28 % NH4OH) dávkovány po kapkách dvěma nezávislými čerpadly ovládanými pomocí pH-metru při konstantní hodnotě pH 10 ± 0,03 za míchání magnetickým míchadlem při 400 otáčkách za minutu. Po vysrážení byla suspenze míchána při 400 otáčkách za minutu po dobu 1 hodiny. Poté byla sraženina odstředěna a opakovaně se promyla deionizovanou vodou, sušena při teplotě 120 °C po dobu 4 hodin a kalcinována na vzduchu při 550 °C po dobu 2 hodin.
SEM a HR-TEM reprezentativní snímky nanovláken CcCE-ZrCE jsou uvedeny na obrázku 6. Průměr nanovláken je v rozsahu od 100 do 300 nm a jejich délka může být označena jako
-7CZ 308566 B6 nekonečně dlouhá vlákna. Krystality CcCE-ZrCE vykazují průměr 6, 5 a 10 nm pro 20% CcCE-ZrCE nanovlákna a 50% CcCE-ZrCE nanovlákna a 50% CcCE-ZrCE nanočástice. Rentgenové difraktogramy CcCL-ZrCk nanovláken zobrazené v obrázku 7 jsou charakteristické pro CcCE-ZrCE tuhý roztok v tetragonální fázi. Adsorpčně-desorpční izotermy dusíku měřené při 77 K a distribuce velikosti pórů CcCE-ZrCE nanovláken jsou zobrazeny v obrázku 8 a indikují vysoký měrný povrch a dobře vyvinutou mezoporézní strukturu nanovláken.
Příklad 4
Katalytická oxidace CO na CO2 kyslíkem byla provedena na CeO2-ZrO2 nanovlákenných katalyzátorech připravených dle příkladu 3 a jejich katalytická aktivita byla porovnána s práškovými nanočásticemi CeO2-ZrO2. Katalytická oxidace CO na CO2 kyslíkem byla realizována za použití křemenného reaktoru s pevným ložem a s pístovým tokem v rozmezí teplot 250 až 700 °C. Experimentální podmínky pro reakci byly následující: Celkový průtok plynu 100 cm3.min1, hmotnost katalyzátoru 60 mg; koncentrace CO 450 ppm; koncentrace O2 3%. Plynový chromatograf (GC Hewlett - Packard 6090) byl použit pro analýzu CO, O2 a CO2. Na obrázku 9 jsou uvedeny konverze pro katalytickou oxidaci CO na CO2 kyslíkem v závislosti na teplotě získané na CeO2-ZrO2 nanovláknech připravených dle příkladu 3 a jejich aktivita je porovnána s aktivitou nanoprášku CeO2-ZrO2. Nanovlákenný katalyzátor CeO2-ZrO2 vykazuje významně vyšší aktivitu než práškový katalyzátor v celém teplotním rozsahu.
Příklad 5
Katalytický rozklad N2O by proveden na CeO2-ZrO2 nanovlákenných katalyzátorech připravených dle příkladu 3 a jejich katalytická aktivita byla porovnána s práškovými nanočásticemi CeO2-ZrO2. Katalytický rozklad N2O byl realizován za použití křemenného reaktoru s pevným ložem a s pístovým tokem v rozmezí teplot 400 až 700 °C. Experimentální podmínky pro reakci jsou následující: celkový průtok plynu 350 cm3.min1 s koncentrací 1000 ppm N2O a hmotnost katalyzátoru 100 mg. Plynový chromatograf (GC Hewlett-Packard 6090) byl použit pro analýzu N2O, O2 a N2.
Na obrázku 10 jsou uvedeny konverze pro katalytický rozklad N2O na dusík a kyslík v závislosti na teplotě získané na CcCE-ZrCh nanovláknech připravených dle příkladu 3 a jejich aktivita je porovnána s aktivitou nanopráškového CeCE-ZrCE. Nanovlákenný katalyzátor CeCE-ZrCh vykazuje významně vyšší aktivitu v celém teplotním rozsahu v porovnání s práškovým katalyzátorem.
Příklad 6
Příprava nanovláken V2O5/T1O2
T1O2 nanovlákna byla připravena metodou odstředivého zvlákňování za tvorby 3D vatovité struktury.
