RU2411992C2 - Материал с каталитической активностью для разложения озона и способ его получения - Google Patents
Материал с каталитической активностью для разложения озона и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411992C2 RU2411992C2 RU2009106689/15A RU2009106689A RU2411992C2 RU 2411992 C2 RU2411992 C2 RU 2411992C2 RU 2009106689/15 A RU2009106689/15 A RU 2009106689/15A RU 2009106689 A RU2009106689 A RU 2009106689A RU 2411992 C2 RU2411992 C2 RU 2411992C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- manganese
- copper
- carbonate
- heat treatment
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области неорганической химии и газоочистки и может быть использовано в процессах каталитической очистки газов от озона. Предложен материал, содержащий, мас.%:
и способ получения материала, который включает смешивание исходных компонентов в виде основного карбоната марганца, основного карбоната меди, алюмината кальция и основного карбоната никеля, формование гранул, первичную термообработку, пропитку платинохлорводородной кислотой в присутствии уксусной кислоты, повторную термообработку. Изобретение обеспечивает получение материала с повышенной каталитической активностью при работе во влажных средах при пониженных температурах. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Предложенная группа изобретений относится к области газоочистки и может быть использована для разложения озона, содержащегося в газовых средах.
Известен материал для разложения озона, содержащий (мас.%): оксид марганца 2-20, оксид никеля 30-50, оксид меди 3-10, цемент-талюм 30-40 (RU 2077946, 27.04.1997).
Известен способ получения материала для разложения озона, включающий подготовку цемента путем обработки водой при 70-100°С и прокаливания при 200-1000°С, смешивание диоксида марганца с оксидом меди и подготовленным цементом, формование, гидротермальную обработку гранул водой, прокаливание при 300-400°С (RU 2077947, 27.04.1997).
Недостатком упомянутых выше технических решений является получение материала с относительно низкой прочностью и активностью.
Известен материал с повышенной прочностью, используемый для разложения озона, содержащий аморфный оксид марганца и один или несколько оксидов, выбранных из группы: Zr, Si, Ti, Al, совместно осажденные на керамической подложке (US 200700600472, 15.03.2007).
Известен материал для разложения озона с повышенной активностью, содержащий гамма-оксид алюминия, импрегнированный оксидом марганца и содержащий палладий и платину в нулевой валентности (US 4206083, 03.06.1980).
Известен также материал для разложения озона, выполненный в виде тонкой пленки, состоящей из оксидов марганца, оксидов платины и палладия, на подложке, полученной с использованием в качестве связующего золя оксида алюминия (US 5286700, 15.02.1994).
Описанные выше материалы отличаются высоким содержанием металлов платиной группы, достаточно сложны в изготовлении и дороги.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является материал с каталитической активностью, используемый для разложения озона, содержащий (мас.%) оксид марганца 2-50, оксид меди 1-40 и соединение платины 0,1-20, нанесенные на монолитный макропористый носитель, выполненный из альфа-оксида алюминия или кордиерита, причем количество нанененных каталитических компонентов составляет от 5 до 20% от общей массы материала. Способ получения описанного материала включает смешивание порошка носителя с раствором, содержащим KMnO4 и Cu(NO3)2, введение раствора сахарозы до получения MnO2 и Cu(OH)2 на носителе, термообработку, обработку уксусной кислотой для удаления ионов калия, фильтрацию, сушку, обработку октанолом и 5% раствором Pt(ОН)6 и заключительную термообработку при 500°С (US 6121189, 19.09.2000).
Описанный материал обладает активностью в реакции разложения озона, при этом из-за введения в состав материала платины он способен удалять монооксид углерода из газового потока. Однако активность известного материала значительно снижается при низких температурах и с увеличением влажности очищаемого газового потока.
Задачей настоящего изобретения является создание материала, обладающего высокой активностью в реакции разложении озона при пониженной температуре и при повышенной влажности газовой среды, а также удешевление материала и упрощение способа его получения.
