RU2326730C1 - Method of preparation of catalyst of redox processes - Google Patents
Method of preparation of catalyst of redox processes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2326730C1 RU2326730C1 RU2007123541/04A RU2007123541A RU2326730C1 RU 2326730 C1 RU2326730 C1 RU 2326730C1 RU 2007123541/04 A RU2007123541/04 A RU 2007123541/04A RU 2007123541 A RU2007123541 A RU 2007123541A RU 2326730 C1 RU2326730 C1 RU 2326730C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- active component
- preparation
- oxide carrier
- redox processes
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области физической химии и может быть использовано для приготовления катализаторов различных промышленных окислительно-восстановительных процессов, в частности дожига газов, гидрирования растительных масел и др.The invention relates to the field of physical chemistry and can be used to prepare catalysts for various industrial redox processes, in particular gas afterburning, hydrogenation of vegetable oils, etc.
Известен способ приготовления катализатора для процесса дожига СО путем нанесения активного компонента - благородного металла - палладия на оксидный носитель - оксид олова, DE 102004020259.A known method of preparing a catalyst for the process of afterburning by applying an active component - a noble metal - palladium on an oxide carrier - tin oxide, DE 102004020259.
Недостатком этого способа является ограничение по концентрации активного компонента, обусловленное объемом пор оксидного носителя.The disadvantage of this method is the restriction on the concentration of the active component, due to the pore volume of the oxide carrier.
Известен способ приготовления катализатора путем нанесения активного компонента в виде благородного металла - платины и/или палладия на оксидный носитель, см. http://www.univer.omsk.su/omsk/Edu/kataliz/page4.html, 13.03.2007.A known method of preparing a catalyst by applying an active component in the form of a noble metal - platinum and / or palladium on an oxide carrier, see http://www.univer.omsk.su/omsk/Edu/kataliz/page4.html, 03/13/2007.
Катализатор, полученный по этому способу, имеет неравномерное распределение активного компонента по сечению гранулы, что снижает эффективность и селективность процесса.The catalyst obtained by this method has an uneven distribution of the active component over the cross section of the granule, which reduces the efficiency and selectivity of the process.
Известен способ приготовления катализатора окислительно-восстановительных процессов путем нанесения активного компонента из группы благородных металлов - золота на оксидный носитель, US 4698324. Недостатком данного способа является сложность получения катализатора со строго определенным составом, поскольку этот способ основан на заполнении пор носителя раствором активного компонента, который является неопределенным в количественном отношении (по активному компоненту) процессом.A known method of preparing a catalyst for redox processes by applying an active component from a group of noble metals - gold on an oxide carrier, US 4698324. The disadvantage of this method is the difficulty of obtaining a catalyst with a strictly defined composition, since this method is based on filling the pores of the carrier with a solution of the active component, which is a quantitatively uncertain (by active component) process.
Известен способ приготовления катализатора окислительно-восстановительных процессов путем нанесения активного компонента из группы благородных металлов на оксидный носитель, DE 10010007. Данный катализатор предназначен, в частности, для использования в процессе реформинга метана в синтез-газ.A known method of preparing a catalyst for redox processes by applying an active component from a group of noble metals on an oxide carrier, DE 10010007. This catalyst is intended, in particular, for use in the process of reforming methane into synthesis gas.
Данный способ принят в качестве прототипа настоящего изобретения.This method is adopted as a prototype of the present invention.
Способ реализуют путем нанесения раствора активного компонента непосредственно на оксидные носители - ZrO2, СеО2, TiO2 и др. Кроме того, используется добавление промоторов - металлов групп 2В и 3В, обеспечивающих активность и селективность получаемого катализатора.The method is implemented by applying a solution of the active component directly to oxide carriers - ZrO 2 , CeO 2 , TiO 2 , etc. In addition, the use of promoters is used - metals of groups 2B and 3B, which ensure the activity and selectivity of the resulting catalyst.