Zvlákňovací roztok byl připraven rozpuštěním polyvinylpyrrolidonu a 7z-butoxidu vethanolu v poměru 0,5:3,5:6 a míchán po dobu 4 hodin. Polymemí roztok byl dávkován do zvlákňovací hlavy rotující rychlostí 7 tisíc otáček za minutu. Vlákna byla zachycována v kolektoru zachovávajícím vatovitou strukturu vláken. Následně byla kalcinována při teplotě 550 °C. I po kalcinaci si vlákna zachovávají 3-D vatovitou strukturu.
Nanovlákenný katalyzátor V2O5/T1O2 (5% hmota. V2O5) byl připraven impregnací 0,45 g T1O2 nanovláken roztokem 0,069 g vanadyl acetylacetonátu (VCŘCsH/Chh, 95 %, Fluka) v 1,4 g methanolu (CH3OH, >99,9 %, Fluka), sušen po dobu 2 h při teplotě 120 °C a následně kalcinován v peci 2 h při 550 °C (nárůst teploty 10 °C/min).
- 8 CZ 308566 B6
Vlastnosti nanovláken V2O5/T1O2 (5 % hmota. V2O5) byly porovnány s vlastnostmi práškových nanočástic V2O5/T1O2 (5 % hmota. V2O5). Práškové nanočástice V2O5/T1O2 byly připraveny impregnací 0,9 g T1O2 nanočástic (AEROXIDE® T1O2 P90, Evonik Industries AG Silica) roztokem 0,1381 g vanadyl acetylacetonátu (VOCCsEECEh, 95%, Fluka) v 1,2 g methanolu (CH3OH, >99.9 %, Fluka). Vzniklá pasta byla sušena 2 hpři teplotě 120 C. Usušený katalyzátor byl rozetřen na prášek v třecí misce a následně kalcinován v peci 2 h při 550 °C (nárůst teploty 10 °C/min). Prášek byl granulován lisováním a pro katalytické testy byla separována frakce o velikosti částic katalyzátoru 300 až 600 pm.
SEM a HR-TEM reprezentativní snímky nanovláken V2O5/T1O2 jsou uvedeny na obrázku 11. Průměr nanovláken je v rozsahu od 150 do 300 nm a jejich délka je v rozsahu od jednotek mikrometrů po nekonečně dlouhá vlákna. Krystality T1O2 vykazují průměr 9 a 17 nm pro V2O5/T1O2 nanovlákna a V2O5/T1O2 nanočástice. Rentgenové difraktogramy V2O5/T1O2 nanovláken zobrazené v obrázku 12 jsou charakteristické pro převažující anatasovou strukturu. Adsorpčně-desorpční izotermy dusíku měřené při 77 K a distribuce velikosti pórů V2O5/T1O2 nanovláken jsou zobrazeny v obrázku 13 a indikují vysoký měrný povrch a dobře vyvinutou mezoporézní strukturu nanovláken.
Příklad 7
NH3-SCR-NO reakce byla provedena na V2O5/T1O2 nanovlákenných katalyzátorech připravených dle příkladu 6 a jejich katalytická aktivita byla porovnána s práškovými nanočásticemi V2O5/T1O2. NH3-SCR-NO reakce byla monitorována v průtočném reaktoru s pevným ložem katalyzátoru s termočlánkem umístěným ve středu lože katalyzátoru. Reakční plyny NO, NO2 a NH3 byly analyzovány pomocí UV fotometrického analyzátoru (ABB A02000 - Limas 11UV), a N2O byl stanoven pomocí absorpční fotometru v infračervené oblasti (ABB Uras26 EL3020). Experimentální podmínky pro reakci byly následující: celkový tok plynu 350 cm/min1, NO, 490 ppm; NH3, 520 ppm; O2, 2 %. Konverze NOX je definována jako úbytek NO aNO2 za vzniku N2. Ve všech případech byla koncentrace N2O v produktech < 2 ppm.
Výsledné hodnoty katalytické aktivity jsou uvedeny v obrázku 14.
Příklad 8
Katalytická reakce oxidace «-butanu s kyslíkem byla provedena na V2O5/T1O2 nanovlákenných katalyzátorech připravených dle příkladu 6 a jejich katalytická aktivita byla porovnána s práškovými nanočásticemi V2O5/TÍO2. Reakce «-butanu s kyslíkem na V2O5/T1O2 byla realizována v průtočném křemenném mikro-reaktoru s 60 mg katalyzátoru. Reakční směs o složení «butan:O2=l:8 v He byla udržována při celkovém průtoku 50 ml .min1, odpovídajícím GHSV 60 000 h1. Kyslík a «-butan jako reaktanty a anhydrid kyseliny maleinové jako hlavní, a CO a CO2 jako vedlejší produkt, byly analyzovány za použití on-line připojeného plynového chromatografů (HP 6890).