Поставленная задача решается описываемым материалом с каталитической активностью для разложения озона, содержащим оксид марганца, оксид меди, оксид никеля, соединение платины и алюмосодержащий компонент - алюминат кальция при следующем содержании (мас.%):
| оксид марганца | 29-31 |
| оксид меди | 19-21 |
| оксид никеля | 9-11 |
| соединение платины (в пересчете на Pt) | 0,015-0,1 |
| алюминат кальция | остальное |
Поставленная задача решается также описываемым способом получения материала с каталитической активностью для разложения озона, который включает смешивание соединений марганца, меди и алюминия, причем на смешивание в качестве соединений марганца, меди и алюминия подают основной карбонат марганца, основной карбонат меди и алюминат кальция соответственно и дополнительно подают основной карбонат никеля, после чего осуществляют формование гранул и первичную термообработку, которую осуществляют последовательно в гидротермальных условиях при 70-85°С, затем сушат на воздухе при 110-120°С в течение 5-6 часов, введение соединений платины осуществляют путем пропитки гранул водным раствором платинохлорводородной кислоты с добавлением уксусной кислоты при комнатной температуре, сушку и повторную термообработку при 250-400°С. Предпочтительно, на стадии первичной термообработки после сушки дополнительно осуществляют прокаливание при 400-420°С в течение 4-5 часов.
Состав материала подобран экспериментально. Выход за заявленные пределы содержания каждого из компонентов не позволяет получить технический результат, касающийся обеспечения высокой активности материала при высокой влажности газовой среды и при пониженной температуре разложения озона. Следует также отметить, что нам удалось подобрать состав, который отличается пониженным содержанием соединений платины без снижения активности, и разработать достаточно простой способ получения материала.
Ниже приведены примеры получения материала и характеристики его каталитической активности.
За меру активности принимали коэффициент разложения озона γ, показывающий долю распавшихся молекул при столкновении с поверхностью материала в общем числе столкновений с поверхностью, рассчитываемый по формуле:
где w - объемная скорость потока, см3/с; С0 - входная концентрация озона; С - выходная концентрация озона; U - тепловая скорость молекул, см/с; S - внешняя поверхность гранул материала, см2.
Предложенный материал получают следующим образом. Берут измельченные до размеров частиц 50-150 мкм 0,59 кг основного карбоната марганца, 0,21 кг основного карбоната никеля, 0,36 кг основного карбоната меди и 0,52 кг алюмината кальция, тщательно перемешивают и получают гранулы диаметром 5 мм и длиной 10-15 мм. После подсушки на воздухе при комнатной температуре в течение 10-25 ч гранулы подвергают гидротермальной обработке при температуре 70-85°С в течение 5-6 ч, сушат при температуре 110-120°С в течение 5-6 ч, затем, возможно, прокаливают при температуре 400-420°С в течение 4-5 ч. Прокаленные и остуженные до комнатной температуры гранулы пропитывают водным раствором платинахлорводородной кислоты (ПХВК) с заданной концентрацией с добавлением уксусной кислоты, высушивают при температуре 120-150°С в течение 3-4 ч и прокаливают при температуре 250-400°С в течение 4-5 ч.
Получен состав (мас.%): Mn3O4 29-31, NiO 9-11, CuO 19-21, талюм 40, платина 0,015-0,1. Предлагаемый материал назван нами гопталюм типа ГТТ-Pt-ТИМИС.
Каталитическая активность составила: в сухом газе (2,3-2,9)·10-4, в том числе при низких температурах (2,0-2,5)·10-4; влажном газе (1,7-2,2)·10-4, в том числе при низких температурах (1,3-1,6)·10-4.
