RU2635111C1 - Catalyst of oxidating combustible gases, method of its production and method of synthesis of iridium-containing connection-predecessor - Google Patents

Catalyst of oxidating combustible gases, method of its production and method of synthesis of iridium-containing connection-predecessor Download PDF

Info

Publication number
RU2635111C1
RU2635111C1 RU2016137138A RU2016137138A RU2635111C1 RU 2635111 C1 RU2635111 C1 RU 2635111C1 RU 2016137138 A RU2016137138 A RU 2016137138A RU 2016137138 A RU2016137138 A RU 2016137138A RU 2635111 C1 RU2635111 C1 RU 2635111C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iridium
catalyst
compounds
platinum
palladium
Prior art date
Application number
RU2016137138A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Валерьевна Колесник
Елена Дмитриевна Игонина
Кирилл Сергеевич Напольский
Илья Владимирович Росляков
Евгений Евгеньевич Карпов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" filed Critical Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть"
Priority to RU2016137138A priority Critical patent/RU2635111C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2635111C1 publication Critical patent/RU2635111C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42Platinum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04Alumina
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44Palladium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/468Iridium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215Coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024Multiple impregnation or coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/70Oxidation reactions, e.g. epoxidation, (di)hydroxylation, dehydrogenation and analogues
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
    • B01J2523/80Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group VIII of the Periodic Table
    • B01J2523/82Metals of the platinum group
    • B01J2523/824Palladium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
    • B01J2523/80Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group VIII of the Periodic Table
    • B01J2523/82Metals of the platinum group
    • B01J2523/827Iridium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
    • B01J2523/80Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group VIII of the Periodic Table
    • B01J2523/82Metals of the platinum group
    • B01J2523/828Platinum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: catalyst contains nanoparticles of precious metal compounds, such as platinum, palladium, and iridium, with the molar ratio of elements (Pt+Pd):Ir equal to 1:x, where x ranges from 0.02 to 0.67 on porous media with a specific surface area of the pores from 50 to 500 m2/g. A method of producing a catalyst and a method of making compound-predecessor of iridium are also provided.
EFFECT: invention makes it possible to produce a catalyst characterized by a high stability of the catalytic properties with long service lives.
16 cl, 9 dwg, 1 tbl, 8 ex

Description

Группа изобретений относится к области неорганической химии, более конкретно к составам и методам получения катализаторов и неорганических соединений-предшественников для синтеза катализаторов.The group of inventions relates to the field of inorganic chemistry, and more particularly to compositions and methods for producing catalysts and inorganic precursor compounds for the synthesis of catalysts.

Заявляемая группа изобретений предназначена для изготовления катализатора окисления горючих газов, являющегося неотъемлемой частью чувствительных элементов (ЧЭ) газовых сенсоров термокаталитического принципа действия, а использование предложенного соединения-предшественника позволяет создавать чувствительные элементы с улучшенными характеристиками, в частности с более стабильным сигналом на протяжении всего времени эксплуатации.The claimed group of inventions is intended for the manufacture of a catalyst for the oxidation of combustible gases, which is an integral part of the sensitive elements (CHE) of gas sensors of the thermocatalytic principle of operation, and the use of the proposed precursor compound allows the creation of sensitive elements with improved characteristics, in particular with a more stable signal throughout the entire operating time .

Кроме изготовления катализаторов для ЧЭ термокаталитических сенсоров, предложенная группа изобретений может быть использована для создания широкого круга каталитических материалов, предназначенных для переработки углеводородов и нейтрализации горючих газов, в частности при изготовлении катализаторов дожига выхлопных газов машин и агрегатов, работающих на природном газе.In addition to the manufacture of catalysts for CE thermocatalytic sensors, the proposed group of inventions can be used to create a wide range of catalytic materials designed for the processing of hydrocarbons and the neutralization of combustible gases, in particular in the manufacture of catalysts for the afterburning of exhaust gases of machines and units operating on natural gas.

Металлы платиновой группы и их оксиды являются перспективными катализаторами окисления метана и других горючих газов благодаря высокой активности при достаточно низких температурах (400-500°С). Поэтому они часто используются при изготовлении чувствительных элементов термокаталитических сенсоров горючих газов и паров.Platinum group metals and their oxides are promising catalysts for the oxidation of methane and other combustible gases due to their high activity at fairly low temperatures (400-500 ° C). Therefore, they are often used in the manufacture of sensitive elements of thermocatalytic sensors for combustible gases and vapors.

Наиболее часто используются такие металлы, как палладий и платина, при этом платина находится в составе катализатора в металлической форме, а палладий - в металлической и оксидной. Для того чтобы катализатор обладал высокой активностью и стабильностью свойств, необходимо, чтобы в его состав входила и оксидная, и металлическая фазы [Kinnunen N. et al. «Role of the Interface between Pd and PdO in Methane Dissociation» // The Journal of Physical Chemistry C, 2011, 115, 19197-19202].The most commonly used metals are palladium and platinum, with platinum being in the catalyst in metallic form, and palladium in metallic and oxide. In order for the catalyst to have high activity and stability of properties, it is necessary that its composition includes both oxide and metal phases [Kinnunen N. et al. "Role of the Interface between Pd and PdO in Methane Dissociation" // The Journal of Physical Chemistry C, 2011, 115, 19197-19202].

Другие платиновые металлы также могут применяться при изготовлении катализаторов окисления метана и других горючих газов. В случае объемных катализаторов окисления горючих газов было показано, что добавление иридия к катализатору на основе платины позволяет увеличить его активность благодаря стабилизации фазы PtO2 [Н. Ohtsuka, «The Oxidation of Methane at Low Temperatures Over Zirconia-Supported Pd, Ir and Pt Catalysts and Deactivation by Sulfur Poisoning» // Catal. Lett., 2011, 141, 413-419]. Таким образом, иридий является перспективной добавкой, которая может улучшить свойства катализаторов окисления метана и других горючих газов.Other platinum metals can also be used in the manufacture of catalysts for the oxidation of methane and other combustible gases. In the case of bulk catalysts for the oxidation of combustible gases, it was shown that the addition of iridium to a platinum-based catalyst can increase its activity due to the stabilization of the PtO 2 phase [N. Ohtsuka, “The Oxidation of Methane at Low Temperatures Over Zirconia-Supported Pd, Ir and Pt Catalysts and Deactivation by Sulfur Poisoning” // Catal. Lett., 2011, 141, 413-419]. Thus, iridium is a promising additive that can improve the properties of the oxidation catalysts of methane and other combustible gases.