Недостатком данного способа является то, что при непосредственном нанесении раствора активного компонента на оксидный носитель существуют ограничения, обусловленные объемом пор оксидного носителя, а также неопределенностью процесса заполнения пор раствором активного компонента. В связи с этим весьма сложно, практически, невозможно получение катализатора с требуемой концентрацией активного компонента. Также следует указать, что способ-прототип, как и другие известные способы, включающие пропитку оксидного носителя раствором активного компонента, практически, не обеспечивает возможности нанесения на носитель нескольких активных компонентов, поскольку поглощение различных активных компонентов носителем происходит не одновременно, что не позволяет обеспечить однородность (псевдогомогенность) состава катализатора. Кроме того, способ-прототип включает операцию отфильтровывания полученного катализатора в условиях вакуума при определенных температурах, что обусловливает значительную сложность способа-прототипа и существенно увеличивает его длительность.The disadvantage of this method is that when directly applying the solution of the active component to the oxide carrier, there are limitations due to the pore volume of the oxide carrier, as well as the uncertainty of the process of filling the pores with the solution of the active component. In this regard, it is very difficult, practically impossible to obtain a catalyst with the desired concentration of the active component. It should also be noted that the prototype method, like other known methods, including impregnation of an oxide carrier with a solution of the active component, practically does not provide the possibility of applying several active components to the carrier, since the absorption of various active components by the carrier does not occur simultaneously, which does not allow uniformity (pseudo-homogeneity) of the composition of the catalyst. In addition, the prototype method includes the operation of filtering the resulting catalyst under vacuum at certain temperatures, which leads to significant complexity of the prototype method and significantly increases its duration.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности получения катализатора со строго требуемой концентрацией и однородным составом, а также упрощение способа и сокращение времени его осуществления.The objective of the present invention is to provide the possibility of obtaining a catalyst with a strictly required concentration and homogeneous composition, as well as simplifying the method and reducing the time of its implementation.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе приготовления катализатора окислительно-восстановительных процессов путем нанесения активного компонента из группы благородных металлов на оксидный носитель, активный компонент предварительно наносят на активированный уголь, полученный материал смешивают с оксидным носителем, смесь измельчают до мелкодисперсного состояния и прокаливают при температуре 650-800°С.According to the invention, this problem is solved due to the fact that in the method for preparing a catalyst of redox processes by applying an active component from a group of noble metals to an oxide carrier, the active component is preliminarily applied to activated carbon, the resulting material is mixed with an oxide carrier, the mixture is ground to a finely divided state and calcined at a temperature of 650-800 ° C.
Благодаря реализации отличительных признаков изобретения исключается пропитка оксидного носителя раствором активного компонента, обусловливающая неопределенность и неоднородность состава получаемого катализатора. Как известно, активированный уголь обладает во много раз более высокой сорбционной способностью в сравнении с оксидными носителями вследствие его весьма высокой удельной поверхности (до 2000 м2/г против 100-150 м2/г у оксидных носителей). Поэтому процесс сорбции активного элемента активированным углем происходит равномерно и при этом обеспечивается возможность выдерживания требуемых количественных характеристик. Далее полученный промежуточный продукт - угольный порошок с определенным количеством активного компонента в сухом виде смешивают в требуемой пропорции с оксидным носителем и прокаливают при температуре 650-800°С, при этом происходит полное выгорание углерода, а активный компонент равномерно переносится на оксидный носитель, причем обеспечивается заданная концентрация и однородность катализатора. В случае необходимости нанесения на оксидный катализатор нескольких активных компонентов, их наносят предварительно на активированный уголь по отдельности, и затем полученные материалы смешивают с оксидным носителем в требуемой пропорции.Due to the implementation of the distinguishing features of the invention, the impregnation of the oxide carrier with a solution of the active component is excluded, causing the uncertainty and heterogeneity of the composition of the resulting catalyst. As you know, activated carbon has many times higher sorption ability in comparison with oxide carriers due to its very high specific surface (up to 2000 m 2 / g versus 100-150 m 2 / g for oxide carriers). Therefore, the process of sorption of the active element by activated carbon occurs evenly and at the same time provides the ability to withstand the required quantitative characteristics. Next, the obtained intermediate product - coal powder with a certain amount of the active component in dry form, is mixed in the required proportion with the oxide carrier and calcined at a temperature of 650-800 ° C, while the carbon burns out completely, and the active component is uniformly transferred to the oxide carrier, and this is ensured target concentration and uniformity of the catalyst. If it is necessary to apply several active components to the oxide catalyst, they are preliminarily applied to activated carbon separately, and then the resulting materials are mixed with the oxide carrier in the required proportion.