Katalytický test byl pro oba katalyzátory proveden v teplotním rozsahu 200 až 300 °C po kroku 25 °C. Výsledné hodnoty katalytické aktivity jsou uvedeny v obrázku 15.
Příklad 9
Příprava nanovláken BaTiCL
Acetylacetonát bamatý, butoxid titanu a polyvinylpyrrolidon byly rozpuštěny v ethanolu ve stechiometrickém poměru Ba: Ti 1:1. Po úplném rozpuštění byly roztoky postupně smí seny dohromady a ponechány míchat po dobu 5 hodin. Zvlákňovací roztok byl dávkován do spinerety rotující rychlostí 13 000 otáček za minutu. Vlákna byla zachycována v kolektoru zachovávajícím vatovitou strukturu vláken. Kalcinováno na 750 °C. I po kalcinaci si vlákna zachovala 3-D
-9CZ 308566 B6 vatovitou strukturu. Snímek vláken z elektronového mikroskopuje na obrázku 16, difraktogram XRD na obrázku 17.
Příklad 10
Příprava nanovláken Sro.5Bao 5T1O3
Acetylacetonát bamatý, octan strontnatý, butoxid titanu a polyvinylpyrrolidon byly rozpuštěny vethanolu ve stechiometrickém poměru Ba:Sr:Ti 1:1:1. Po úplném rozpuštění byly roztoky postupně smíseny dohromady a ponechány míchat po dobu 5 hodin. Zvlákňovací roztok byl dávkován do spinerety rotující rychlostí 13 000 otáček za minutu. Vlákna byla zachycována v kolektoru zachovávajícím vatovitou strukturu vláken. Kalcinace na 750 °C. I po kalcinaci si vlákna zachovala 3-D vatovitou strukturu. Snímek vláken z elektronového mikroskopuje na obrázku 18, difraktogram XRD na obrázku 19.
Příklad 11
Příprava nanovláken AI2O3
Chlorid hlinitý hexahydrát a polyvinylalkohol byly rozpuštěny v destilované vodě v poměru 1:0,5:8,5 a ponechány 10 hodin míchat. Zvlákňovací roztok byl dávkován do spinerety rotující rychlostí 9000 otáček za minutu. Kalcinace na 1100 °C pro dosažení krystalické struktury alfa. I po kalcinaci si vlákna zachovala 3-D vatovitou strukturu.
Snímek vláken z elektronového mikroskopuje na obrázku 20, difraktogram XRD na obrázku 21.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob přípravy anorganických nanovláken, vyznačený tím, že-nejprve se připraví roztok alespoň jednoho polymeru a alespoň jednoho prekurzoru kovu vybraného ze skupiny obsahující Ag, AI, Ba, Ce, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ge, Gd, La, Mo, Ni, Pb, Pd, Pt, Rh, Sí, Sn, Sr, Ti, V, W, Y, Zn, Zr,- připravený roztok se zvlákní metodou odstředivého zvlákňování s kolektorem za tvorby polymeranorganických nanovláken,- výsledná polymer-anorganická vlákna se kalcinují při teplotě v rozmezí 250 až 1400 °C, s výhodou 400 až 1100 °C, za tvorby čistě anorganických nanovláken oxidů kovů.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že polymery jsou vybrány ze skupiny zahrnující polyvinylalkohol, polyvinylpyrrolidon, polyethylenoxid, polyvinylacetát a/nebo póly viny Ibutyral.
- 3. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačený tím, že prekurzory kovů jsou jejich soli, zejména s anionty minerálních kyselin, jako jsou halogenidy, dusičnany, sírany, uhličitany, dále oxyhalogenidy, hydroxidy, Cl-C4-alkoxidy, acetylacetonáty, soli s anionty ClC10 karboxylových nebo dikarboxylových kyselin, případně může prekurzor obsahovat kov v oxoaniontu nebo halogenaniontu kyseliny nebo soli s amonným kationtem nebo s kationtem alkalického kovu.
- 4. Mezoporézní anorganická nanovlákna, připravíte Iná způsobem podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 3, která obsahují oxidy kovů v podobě krystalů a krystalitů o velikosti jednotek nanometrů organizovaných ve formě mezoporézních nanovláken o tloušťce v rozmezí 20 až 800 nm a délce 1 pm až délce nekonečného vlákna.