Известен метод (аналог) изготовления катализатора полного окисления углеводородов, в частности катализатора для риформинга нефти (US 3718578 А). В изобретении раскрывается способ изготовления катализатора, содержащего от 0,01 до 3 масс. % Pt; от 0,01 до 5 масс. % Sn; от 0,001 до 1 масс. % Ir, нанесенных на твердый пористый носитель, предпочтительно, на основе Al2O3. В аналоге, как и в представляемом изобретении, нанесение катализатора указанного состава на носитель осуществляется путем последовательной или единоразовой пропитки пористого носителя растворами соединений-предшественников, содержащих Pt и Ir. В качестве соединений-предшественников Pt и Ir могут использоваться H2IrCl6, IrCl3, IrBr3, (NH4)2IrCl6, (NH4)2IrBr6, содержащие иридий, и H2PtCl6, Pt(NH3)4Cl2, (NH4)2PtCl6, содержащие платину. После нанесения одного или всех необходимых растворов соединений-предшественников на пористый носитель полученные образцы высушивают при температуре 93-260°С. В случае если используется метод последовательной пропитки пористого носителя, то стадия сушки при ранее указанных условиях должна следовать после нанесения каждого из растворов. После стадии сушки следует стадия отжига полученных образцов в атмосфере водорода при температуре 300-700°С или в присутствии кислорода при температуре до 700°С. Авторами данного патента указывается, что отжиг в атмосфере очищенного водорода при температурах 300-500°С приводит к наиболее положительным результатам.A known method (analogue) of the manufacture of a catalyst for the complete oxidation of hydrocarbons, in particular a catalyst for oil reforming (US 3718578 A). The invention discloses a method of manufacturing a catalyst containing from 0.01 to 3 mass. % Pt; from 0.01 to 5 mass. % Sn; from 0.001 to 1 mass. % Ir supported on a solid porous support, preferably based on Al 2 O 3 . In an analogue, as in the present invention, the deposition of a catalyst of the indicated composition on a support is carried out by sequential or one-time impregnation of the porous support with solutions of precursor compounds containing Pt and Ir. As the precursor compounds Pt and Ir, H 2 IrCl 6 , IrCl 3 , IrBr 3 , (NH 4 ) 2 IrCl 6 , (NH 4 ) 2 IrBr 6 containing iridium, and H 2 PtCl 6 , Pt (NH 3 can be used) ) 4 Cl 2 , (NH 4 ) 2 PtCl 6 containing platinum. After applying one or all of the necessary solutions of the precursor compounds to the porous carrier, the obtained samples are dried at a temperature of 93-260 ° C. If the method of successive impregnation of a porous support is used, then the drying step under the previously indicated conditions should follow after the application of each of the solutions. After the drying stage, there follows the stage of annealing of the obtained samples in a hydrogen atmosphere at a temperature of 300-700 ° C or in the presence of oxygen at temperatures up to 700 ° C. The authors of this patent indicate that annealing in the atmosphere of purified hydrogen at temperatures of 300-500 ° C leads to the most positive results.

Наряду с тем что данное изобретение раскрывает способ изготовления катализатора окисления углеводородов, содержащий одновременно платину и иридий, этот катализатор и способ его получения обладают рядом недостатков, особенно в случае его использования для получения катализаторов, находящихся в составе ЧЭ термокаталитических сенсоров.Along with the fact that this invention discloses a method of manufacturing a hydrocarbon oxidation catalyst containing both platinum and iridium, this catalyst and its production method have several disadvantages, especially when used to obtain catalysts that are part of the thermocatalytic sensors.

1) В результате приготовления катализатора на поверхности твердого пористого носителя могут образовываться различные соединения исходных металлов, в частности такие соединения, как оксиды, галогениды и сульфиды. Предлагаемый катализатор получается при достаточно низких температурах термической обработки, однако к его недостаткам можно отнести наличие на поверхности носителя таких ионов, как галоген-ионы, сульфид-ионы и др., которые отрицательно сказываются на активности и стабильности катализаторов полного окисления углеводородов.1) As a result of the preparation of the catalyst, various compounds of the starting metals, in particular, compounds such as oxides, halides and sulfides, can form on the surface of the solid porous support. The proposed catalyst is obtained at sufficiently low temperatures of heat treatment, however, its disadvantages include the presence on the surface of the support of ions such as halogen ions, sulfide ions, etc., which adversely affect the activity and stability of the catalysts for the complete oxidation of hydrocarbons.

2) Процесс отжига полученных образцов в атмосфере водорода, в результате которого происходит разложение соединений предшественников, является затратным и трудоемким. Этот процесс несовместим с существующей технологией изготовления термокаталитических сенсоров, которая включает в себя нагревание ЧЭ с нанесенным катализатором до 400-700°С на воздухе посредством пропускания электрического тока через измерительно-нагревательную платиновую проволоку. Нагрев указанных в изобретении-аналоге соединений-предшественников иридия в температурном диапазоне 400-700°С на воздухе будет заведомо приводить к формированию хлорсодержащих фаз иридия, не обладающих каталитической активностью. При этом температурный диапазон, допустимый для разложения соединений-предшественников, ограничен температурой в 700°С, что связано с характеристиками измерительно-нагревательной платиновой спирали.2) The process of annealing the obtained samples in a hydrogen atmosphere, which results in the decomposition of the compounds of the precursors, is costly and time-consuming. This process is incompatible with the existing technology for the manufacture of thermocatalytic sensors, which includes heating the SE with the deposited catalyst to 400-700 ° C in air by passing an electric current through a measuring and heating platinum wire. The heating of the iridium precursor compounds indicated in the analogue invention in the temperature range of 400-700 ° C in air will obviously lead to the formation of chlorine-containing iridium phases that do not have catalytic activity. Moreover, the temperature range allowed for the decomposition of the precursor compounds is limited by a temperature of 700 ° C, which is associated with the characteristics of the measuring and heating platinum spiral.