Благодаря этому обеспечивается псевдогомогенность приготовленного катализатора также и в случае нескольких активных компонентов.This ensures the pseudo-homogeneity of the prepared catalyst also in the case of several active components.
Реализация способа осуществляется следующим образом.The implementation of the method is as follows.
Пример 1. В качестве активного компонента из группы благородных металлов использован Pd, в качестве оксидного носителя - Al2О3. Нанесение Pd на активированный уголь осуществляют следующим путем. В реактор помещают 0,67 л дистиллированной воды, вносят активированный уголь в количестве 3,94 г, добавляют 1,24 мл 6,0·10-2 м/л раствора Pd[(H2O)4](ClO4)2, содержащего 0,7 м/л хлорной кислоты и перемешивают в течение 0,5 часа. Затем осуществляют восстановление двухвалентного палладия путем медленного пропускания водорода через приготовленный раствор в течение 2 часов.Example 1. As an active component from the group of noble metals used Pd, as the oxide carrier - Al 2 About 3 . The application of Pd on activated carbon is carried out in the following way. 0.67 l of distilled water is placed in the reactor, activated carbon in the amount of 3.94 g is added, 1.24 ml of 6.0 · 10 -2 m / l Pd [(H 2 O) 4 ] (ClO 4 ) 2 solution are added containing 0.7 m / l perchloric acid and stirred for 0.5 hours. Then, bivalent palladium is reduced by slowly passing hydrogen through the prepared solution for 2 hours.
На следующий день осадок отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают многократно дистиллированной водой, высушивают в вакуумном эксикаторе над P2O5 в течение двух суток и затем в сушильном шкафе при Т=120°С.The next day, the precipitate is filtered on a Schott filter, washed repeatedly with distilled water, dried in a vacuum desiccator over P 2 O 5 for two days and then in an oven at T = 120 ° C.
На втором этапе 1 г активированного угля с нанесенным Pd смешивают с 1 г оксида алюминия, тщательно растирают и перемешивают в агатовой ступке до мелкодисперсного однородного состояния. Затем полученную смесь помещают в муфельную печь и постепенно в течение 2 ч доводят температуру до 450-500°С и выдерживают при этой температуре 3 ч. Далее повышают температуру в течение 1 ч до 650°С и прокаливают 4 ч. В этих условиях происходит 100%-ное выгорание углеродного носителя и палладий полностью переносится на оксид алюминия. Выход катализатора составляет 98-99%.In the second stage, 1 g of activated carbon with deposited Pd is mixed with 1 g of aluminum oxide, thoroughly triturated and mixed in an agate mortar until a finely divided homogeneous state. Then, the resulting mixture is placed in a muffle furnace and the temperature is gradually brought up to 450-500 ° С and kept at this temperature for 3 hours. The temperature is then increased for 1 hour to 650 ° С and calcined for 4 hours. Under these conditions, 100 % burnup of the carbon carrier and palladium is completely transferred to alumina. The yield of catalyst is 98-99%.