Пример 1. Берут измельченные до размеров частиц 50-150 мкм 0,59 кг основного карбоната марганца, 0,21 кг основного карбоната никеля, 0,36 кг основного карбоната меди и 0,52 кг цемента - талюма - в качестве алюмината кальция, тщательно перемешивают и получают гранулы диаметром 5 мм и длиной 10-15 мм. После подсушки на воздухе при комнатной температуре в течение 25 ч гранулы подвергают гидротермальной обработке при температуре 70°С в течение 5 ч, сушат при температуре 110°С в течение 6 ч. Остуженные до комнатной температуры гранулы пропитывают водным раствором ПХВК из расчета 0,015 мас.% платины с добавлением небольшого количества уксусной кислоты, высушивают при температуре 130°С в течение 4 ч и прокаливают при температуре 400°С в течение 5 ч. Состав полученного катализатора (мас.%): Mn3O4 30, NiO 10, CuO 20, талюм 40, платина 0,015. Активность полученного катализатора составила в сухом газе 2,9·10-4, в том числе при низких температурах 2,5·10-4; во влажном газе 2,2·10-4, в том числе при низких температурах 1,6·10-4.
Приготовление катализаторов в примерах 2-4 проводят аналогично примеру 1, изменяя содержание платины в предложенных пределах.
Кроме того, в примерах 2 и 4 после сушки при 110°С продукт дополнительно прокаливают при температуре 400°С в течение 5 ч.
Результаты исследования влияния состава на активность полученного материала при комнатной и низких температурах, а также в условиях сухого и влажного газовоздушного потока приведены в таблице.
| Таблица | |||||||||
| № | Состав катализатора, мас.% | Активность γ·104 | |||||||
| Сухой газ | Влажный газ | ||||||||
| Mn3O4 | CuO | NiO | Алюминат кальция | Pt | 20°С | -20°С | 20°С | -20°С | |
| 1 | 30 | 20 | 10 | 40 | 0,015 | 2,9 | 2,5 | 2,2 | 1,6 |
| 2 | 30 | 20 | 10 | 40 | 0,075 | 2,6 | 2,3 | 2,0 | 1,5 |
| 3 | 30 | 20 | 10 | 40 | 0,15 | 2,5 | 2,2 | 1,9 | 1,4 |
| 4 | 30 | 20 | 10 | 40 | 0,5 | 2,3 | 2,0 | 1,7 | 1,3 |
| прототип | 30 | 20 | - | 45 | 5 | 2,6-2,8 | 2,2-2,4 | 1,0-1,1 | 0,3-0,4 |
Как следует из таблицы, активность в отношении разложения озона во влажной атмосфере при низких температурах у предложенного материала выше, чем у известного, при этом содержание платины в предложенном составе значительно ниже, а способ получения материала проще.
Claims (3)
1. Материал с каталитической активностью для разложения озона, содержащий оксид марганца, оксид меди, соединение платины и алюмосодержащий компонент, отличающийся тем, что катализатор дополнительно содержит оксид никеля, в качестве алюмосодержащего компонента он содержит алюминат кальция, при этом материал содержит компоненты при следующем содержании, мас.%:
оксид марганца 29-31
оксид меди 19-21
оксид никеля 9-11
соединение платины (в пересчете на Pt) 0,015-0,1
алюминат кальция остальное
2. Способ получения материала с каталитической активностью для разложения озона, включающий смешивание соединений марганца, меди и алюминия, первичную термообработку, введение соединений платины, сушку и повторную термообработку, отличающийся тем, что на смешивание в качестве соединений марганца, меди и алюминия подают основной карбонат марганца, основной карбонат меди и алюминат кальция соответственно и дополнительно подают основной карбонат никеля, перед первичной термообработкой осуществляют формование гранул, первичную термообработку проводят последовательно в гидротермальных условиях при 70-85°С, затем сушат на воздухе при 110-120°С в течение 5-6 ч, введение соединений платины осуществляет путем пропитки гранул водным раствором платинохлорводородной кислоты с добавлением уксусной кислоты при комнатной температуре, а повторную термообработку проводят при 250-400°С.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что на стадии первичной термообработки после сушки дополнительно осуществляют прокаливание при 400-420°С в течение 4-5 ч.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009106689/15A RU2411992C2 (ru) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | Материал с каталитической активностью для разложения озона и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009106689/15A RU2411992C2 (ru) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | Материал с каталитической активностью для разложения озона и способ его получения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009106689A RU2009106689A (ru) | 2010-09-10 |