3) Отжиг в водороде, необходимый для разложения соединений-предшественников платины и иридия, добавляет дополнительную технологическую операцию при изготовлении катализаторов, требует использования дополнительного оборудования.3) Annealing in hydrogen, necessary for the decomposition of the precursor compounds of platinum and iridium, adds an additional technological step in the manufacture of catalysts, requires the use of additional equipment.

Известен другой способ (аналог) изготовления катализатора полного окисления углеводородов (WO 02078840). В состав катализатора входит хотя бы один оксид марганца MnOx; хотя бы один компонент, содержащий металл из подгруппы платины (0,1-8 масс. %); хотя бы один компонент, содержащий кобальт, и/или хотя бы один компонент, содержащий металл из подгруппы щелочных, щелочноземельных или редкоземельным металлов. Данный катализатор наносится на пористый твердый носитель, в качестве которого чаще всего выступает смесь низкотемпературных фаз Al2O3 или смесь низкотемпературных фаз Al2O3 и MnOx (5-95 масс. % MnOx). Нанесение катализатора на твердый пористый носитель осуществляется методом последовательной пропитки. Этот метод подразумевает последовательное нанесение растворов соединений-предшественников различных металлов, между которыми проводят сушку при температуре около 80°С и завершающее последовательное промывание образцов раствором NaOH и водой в течение длительного времени. В качестве соединений-предшественников благородных металлов могут использоваться такие соединения, как H2IrCl6, IrCl3, (NH4)2IrCl6, содержащие иридий; H2PtCl6, Pt(NH3)4Cl2, (NH4)2PtCl6, H2PtBr6, Pt(NH3)4(OH)2, Pt(NH3)2(NO2)2, содержащие платину; (NH4)2PdCl6, (NH4)2PdCl4, Pd(NH3)4Cl2, PdCl2, Pd(NO3)2, содержащие Pd. Предлагаемый катализатор обладает рядом существенных недостатков.There is another method (analog) of the manufacture of a catalyst for the complete oxidation of hydrocarbons (WO 02078840). The composition of the catalyst includes at least one manganese oxide MnO x ; at least one component containing metal from a subgroup of platinum (0.1-8 wt.%); at least one component containing cobalt and / or at least one component containing a metal from a subgroup of alkali, alkaline earth or rare earth metals. This catalyst is applied to a porous solid support, which most often acts as a mixture of low-temperature phases Al 2 O 3 or a mixture of low-temperature phases Al 2 O 3 and MnO x (5-95 wt.% MnO x ). The application of the catalyst on a solid porous support is carried out by sequential impregnation. This method involves the sequential application of solutions of precursor compounds of various metals, between which drying is carried out at a temperature of about 80 ° C and the final sequential washing of the samples with a solution of NaOH and water for a long time. As the precursor compounds of precious metals, compounds such as H 2 IrCl 6 , IrCl 3 , (NH 4 ) 2 IrCl 6 containing iridium can be used; H 2 PtCl 6 , Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 , (NH 4 ) 2 PtCl 6 , H 2 PtBr 6 , Pt (NH 3 ) 4 (OH) 2 , Pt (NH 3 ) 2 (NO 2 ) 2 , containing platinum; (NH 4 ) 2 PdCl 6 , (NH 4 ) 2 PdCl 4 , Pd (NH 3 ) 4 Cl 2 , PdCl 2 , Pd (NO 3 ) 2 containing Pd. The proposed catalyst has several significant disadvantages.

1) Процесс нанесения соединений-предшественников на твердый пористый носитель очень сложен и многостадиен и включает несколько стадий последовательной промывки раствором NaOH и водой. В ходе данных стадий трудно контролировать состав катализатора, содержание в нем благородных металлов.1) The process of applying the precursor compounds to a solid porous support is very complex and multi-stage and involves several stages of sequential washing with a solution of NaOH and water. During these stages, it is difficult to control the composition of the catalyst, the content of noble metals in it.

2) Применение NaOH в ходе изготовления катализатора может приводить к его загрязнению ионами натрия, что может приводить к снижению или потере каталитической активности.2) The use of NaOH during the manufacture of the catalyst can lead to its contamination with sodium ions, which can lead to a decrease or loss of catalytic activity.

3) Раскрываемый в данной заявке способ изготовления катализатора, в частности необходимость многократных промывок, технологически трудно совместим с изготовлением термокаталитических сенсоров.3) The catalyst manufacturing method disclosed in this application, in particular the need for multiple washes, is technologically difficult to manufacture with the manufacture of thermocatalytic sensors.