Полученный катализатор был использован при проведении стендовых моторных испытаний на показатели токсичности отработавших газов бензинового карбюраторного двигателя. Программа испытаний включала замеры показателей токсичности отработавших газов бензинового карбюраторного двигателя. Замеры токсичности производились пятикомпонентным (СО, СО2, CH, NOx, О2) газоанализатором "ОПТОГА3-500.1М". Процедура проведения испытаний и обработка результатов измерений соответствует ГОСТ 14846-81 "Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний".The resulting catalyst was used during bench motor tests for exhaust gas toxicity of a gasoline carburetor engine. The test program included measurements of the exhaust gas toxicity of a gasoline carburetor engine. Toxicity measurements were carried out with a five-component (СО, СО 2 , CH, NO x , О 2 ) gas analyzer "OPTOGA3-500.1M". The test procedure and processing of measurement results complies with GOST 14846-81 "Automobile engines. Bench test methods."
Установлено, что при работе с полученным катализатором, уменьшение содержания токсичных веществ в выхлопных газах составляет: CO - 30%, СН - 15%, NOx - 21%; содержание СО2 увеличивается на 25%.It was found that when working with the obtained catalyst, the reduction in the content of toxic substances in exhaust gases is: CO - 30%, CH - 15%, NO x - 21%; the content of CO 2 increases by 25%.
Пример 2. В качестве активного компонента использована Pt, в качестве оксидного носителя - TiO2. Способ осуществлялся аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что на первом этапе способа вместо раствора Pd[(H2O)4](ClO4)2 добавляют 1,24 мл 3,2·10-2 м/л Н2[PtCl6]·6Н2O.Example 2. As the active component used Pt, as the oxide carrier - TiO 2 . The method was carried out analogously to example 1. The difference is that in the first step of the method instead of a solution of Pd [(H 2 O) 4 ] (ClO 4 ) 2 add 1.24 ml of 3.2 · 10 -2 m / l H 2 [ PtCl 6 ] · 6H 2 O.
На втором этапе способа 1 г активированного угля с нанесенной Pt смешивают с 1 г диоксида титана. Дальнейшие операции полностью идентичны примеру 1. Прокаливание смеси осуществляли при 720°С. Проверку каталитической активности полученного катализатора проводили на примере гидрирования подсолнечного масла "Слобода". Для этого в реакционную колбу, объемом 250 мл, загружали 50 мл рафинированного масла "Слобода". В реактор вносили 25 мг данного катализатора (концентрация платины в катализаторе составляла 0,2 вес.%), затем смесь термостатировали при температуре 180°С, реактор вакуумировали и заполняли водородом при давлении 1 атм; вакуумирование и заполнение водородом осуществляли три раза. Процесс проводили при постоянном перемешивании в течение 1,5 час. Скорость гидрирования измеряли газометрическим методом по количеству поглощенного водорода. Количество молей прореагировавшего водорода, приходящегося на 1 моль Pt в сек (удельная активность), равно 10 и сопоставимо с промышленным никелевым катализатором фирмы "Энгельгард".In the second step of the method, 1 g of activated carbon coated with Pt is mixed with 1 g of titanium dioxide. Further operations are completely identical to example 1. Calcination of the mixture was carried out at 720 ° C. The catalytic activity of the obtained catalyst was tested using the example of hydrogenation of Sloboda sunflower oil. For this, 50 ml of Sloboda refined oil was charged into a reaction flask, with a volume of 250 ml. 25 mg of this catalyst was introduced into the reactor (the platinum concentration in the catalyst was 0.2 wt.%), Then the mixture was thermostated at a temperature of 180 ° C, the reactor was evacuated and filled with hydrogen at a pressure of 1 atm; evacuation and filling with hydrogen was carried out three times. The process was carried out with constant stirring for 1.5 hours. The hydrogenation rate was measured by a gasometric method by the amount of hydrogen absorbed. The number of moles of reacted hydrogen per 1 mol of Pt per second (specific activity) is 10 and is comparable to the industrial nickel catalyst of Engelhard.