- 5. Nanovlákna podle nároku 4, která mají troj dimenzionální vatovitou strukturu.
- 6. Nanovlákna podle nároku 4, která obsahují nanovlákna WCh-ZrCh, s obsahem WO3 v rozmezí 5 až 50 %, popřípadě dopovaná platinou.
- 7. Nanovlákna podle nároku 4, která obsahují nanovlákna CcCF-ZrCF. s obsahem Ce v rozmezí 10 až 90 %, případně dopovaná platinou.
- 8. Nanovlákna podle nároku 4, která obsahují nanovlákna V2O5/TÍO2.
- 9. Použití anorganických nanovláken podle kteréhokoliv z nároků 4 až 8 jako heterogenních katalyzátorů.
- 10. Použití podle nároku 9 pro katalýzu alespoň jednoho procesu vybraného ze skupiny zahrnující (i) skeletální hydro-izomerizace n-alkanů na rozvětvené příslušné alkany, (ii) katalytické oxidace CO na CO2, (iii) katalytické oxidace těkavých organických látek na CO2 a H2O, (iv) vysokoteplotního rozkladu N2O na molekulární kyslík a dusík, (v) oxidace «-butanu na anhydrid kyseliny maleinové, (vi) a selektivní katalytické redukce NO pomocí amoniaku na dusík.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-444A CZ308566B6 (cs) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Způsob přípravy anorganických nanovláken, zejména pro použití jako heterogenní katalyzátory, a anorganická nanovlákna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-444A CZ308566B6 (cs) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Způsob přípravy anorganických nanovláken, zejména pro použití jako heterogenní katalyzátory, a anorganická nanovlákna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2014444A3 CZ2014444A3 (cs) | 2016-01-06 |
| CZ308566B6 true CZ308566B6 (cs) | 2020-12-09 |
Family
ID=55080287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-444A CZ308566B6 (cs) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Způsob přípravy anorganických nanovláken, zejména pro použití jako heterogenní katalyzátory, a anorganická nanovlákna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ308566B6 (cs) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308897B6 (cs) * | 2020-11-03 | 2021-08-11 | Univerzita Pardubice | Způsob přípravy submikronových a/nebo mikronových trubic krystalického oxidu wolframového, a submikronové a/nebo mikronové trubice krystalického oxidu wolframového připravené tímto způsobem |
| CZ2022339A3 (cs) * | 2022-08-16 | 2024-02-28 | Univerzita Pardubice | Způsob přípravy submikronových a/nebo mikronových vláken tvořených směsí krystalického TiO2 a V2O5 a tato submikronová a/nebo mikronová vlákna |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070269655A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-11-22 | Joo Yong L | Nanofibers, nanotubes and nanofiber mats comprising crystalline metal oxides and methods of making the same |
| WO2008111960A2 (en) * | 2006-09-29 | 2008-09-18 | University Of Akron | Metal oxide fibers and nanofibers, method for making same, and uses thereof |
| CZ2008277A3 (cs) * | 2008-05-06 | 2009-11-18 | Elmarco S.R.O. | Zpusob výroby anorganických nanovláken elektrostatickým zvláknováním |
| CZ2008728A3 (cs) * | 2008-11-14 | 2010-05-26 | Výzkumný ústav pro hnedé uhlí a.s. | Zpusob výroby hnedouhelného koksu jednostupnovým tepelným prepracováním |
| WO2011054701A1 (de) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von nanofasern |
-
2014
- 2014-06-27 CZ CZ2014-444A patent/CZ308566B6/cs unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070269655A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-11-22 | Joo Yong L | Nanofibers, nanotubes and nanofiber mats comprising crystalline metal oxides and methods of making the same |
| WO2008111960A2 (en) * | 2006-09-29 | 2008-09-18 | University Of Akron | Metal oxide fibers and nanofibers, method for making same, and uses thereof |
| CZ2008277A3 (cs) * | 2008-05-06 | 2009-11-18 | Elmarco S.R.O. | Zpusob výroby anorganických nanovláken elektrostatickým zvláknováním |