Известен еще один катализатор полного окисления углеводородов (WO 2014136279) и способ его получения, выбранный в качестве прототипа. В состав катализатора входят Pt от 0,5 до 2 масс. %; Ir от 0,5 до 2 масс. %, нанесенные на твердый пористый носитель, в качестве которого применяют оксид или смесь оксидов, например α-Al2O3 или смесь α-Al2O3, γ-Al2O3, ZrO2, La2O3 и TiO2. Способ нанесения катализатора на пористый носитель заключается в пропитке носителя растворами соединений-предшественников благородных металлов. В данном патенте в качестве соединений-предшественников рассматривали такие соединения иридия, как IrCl3 и Ir(NO3)3, и такие соединения платины, как PtCl4 и Pt(NH3)2(NO3)2. Метод пропитки состоит из нескольких стадий: нанесение растворов соединений-предшественников на пористый носитель, сушка при температуре около 80°С в течение 3 часов, выдержка в водном растворе NaOH в течение 20 часов, восстановление полученных образцов гидразином в жидкой фазе, промывание образцов дистиллированной водой, окончательная сушка при температуре около 80°С в течение 3 часов. Однако данный способ также обладает рядом серьезных недостатков.Another catalyst for the complete oxidation of hydrocarbons is known (WO 2014136279) and a method for its preparation, selected as a prototype. The composition of the catalyst includes Pt from 0.5 to 2 mass. %; Ir from 0.5 to 2 mass. % deposited on a solid porous carrier, which is used as an oxide or a mixture of oxides, for example α-Al 2 O 3 or a mixture of α-Al 2 O 3 , γ-Al 2 O 3 , ZrO 2 , La 2 O 3 and TiO 2 . A method of applying a catalyst to a porous support is to impregnate the support with solutions of noble metal precursor compounds. In this patent, iridium compounds such as IrCl 3 and Ir (NO 3 ) 3 and platinum compounds such as PtCl 4 and Pt (NH 3 ) 2 (NO 3 ) 2 were considered as precursor compounds. The impregnation method consists of several stages: applying solutions of the precursor compounds to a porous carrier, drying at a temperature of about 80 ° C for 3 hours, holding in an aqueous NaOH solution for 20 hours, restoring the obtained samples with hydrazine in the liquid phase, washing the samples with distilled water , final drying at a temperature of about 80 ° C for 3 hours. However, this method also has a number of serious disadvantages.

1) Как и в случае предыдущего изобретения-аналога, процесс нанесения катализатора характеризуется многостадийностью и высокой энергоемкостью. В ходе большого количества стадий невозможен контроль содержания благородных металлов в катализаторе.1) As in the case of the previous analogue invention, the catalyst deposition process is characterized by multi-stage and high energy intensity. During a large number of stages, it is not possible to control the content of precious metals in the catalyst.

2) Использование NaOH, как и в предыдущем методе-аналоге, может приводить к загрязнению катализатора ионами натрия, которое влечет за собой снижение либо потерю каталитической активности.2) The use of NaOH, as in the previous analogue method, can lead to contamination of the catalyst with sodium ions, which entails a decrease or loss of catalytic activity.

3) Соединение-предшественник Ir(NO3)3 может давать при разложении на воздухе при температуре 400-700°С фазу оксида иридия, однако склонно к гидролизу в водном растворе, что со временем может приводить к выпадению осадка и изменению концентрации.3) The precursor compound Ir (NO 3 ) 3 can produce an iridium oxide phase upon decomposition in air at a temperature of 400-700 ° C, however, it is prone to hydrolysis in an aqueous solution, which over time can lead to precipitation and a change in concentration.

4) Соединение-предшественник Pt(NH3)2(NO3)2 может давать при разложении на воздухе при температуре 400-700°С фазы металлической платины и/или оксида платины однако обладает низкой растворимостью в воде, вследствие чего при изготовлении катализатора требуется использование больших объемов раствора данного соединения.4) The precursor compound Pt (NH 3 ) 2 (NO 3 ) 2 can produce phases of metal platinum and / or platinum oxide when decomposed in air at a temperature of 400-700 ° C; however, it has low solubility in water, which requires the use of large volumes of a solution of this compound.

5) Использование гидразина в качестве агента-восстановителя ведет к восстановлению соединений-предшественников до металлических фаз, в то время как для получения катализаторов с высокой каталитической активностью необходимо присутствие оксидов металлов платиновой группы.5) The use of hydrazine as a reducing agent leads to the reduction of precursor compounds to metal phases, while the presence of platinum group metal oxides is necessary to obtain catalysts with high catalytic activity.

6) Использование растворных методов для восстановления соединений-предшественников трудно совместимо с технологией изготовления катализаторов в составе ЧЭ термокаталитических сенсоров.6) The use of solution methods for the reduction of precursor compounds is difficult compatible with the technology for the manufacture of catalysts in the composition of thermocatalytic sensors.

В связи с вышесказанным разработка способа получения катализатора окисления метана и других горючих газов и нового соединения-предшественника иридия, пригодного для изготовления катализаторов путем термического разложения на воздухе, является важной задачей современной науки и техники.In connection with the foregoing, the development of a method for producing an oxidation catalyst for methane and other combustible gases and a new iridium precursor compound suitable for the manufacture of catalysts by thermal decomposition in air is an important task of modern science and technology.

В настоящем изобретении под термином «термокаталитический сенсор» мы подразумеваем конструкцию сенсора, включающую в себя пару чувствительных элементов, подключенных в мостовую схему Уитстона и находящихся в реакционной камере, ограниченной от внешней среды пористым газообменным фильтром и буферной камерой, которые предназначены для создания ламинарного потока анализируемого газа к сенсору [Карпов Е.Ф., Басовский Б.И. Контроль проветривания и дегазации в угольных шахтах. Справочное пособие. М.: Недра, 1994].In the present invention, the term "thermocatalytic sensor" we mean the design of the sensor, which includes a pair of sensitive elements connected to the Wheatstone bridge circuit and located in the reaction chamber, limited from the environment by a porous gas exchange filter and a buffer chamber, which are designed to create a laminar flow of the analyzed gas to the sensor [Karpov EF, Basovsky B.I. Control of ventilation and degassing in coal mines. Reference manual. M .: Nedra, 1994].