Пример 3. В качестве активного компонента использовано золото, оксидный носитель - Al2О3. Способ осуществлялся аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что на первом этапе вместо раствора Pd[(H2O)4](ClO4)2 добавляют 1,24 мл 3,2·10-2 м/л H[AuCl4]·4H2O и для восстановления золота к полученной смеси добавляют 1 мл 40% перекиси водорода, нагревают до 60-70°С и перемешивают в течение 1,5 ч. Дальнейшие операции полностью идентичны примеру 1. Прокаливание смеси осуществляли при 800°С. Полученный катализатор был использован при проведении стендовых моторных испытаний на показатели токсичности отработавших газов бензинового карбюраторного двигателя. Программа и методика испытаний аналогична изложенным в примере 1.Example 3. As the active component used gold, the oxide carrier is Al 2 About 3 . The method was carried out analogously to example 1. The difference is that in the first stage, instead of a solution of Pd [(H 2 O) 4 ] (ClO 4 ) 2 , 1.24 ml of 3.2 · 10 -2 m / l H [AuCl 4 ] · 4H 2 O, and to restore gold, 1 ml of 40% hydrogen peroxide is added to the resulting mixture, heated to 60-70 ° C and stirred for 1.5 h. Further operations are completely identical to Example 1. Calcination of the mixture was carried out at 800 ° C . The resulting catalyst was used during bench motor tests for exhaust gas toxicity of a gasoline carburetor engine. The program and test procedure is similar to that described in example 1.
Установлено, что при работе с катализатором (содержание золота - 0,2 вес.%, масса 100 г) уменьшение содержания токсичных веществ в выхлопных газах составляет: CO - 27%, СН - 17%, NOx - 19%; содержание СО2 увеличивается на 24%.It was found that when working with a catalyst (gold content - 0.2 wt.%, Weight 100 g) the reduction in the content of toxic substances in exhaust gases is: CO - 27%, CH - 17%, NO x - 19%; the content of CO 2 increases by 24%.
Пример 4. В качестве активного компонента использована смесь палладий-золото в пропорции 1:1 мас.%, оксидный носитель - Al2О3. 1 г активированного угля с нанесенным Pd и 1 г активированного угля с нанесенным Au смешивают с 1 г оксида алюминия, тщательно растирают и перемешивают в агатовой ступке до мелкодисперсного однородного состояния. Дальнейшие операции полностью идентичны действиям, приведенным в примере 1. Прокаливание осуществляли при 700°С. Полученный катализатор был использован при проведении стендовых моторных испытаний на показатели токсичности отработавших газов бензинового карбюраторного двигателя. Программа и методика испытаний аналогична изложенным в примере 1.Example 4. As the active component used a mixture of palladium-gold in a ratio of 1: 1 wt.%, The oxide carrier is Al 2 About 3 . 1 g of activated carbon coated with Pd and 1 g of activated carbon coated with Au are mixed with 1 g of alumina, thoroughly triturated and mixed in an agate mortar until a finely divided homogeneous state. Further operations are completely identical to those described in example 1. Calcination was carried out at 700 ° C. The resulting catalyst was used during bench motor tests for exhaust gas toxicity of a gasoline carburetor engine. The program and test procedure is similar to that described in example 1.
Установлено, что при работе с палладий-золотосодержащим катализатором (содержание палладия и золота - по 0,2 вес.%, масса 100 г) уменьшение содержания токсичных веществ в выхлопных газах составляет: CO - 32%, СН - 23%, NOx - 25%; содержание СО2 увеличивается на 31%.It was established that when working with a palladium-gold-containing catalyst (palladium and gold content - 0.2 wt.%, Weight 100 g), the reduction of toxic substances in exhaust gases is: CO - 32%, СН - 23%, NO x - 25%; the content of CO 2 increases by 31%.
Настоящий способ обеспечивает определенность и однородность состава получаемого катализатора, что обусловливает его высокую эффективность. Исключение необходимости отфильтровывания полученного катализатора в условиях вакуума и строго определенных температур значительно упрощает технологию получения катализатора, уменьшает время его осуществления.The present method provides the certainty and uniformity of the composition of the resulting catalyst, which determines its high efficiency. The elimination of the need to filter the resulting catalyst under vacuum and strictly defined temperatures greatly simplifies the technology for the preparation of the catalyst, reduces its implementation time.