| CZ2008728A3 (cs) * | 2008-11-14 | 2010-05-26 | Výzkumný ústav pro hnedé uhlí a.s. | Zpusob výroby hnedouhelného koksu jednostupnovým tepelným prepracováním |
| WO2011054701A1 (de) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von nanofasern |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Huang K. et al. :"Catalytic behavior of electrospinning synthesized La0.75Sr0.25MnO3nanofibers in the oxidation of CO and CH4", Chemical Engineering Journal Volume 244, 15 May 2014, Pages 27–32 (online available 28.01.2014) * |
| Liyun Rena and Shiva P. Kotha:"Centrifugal Jet Spinning for Highly Efficient and Large-scale Fabrication of Barium Titanate Nanofibers", Mater Lett. 2014 Feb 15; 117: 153–157; Published online 2013 Dec 1. doi: 10.1016/j.matlet.2013.11.103 * |
| Wang G. et al.:"Fabrication and characterization of polycrystalline WO3 nanofibers and their application for ammonia sensing", J Phys Chem B. 2006 Nov 30;110(47):23777-82 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2014444A3 (cs) | 2016-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Keshmiri et al. | Development of novel TiO2 sol–gel-derived composite and its photocatalytic activities for trichloroethylene oxidation | |
| Arandiyan et al. | Pt nanoparticles embedded in colloidal crystal template derived 3D ordered macroporous Ce0. 6Zr0. 3Y0. 1O2: highly efficient catalysts for methane combustion | |
| JP6324953B2 (ja) | 酸素貯蔵用の混合金属酸化物の複合体 | |
| JP3262044B2 (ja) | 複合酸化物担体および複合酸化物含有触媒 | |
| RU2286209C2 (ru) | Материал для носителя катализатора с высокой кислородной емкостью (варианты) и способ его приготовления | |
| JP5564109B2 (ja) | 特有の多孔度を有する酸化セリウムおよび酸化ジルコニウムを含む組成物、この調製方法および触媒作用におけるこの使用 | |
| CN101959801B (zh) | 基于氧化铝或羟基氧化铝载体上的氧化锆、氧化钛或锆和钛的混合氧化物的组合物、制备方法以及作为催化剂的用途 | |
| Zheng et al. | Enhanced activity of CeO2–ZrO2 solid solutions for chemical-looping reforming of methane via tuning the macroporous structure | |
| JP6073805B2 (ja) | 硫酸バリウムを備える熱的に安定した触媒担体 | |
| Li et al. | Active complexes on engineered crystal facets of MnOx–CeO2 and scale-up demonstration on an air cleaner for indoor formaldehyde removal | |
| Chen et al. | Effect of Ce doping into V2O5-WO3/TiO2 catalysts on the selective catalytic reduction of NOx by NH3 | |
| RU2713205C2 (ru) | Порошкообразный оксид титана, способы его получения и его применение | |
| JP5952293B2 (ja) | 硫黄耐性アルミナ触媒担体 | |
| Li et al. | Flexible Pd/CeO 2–TiO 2 nanofibrous membrane with high efficiency ultrafine particulate filtration and improved CO catalytic oxidation performance | |
| Li et al. | 3D-printed monolithic catalyst of Mn-Ce-Fe/attapulgite for selective catalytic reduction of nitric oxide with ammonia at low temperature | |
| US20060025301A1 (en) | Process for preparing nanosized, thermally stable, and high surface area multi-component metal oxides | |
| Leonardi et al. | Novel ceramic paper structures for diesel exhaust purification | |
| JPH05261289A (ja) | 窒素酸化物接触還元用触媒 | |
| CZ308566B6 (cs) | Způsob přípravy anorganických nanovláken, zejména pro použití jako heterogenní katalyzátory, a anorganická nanovlákna | |
| Haneda et al. | Preparation, characterization, and activity of SnO 2 nanoparticles supported on Al 2 O 3 as a catalyst for the selective reduction of NO with C 3 H 6 | |
| JP4972868B2 (ja) | 表面修飾されたセリア・ジルコニア系水和酸化物、その酸化物及びそれらの製造方法並びに用途 | |
| JP4450763B2 (ja) | 排ガス浄化触媒用貴金属含有複合金属酸化物及びその製造方法 | |
| Reddy et al. | Structural characterization of CeO2− ZrO2/TiO2 and V2O5/CeO2− ZrO2/TiO2 mixed oxide catalysts by XRD, Raman spectroscopy, HREM, and other techniques | |
| US20160137496A1 (en) | Visible light responsive photocatalyst material | |
| Choya et al. | On the effect of the synthesis route of the support in Co3O4/CeO2 catalysts for the complete oxidation of methane |