Рабочий чувствительный элемент (ЧЭ) состоит из нагревательно-измерительной платиновой спирали, замурованной в пористую керамику, состоящую, преимущественно, из низкотемпературных кристаллических модификаций оксида алюминия или оксидов других металлов, на поверхность которых нанесены частицы катализатора. В состав катализатора, предпочтительно, входят Pt, Pd и PdO. В рамках данного изобретения мы предлагаем способ изготовления катализатора с добавлением иридия и соединение-предшественник иридия, необходимое для введения иридия в состав катализатора без существенного изменения технологии изготовления ЧЭ, которая в настоящее время применяется на производствах термокаталитических сенсоров. Строение сравнительного ЧЭ совпадает со строением рабочего ЧЭ за исключением того, что сравнительный ЧЭ не содержит частиц катализатора.The working sensitive element (SE) consists of a heating and measuring platinum spiral immured in porous ceramics, consisting mainly of low-temperature crystalline modifications of aluminum oxide or other metal oxides, on the surface of which catalyst particles are deposited. The composition of the catalyst preferably includes Pt, Pd and PdO. In the framework of this invention, we propose a method of manufacturing a catalyst with the addition of iridium and a precursor compound of iridium, which is necessary for introducing iridium into the composition of the catalyst without significantly changing the manufacturing technology of SE, which is currently used in the production of thermocatalytic sensors. The structure of the comparative SE coincides with the structure of the working SE except that the comparative SE does not contain catalyst particles.

В данном изобретении применяемым терминам придаются следующие значения:In the present invention, the following meanings are given to the applicable terms:

- «катализатор» - материал, изменяющий скорость химической реакции, но не входящий в состав продуктов реакции, в частности, вызывающий увеличение скорости реакции окисления метана кислородом воздуха. В рамках данного изобретения в качестве катализатора подразумеваются частицы, состоящие из Pt, Pd, Ir и/или их сплава и PtO2, PdO и IrO2, располагающиеся на внешней поверхности и в порах носителя для катализатора. Частица катализатора может содержать как какой-то один из вышеперечисленных компонентов, так и несколько компонентов в любых сочетаниях;- “catalyst” - a material that changes the rate of a chemical reaction, but is not part of the reaction products, in particular, causing an increase in the rate of reaction of methane oxidation with atmospheric oxygen. In the framework of this invention, as a catalyst, particles are meant consisting of Pt, Pd, Ir and / or their alloy and PtO 2 , PdO and IrO 2 located on the outer surface and in the pores of the catalyst carrier. A catalyst particle may contain either one of the above components, or several components in any combination;

- «активность катализатора» - характеристика катализатора, выражающая его свойство изменять скорость химической реакции, в рамках изобретения - ускорять реакцию окисления метана и других горючих газов кислородом воздуха;- “catalyst activity” is a characteristic of a catalyst expressing its property to change the rate of a chemical reaction, within the framework of the invention, to accelerate the oxidation of methane and other combustible gases with atmospheric oxygen;

- «наночастицы» - частицы материала, объем которых не превышает 5⋅105 нм3. В данном случае объем частиц может быть вычислен, как объем эллипса V=4/3⋅π⋅a⋅b⋅c, где 2а, 2b, 2с - линейные размеры частицы в трех взаимно перпендикулярных направлениях;- “nanoparticles” - particles of material whose volume does not exceed 5⋅10 5 nm 3 . In this case, the volume of particles can be calculated as the volume of the ellipse V = 4 / 3⋅π⋅a⋅b⋅c, where 2a, 2b, 2c are the linear dimensions of the particle in three mutually perpendicular directions;

- «сплав» - однородный в пределах границы раздела фаз материал, состоящий из смеси атомов платины, палладия или иридия, находящихся в виде металлов. В рамках данного изобретения сплав может состоять как из любой пары перечисленных металлов, так и содержать все три металла в любом мольном соотношении;- “alloy” - a material homogeneous within the phase boundary, consisting of a mixture of platinum, palladium or iridium atoms in the form of metals. In the framework of this invention, the alloy may consist of any pair of the listed metals, or contain all three metals in any molar ratio;

- «пористый носитель для катализатора» - материал, содержащий поры, благодаря наличию которых его площадь поверхности составляет 50-500 м2/г, на поверхности и в порах которого располагаются наночастицы катализатора;- "porous catalyst support" - a material containing pores, due to the presence of which its surface area is 50-500 m 2 / g, on the surface and in the pores of which the catalyst nanoparticles are located;

- «низкотемпературные модификации Al2O3» - кристаллические модификации Al2O3, образующиеся при обжиге при температуре не более 1000°С фаз состава AlOx(ОН)у⋅zH2O и включающие в себя фазы γ-Al2O3, δ-Al2O3, θ-Al2O3, χ-Al2O3, κ-Al2O3, η-Al2O3;- “low-temperature modifications of Al 2 O 3 ” - crystalline modifications of Al 2 O 3 formed during firing at a temperature of not more than 1000 ° C of phases of the composition AlO x (OH) at ⋅zH 2 O and including phases γ-Al 2 O 3 , δ-Al 2 O 3 , θ-Al 2 O 3 , χ-Al 2 O 3 , κ-Al 2 O 3 , η-Al 2 O 3 ;

- «соединения-предшественники» - соединения благородных металлов, в частности платины, палладия и иридия, которые растворяют и наносят на поверхность носителя для катализатора, а потом подвергают обработке в растворах различного состава и/или нагреванию в атмосферах различного состава для формирования наночастиц катализатора;- "precursor compounds" - compounds of noble metals, in particular platinum, palladium and iridium, which are dissolved and applied to the surface of the catalyst carrier and then subjected to treatment in solutions of various compositions and / or heating in atmospheres of various compositions to form catalyst nanoparticles;

- «комплексные соединения» - нейтральные молекулы или ионы, которые образуются в результате присоединения к иону металла нейтральных молекул или других ионов, называемых лигандами.- "complex compounds" - neutral molecules or ions that are formed as a result of the addition of neutral molecules or other ions called ligands to a metal ion.

Задачей настоящего изобретения является разработка катализатора полного окисления, который характеризуется высокой стабильностью каталитических свойств при длительных сроках эксплуатации.The objective of the present invention is to develop a catalyst for complete oxidation, which is characterized by high stability of catalytic properties during long service life.