Для реализации способа используются известные материалы и оборудование, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «промышленная применимость».To implement the method, known materials and equipment are used, which determines, according to the applicant, the invention meets the criterion of "industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007123541/04A RU2326730C1 (en) | 2007-06-19 | 2007-06-19 | Method of preparation of catalyst of redox processes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007123541/04A RU2326730C1 (en) | 2007-06-19 | 2007-06-19 | Method of preparation of catalyst of redox processes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2326730C1 true RU2326730C1 (en) | 2008-06-20 |
Family
ID=39637300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007123541/04A RU2326730C1 (en) | 2007-06-19 | 2007-06-19 | Method of preparation of catalyst of redox processes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2326730C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010039062A2 (en) | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Бонсанко Текноложди Аг | Method for producing palladium-containing catalysts |
-
2007
- 2007-06-19 RU RU2007123541/04A patent/RU2326730C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010039062A2 (en) | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Бонсанко Текноложди Аг | Method for producing palladium-containing catalysts |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109317143A (en) | It is a kind of for being catalyzed the noble metal perovskite type catalyst and preparation method thereof of burning | |
| KR20130062902A (en) | Catalyst for decomposing ammonia, method for producing the catalyst and method for producing hydrogen using the catalyst | |
| CN111054391A (en) | Novel Pd-type NiCo loaded with noble metal2O4Preparation method of spinel catalyst | |
| CN107442117B (en) | A kind of exhaust gas catalytic conversion | |
| RU2326730C1 (en) | Method of preparation of catalyst of redox processes | |
| CN102249835B (en) | Selective hydrogenation method of alkyne and alkadiene in C4 hydrocarbon material flow | |
| CN1317078C (en) | Cerium-titanium composite oxide-carried metal catalyst, and its preparing method and use | |
| CN101693643B (en) | Novel process for catalytic conversion of tetrachloromethane on non-hydrogen condition | |
| JPH09225305A (en) | Production of egg shell-shaped metal catalyst | |
| CN109225319A (en) | Pt/SAPO-34 molecular sieve catalyst and preparation method thereof for toluene catalytic oxidation | |
| KR20010037883A (en) | A process for preparing honeycomb type monolithic catalyst | |
| CN1286566C (en) | Hydrofining catalyst containing molybdenum and/or tungsten and nickel and/or cobalt and its preparation process | |
| JP3407031B2 (en) | Catalyst for hydrogenation reaction of carbon monoxide and method for producing hydrogenation product | |
| CN102249838B (en) | Selective hydrogenation method of alkyne in C4 hydrocarbon stream | |
| CN102698789B (en) | Preparation method of catalyst for preparing synthetic gas by reforming methane with carbon dioxide | |
| CN102728341A (en) | Supported perovskite catalyst and preparation technique thereof | |
| CN1091650C (en) | Catalyst for reducing nitrogen monoxide with carbon monoxide | |
| JP4182663B2 (en) | Solid acid catalyst, production method thereof, and hydrodesulfurization isomerization method of light hydrocarbon oil using the same | |
| CN106423202A (en) | Preparation method of rhodium-ruthenium composite catalyst for preparing ethyl alcohol through acetic acid hydrogenation | |
| JP3463089B2 (en) | Hydrogenation catalyst, hydrogenation method, and gas oil hydrotreating method | |
| RU2394643C1 (en) | Fuel combustion catalyst | |
| RU2311957C1 (en) | Catalyst for oxidative treatment of gases and a method for preparation thereof | |
| CN109772337A (en) | A kind of load-type nickel base nano-catalyst and the preparation method and application thereof | |
| CN115501891B (en) | N-carbon tetra-alkane isomerization catalyst and preparation method and application thereof | |
| RU2308322C2 (en) | Carbon monoxide oxidation catalyst |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20150616 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160620 |