| RU2411992C2 true RU2411992C2 (ru) | 2011-02-20 |
Family
ID=42799942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009106689/15A RU2411992C2 (ru) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | Материал с каталитической активностью для разложения озона и способ его получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2411992C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537300C1 (ru) * | 2013-06-26 | 2014-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук | Катализатор разложения озона и способ его приготовления |
| RU2811231C1 (ru) * | 2023-11-14 | 2024-01-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" | Каталитический блочный материал для разложения озона на основе кордиеритовой керамики, способ очистки воздуха от озона с его использованием |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113083289B (zh) * | 2021-04-08 | 2023-07-25 | 江苏治水有数环保科技有限公司 | 一种耐湿高效的臭氧分解剂制备方法 |
-
2009
- 2009-02-26 RU RU2009106689/15A patent/RU2411992C2/ru active IP Right Revival
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537300C1 (ru) * | 2013-06-26 | 2014-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук | Катализатор разложения озона и способ его приготовления |
| RU2811231C1 (ru) * | 2023-11-14 | 2024-01-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" | Каталитический блочный материал для разложения озона на основе кордиеритовой керамики, способ очистки воздуха от озона с его использованием |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009106689A (ru) | 2010-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6703537B2 (ja) | 排気システム用の一酸化二窒素除去触媒 | |
| CN104540782B (zh) | 用于氧气储存的混合金属氧化物复合物 | |
| US10183276B2 (en) | Rhodium-containing catalysts for automotive emissions treatment | |
| RU2428248C2 (ru) | КОМПОЗИЦИИ, ПРИМЕНЯЮЩИЕСЯ, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА (NOx) | |
| US7838461B2 (en) | Catalyst for exhaust gas purification | |
| KR101990156B1 (ko) | 세륨 산화물 및 니오븀 산화물을 포함하는 조성물을 촉매로 사용하는, 질소 산화물(NOx)-함유 가스를 처리하는 방법 | |
| JP2012533499A (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 | |
| JP2010535622A (ja) | 触媒、その生産方法およびｎ２ｏを分解するためのその使用 | |
| WO2014104051A1 (ja) | 耐珪素被毒性に優れた排ガス浄化用触媒 | |
| US20190262771A1 (en) | Low-Temperature Oxidation Catalyst With Particularly Marked Hydrophobic Properties ForThe Oxidation Of Organic Pollutants | |
| JPWO2008091004A1 (ja) | 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化用ハニカム触媒構造体 | |
| EP3064270B1 (en) | Carrier for exhaust gas purification catalyst, and exhaust gas purification catalyst | |
| DK3227019T3 (en) | RHODIUM CATALYST FOR THE DEGRADATION OF LATTERY GAS, PREPARATION AND USE thereof | |
| RU2411992C2 (ru) | Материал с каталитической активностью для разложения озона и способ его получения | |
| JP2007136419A (ja) | 排気ガス浄化用触媒 | |
| KR102116774B1 (ko) | 오존 저감용 촉매와 그 제조방법 | |
| RU2573000C2 (ru) | Катализатор для разложения закиси азота | |
| CN107398304B (zh) | 乙烯环氧化用银催化剂的α-氧化铝载体及其制备方法 | |
| JP2009078203A (ja) | 排ガス浄化用触媒材、同触媒材の製造方法、及び同触媒材を用いた触媒 | |
| JP2007136420A (ja) | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 | |
| RU2402379C1 (ru) | Катализатор окисления углеводородов в кислородсодержащем газе (варианты) и способ его получения | |
| JPH0810619A (ja) | オゾン分解用触媒及びオゾン分解方法 | |
| WO2021049525A1 (ja) | セリウム元素及びジルコニウム元素を含有する複合酸化物の粉末、及びこれを使用した排ガス浄化用触媒組成物、並びにその製造方法 | |
| CN107349923B (zh) | 混合组分材料及其制备方法 | |
| JP5570122B2 (ja) | 亜酸化窒素分解用触媒および亜酸化窒素含有ガスの処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110227 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120920 |