Поставленная задача решается предлагаемым катализатором окисления горючих газов, содержащим наночастицы соединений благородных металлов, таких как платина, палладий и иридий, с мольным соотношением элементов (Pt+Pd):Ir, равным 1:х, где х изменяется в диапазоне от 0,02 до 0,67, нанесенных на пористый носитель с удельной площадью поверхности от 50 до 500 м2/г.The problem is solved by the proposed combustible gas oxidation catalyst containing nanoparticles of noble metal compounds such as platinum, palladium and iridium, with a molar ratio of elements (Pt + Pd): Ir equal to 1: x, where x varies in the range from 0.02 to 0.67 deposited on a porous support with a specific surface area of 50 to 500 m 2 / g.

Предпочтительно использовать наночастицы соединений благородных металлов объемом менее 5⋅105 нм3.Preferably, nanoparticles of noble metal compounds with a volume of less than 5 × 10 5 nm 3 are used .

Предпочтительно, что мольное соотношение элементов Pt:Pd равно 1:у, где у изменяется от 2 до 4. Наилучший результат достигается при мольном соотношении элементов Pt:Pd:Ir=1:3:1.Preferably, the molar ratio of the elements Pt: Pd is 1: y, where y varies from 2 to 4. The best result is achieved when the molar ratio of the elements Pt: Pd: Ir = 1: 3: 1.

Предпочтительно в качестве пористого носителя использовать Al2O3. Наилучший результат достигается при использовании пористого носителя, представляющего собой низкотемпературные модификации Al2O3.Preferably, Al 2 O 3 is used as the porous support. The best result is achieved when using a porous support, which is a low-temperature modification of Al 2 O 3 .

Предпочтительно в качестве соединений благородных металлов использовать PdO, IrO2, PtO2 и/или Pt, и/или Pd, и/или Ir, и/или их сплав. При этом для наличия каталитических свойств важно само наличие металлической фазы, которая может состоять как из Pt, Pd и Ir по отдельности, так и из двух- или трехкомпонентных сплавов этих металлов различного состава.Preferably, PdO, IrO 2 , PtO 2 and / or Pt, and / or Pd, and / or Ir, and / or their alloy are used as noble metal compounds. Moreover, for the presence of catalytic properties, it is important that the metal phase itself exist, which can consist of both Pt, Pd, and Ir separately, and of two or three-component alloys of these metals of various compositions.

Предпочтительно общее суммарное содержание благородных металлов Pt, Pd и Ir в композиции, состоящей из катализатора и пористого носителя для катализатора, составляет от 0,01 до 35 мол. %.Preferably, the total total content of noble metals Pt, Pd and Ir in the composition consisting of a catalyst and a porous catalyst support is from 0.01 to 35 mol. %

Также поставленная задача решается способом изготовления катализатора, включающего в себя приготовление водного раствора, содержащего соединения-предшественники платины и палладия, и раствора, содержащего соединение-предшественник иридия в протонном растворителе; поочередное нанесение этих растворов с сушкой после каждого нанесения при температуре 80-120°С до достижения общего суммарного содержания благородных металлов Pt, Pd и Ir в композиции, состоящей из катализатора и пористого носителя для катализатора, от 0,01 до 35 мол. % и прокалку полученной композиции на воздухе при температуре не более 700°С до полного разложения соединений-предшественников до соединений платины, палладия и иридия, включающих в себя PdO, IrO2, PtO2 и/или Pt, и/или Pd, и/или Ir, и/или их сплавы, при этом соединение-предшественник иридия включает оксалат-ионы и иридий (III) и его получают растворением гидратированного оксида иридия (IV) и/или гидроксида иридия (III) в растворе щавелевой кислоты с концентрацией от 10 до 50 масс. % в протонном растворителе.Also, the problem is solved by a method of manufacturing a catalyst, comprising preparing an aqueous solution containing platinum and palladium precursor compounds and a solution containing an iridium precursor compound in a protic solvent; alternately applying these solutions with drying after each application at a temperature of 80-120 ° C until the total total content of noble metals Pt, Pd and Ir in the composition consisting of a catalyst and a porous catalyst support is from 0.01 to 35 mol. % and calcining the resulting composition in air at a temperature of not more than 700 ° C until complete decomposition of the precursor compounds to platinum, palladium and iridium compounds, including PdO, IrO 2 , PtO 2 and / or Pt, and / or Pd, and / or Ir, and / or their alloys, wherein the iridium precursor compound includes oxalate ions and iridium (III) and is prepared by dissolving hydrated iridium (IV) oxide and / or iridium (III) hydroxide in an oxalic acid solution with a concentration of 10 or more up to 50 mass. % in proton solvent.

Предпочтительно использовать соединения-предшественники платины, палладия и иридия, которые способны образовывать стабильные в течение как минимум 30 суток растворы. Соединения-предшественники, образующие нестабильные растворы, в которых при хранении происходит расслоение или образование осадка, непригодны для использования при синтезе катализаторов, так как при этом не будет обеспечиваться постоянство катализатора в рамках одной партии. Наилучший результат достигается при использовании растворов соединений [Pt(NH3)4](NO3)2, [Pd(NH3)4](NO3)2, H3[Ir(C2O4)3].Preferred are the precursors of platinum, palladium and iridium, which are capable of forming stable solutions for at least 30 days. The precursor compounds forming unstable solutions in which separation or precipitation occurs during storage are unsuitable for use in the synthesis of catalysts, since this will not ensure the constancy of the catalyst within one batch. The best result is achieved using solutions of the compounds [Pt (NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 , [Pd (NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 , H 3 [Ir (C 2 O 4 ) 3 ].

Предпочтительно в качестве протонного растворителя использовать воду или смесь воды и этилового спирта с содержанием этилового спирта до 95 об. %.It is preferable to use water or a mixture of water and ethyl alcohol with an ethyl alcohol content up to 95 vol.% As a proton solvent. %

Предпочтительно использовать щавелевую кислоту взятую, по меньшей мере, в 9-кратном мольном избытке по отношению к количеству моль иридия.It is preferable to use oxalic acid taken in at least a 9-fold molar excess relative to the number of moles of iridium.

Поставленная задача также решается способом изготовления соединения-предшественника иридия, в состав которого входят оксалат-ионы и иридий (III), заключающийся в растворении гидратированного оксида иридия (IV) и/или гидроксида иридия (III) в растворе щавелевой кислоты с концентрацией от 10 до 50 масс. % в протонном растворителе.The problem is also solved by the method of manufacturing a precursor compound of iridium, which includes oxalate ions and iridium (III), which consists in dissolving hydrated iridium (IV) oxide and / or iridium (III) hydroxide in an oxalic acid solution with a concentration of from 10 to 50 mass. % in proton solvent.

Предпочтительно использовать щавелевую кислоту, взятую, по меньшей мере, в 9-кратном избытке по отношению к количеству моль иридия.It is preferable to use oxalic acid taken in at least a 9-fold excess relative to the amount of mole of iridium.

Предпочтительно в качестве протонного растворителя использовать воду или смесь воды и этилового спирта с содержанием этилового спирта до 95 об. %.It is preferable to use water or a mixture of water and ethyl alcohol with an ethyl alcohol content up to 95 vol.% As a proton solvent. %

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик катализатора, а именно в снижении скорости деградации каталитической системы (с 0,8% до 0,3% в сутки) на основе наночастиц PdO и Pt, Pd и/или их сплава, нанесенных на пористый носитель с удельной площадью поверхности 50-500 м2/г благодаря введению в ее состав иридия. Технический результат достигается за счет того, что введение иридия приводит к изменению состава катализатора и формированию фаз IrO2 и/или PtO2, Ir и/или сплава в системе Pt-Pd-Ir. Введение иридия и его присутствие в оксидной и/или металлической форме обеспечивает формирование более устойчивых к деградации активных центров, что продлевает срок службы катализатора. Кроме того, технический результат достигается за счет использования в качестве носителя для катализатора пористого материала с удельной площадью поверхности 50-500 м2/г. В качестве такого носителя выступает материал на основе низкотемпературных кристаллических модификаций Al2O3, в число которых входят γ-Al2O3, δ-Al2O3, θ-Al2O3, χ-Al2O3, κ-Al2O3, η-Al2O. Эти модификации Al2O3 характеризуются малым размером кристаллитов, что обеспечивает высокую удельную площадь поверхности, на которой размещаются наночастицы катализатора. На поверхности низкотемпературных модификаций Al2O3 присутствует значительное количество кислотных центров, которые взаимодействуют с наночастицами катализатора и предотвращают их спекание в ходе эксплуатации.The technical result achieved by the claimed invention is to improve the operational characteristics of the catalyst, namely, to reduce the rate of degradation of the catalyst system (from 0.8% to 0.3% per day) based on nanoparticles of PdO and Pt, Pd and / or their alloy, deposited on a porous carrier with a specific surface area of 50-500 m 2 / g due to the introduction of iridium in its composition. The technical result is achieved due to the fact that the introduction of iridium leads to a change in the composition of the catalyst and the formation of phases IrO 2 and / or PtO 2 , Ir and / or alloy in the Pt-Pd-Ir system. The introduction of iridium and its presence in oxide and / or metal form ensures the formation of active centers more resistant to degradation, which extends the life of the catalyst. In addition, the technical result is achieved by using as a carrier for the catalyst a porous material with a specific surface area of 50-500 m 2 / g. A material based on low-temperature crystalline modifications of Al 2 O 3 , including γ-Al 2 O 3 , δ-Al 2 O 3 , θ-Al 2 O 3 , χ-Al 2 O 3 , κ- Al 2 O 3 , η-Al 2 O. These modifications of Al 2 O 3 are characterized by a small crystallite size, which provides a high specific surface area on which the catalyst nanoparticles are placed. On the surface of low-temperature modifications of Al 2 O 3 there is a significant amount of acid sites that interact with catalyst nanoparticles and prevent their sintering during operation.

Возможность достижения технического результата обеспечивается за счет использования соединения-предшественника, представляющего собой комплексное соединение иридия с оксалат-ионами, не содержащее никаких элементов, кроме Ir, С, О, Н. Преимуществом этого соединения-предшественника является то, что оно претерпевает превращение в оксид иридия (IV) при отжиге на воздухе при температурах 300-700°С.The technical result is achieved through the use of a precursor compound, which is a complex compound of iridium with oxalate ions, which does not contain any elements other than Ir, C, O, N. The advantage of this precursor compound is that it undergoes conversion to oxide iridium (IV) during annealing in air at temperatures of 300-700 ° C.

При изготовлении катализаторов для чувствительных элементов термокаталитических сенсоров большое значение имеет постоянство их каталитической активности при длительной эксплуатации. При этом катализаторы окисления горючих газов на основе благородных металлов, таких как палладий, платина и иридий, характеризуются постепенным снижением активности. Для обеспечения стабильности активности катализаторов в термокаталитических сенсорах проводится их выдержка при рабочей температуре. Наилучший результат для катализатора, содержащего суммарно 0,33 мол. % платины, палладия и родия в соотношении Pt:Pd:Ir, равном 1:3:1, достигается при проведении старения при 420-450°С в течение 28 дней: дрейф активности не превышает 1% в месяц.In the manufacture of catalysts for sensitive elements of thermocatalytic sensors, the constancy of their catalytic activity during long-term operation is of great importance. Moreover, oxidation catalysts for combustible gases based on noble metals such as palladium, platinum and iridium are characterized by a gradual decrease in activity. To ensure the stability of the activity of the catalysts in thermocatalytic sensors, they are held at operating temperature. The best result for a catalyst containing a total of 0.33 mol. % of platinum, palladium and rhodium in the ratio of Pt: Pd: Ir, equal to 1: 3: 1, is achieved by aging at 420-450 ° C for 28 days: the activity drift does not exceed 1% per month.

Высокая стабильность свойств катализатора особенно важна при его использовании в чувствительных элементах термокаталитических сенсоров, аналитический сигнал которых определяется выделением теплоты при протекании реакции окисления метана и других горючих газов на поверхности катализатора. Стабильность каталитических свойств соответствует малому изменению теплового эффекта реакции с течением времени, что, в свою очередь, обеспечивает малое изменение чувствительности сенсоров при длительном времени эксплуатации.The high stability of the properties of the catalyst is especially important when it is used in sensitive elements of thermocatalytic sensors, the analytical signal of which is determined by the release of heat during the oxidation of methane and other combustible gases on the surface of the catalyst. The stability of the catalytic properties corresponds to a small change in the thermal effect of the reaction over time, which, in turn, provides a small change in the sensitivity of the sensors with a long operating time.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность изобретения поясняется графиками и чертежами.The invention is illustrated by graphs and drawings.

На фиг. 1 представлена рентгенограмма коммерчески доступного носителя для катализатора, обладающего удельной площадью поверхности, согласно паспорту, 200 м2/г, демонстрирующая, что этот носитель состоит из двух кристаллических фаз, относящихся к низкотемпературным фазам оксида алюминия: θ-Al2O3 и γ-Al2O3.In FIG. 1 is an X-ray diffraction pattern of a commercially available catalyst support having a specific surface area according to the passport of 200 m 2 / g, demonstrating that this support consists of two crystalline phases related to the low-temperature phases of alumina: θ-Al 2 O 3 and γ- Al 2 O 3 .

На фиг. 2 представлены данные термогравиметрического анализа соединения-предшественника платины - [Pt(NH3)]4(NO3)2⋅2H2O - в воздушной атмосфере, демонстрирующие, что оно разлагается при температуре 250°С. Согласно расчетам по потере массы, конечным продуктом разложения является металлическая платина.In FIG. 2 shows the data of thermogravimetric analysis of the platinum precursor compound - [Pt (NH 3 )] 4 (NO 3 ) 2 ⋅ 2H 2 O - in the air, demonstrating that it decomposes at a temperature of 250 ° C. According to mass loss calculations, the final decomposition product is platinum metal.

На фиг. 3 представлены данные термогравиметрического анализа соединения-предшественника палладия - [Pd(NH3)]4(NO3)2⋅H2O - в воздушной атмосфере, демонстрирующие, что оно разлагается при температуре 300°С. Согласно расчетам по потере массы, конечным продуктом разложения при 300°С является металлический палладий, а набор массы при температуре более 400°С соответствует превращению части палладия в PdO при нагревании на воздухе.In FIG. Figure 3 shows the data of thermogravimetric analysis of the palladium precursor compound - [Pd (NH 3 )] 4 (NO 3 ) 2 ⋅H 2 O - in an air atmosphere, demonstrating that it decomposes at a temperature of 300 ° C. According to mass loss calculations, the final decomposition product at 300 ° C is palladium metal, and the mass gain at a temperature of more than 400 ° C corresponds to the conversion of a part of palladium to PdO when heated in air.

На фиг. 4 представлены результаты ИК-спектроскопии водного раствора соединения-предшественника иридия, подтверждающие формирование комплексного соединения иридия с оксалат-ионом или ионами.In FIG. 4 presents the results of IR spectroscopy of an aqueous solution of a compound of the precursor of iridium, confirming the formation of a complex compound of iridium with an oxalate ion or ions.

На фиг. 5 представлены данные термогравиметрического анализа соединения-предшественника иридия в воздушной атмосфере, демонстрирующие, что основная потеря массы происходит до 290°С.In FIG. Figure 5 presents the data of thermogravimetric analysis of the precursor compound of iridium in the air, demonstrating that the main mass loss occurs up to 290 ° C.

На фиг. 6 представлены результаты рентгенофазового анализа (рентгенограмма получена с использованием Cu Кα излучения) соединения-предшественника иридия после температурной обработки при 450°С в течение 24 часов, демонстрирующие, что продуктом разложения соединения-предшественника иридия на воздухе является фаза IrO2.In FIG. Figure 6 presents the results of x-ray phase analysis (x-ray diffraction pattern obtained using Cu K α radiation) of the iridium precursor compound after heat treatment at 450 ° C for 24 hours, demonstrating that the IrO 2 phase is the decomposition product of the iridium precursor compound in air.

На фиг. 7 представлены результаты рентгенофазового анализа (рентгенограмма получена с использованием Cu Кα излучения), демонстрирующие, что катализатор, нанесенный на пористый носитель, содержит кристаллические IrO2 и/или PtO2, PdO и металлические фазы. Наличие нескольких значков, соответствующих разным соединениям, над одним пиком показывает, что каждое из этих соединений имеет пик при данном угле и, следовательно, может содержаться в образце. Наличие пиков, не совпадающих с пиками других соединений, однозначно доказывает наличие PdO, IrO2 и металлических фаз. Металлические фазы могут быть представлены Pt, Pd, Ir или их сплавами в любом мольном соотношении; точное определение, из чего состоят металлические фазы для катализаторов данного типа, не представляется возможным вследствие близких параметров кристаллических решеток Pt, Pd, Ir, малых размеров частиц и обусловленных этим значительных уширений рефлексов металлических фаз на рентгенограмме.In FIG. 7 presents the results of x-ray phase analysis (x-ray obtained using Cu K α radiation), demonstrating that the catalyst deposited on a porous support contains crystalline IrO 2 and / or PtO 2 , PdO and metal phases. The presence of several icons corresponding to different compounds above one peak indicates that each of these compounds has a peak at a given angle and, therefore, may be contained in the sample. The presence of peaks that do not coincide with the peaks of other compounds unambiguously proves the presence of PdO, IrO 2, and metal phases. The metal phases can be represented by Pt, Pd, Ir or their alloys in any molar ratio; An exact determination of what the metal phases consist of for catalysts of this type is not possible due to the close parameters of the Pt, Pd, Ir crystal lattices, small particle sizes and the resulting significant broadening of the reflections of the metal phases in the x-ray diffraction pattern.

Положение всех пиков PtO2 совпадает с положением некоторых пиков IrO2, поэтому из данных рентгенофазового анализа нельзя сделать однозначного заключения о присутствии этого соединения. Поэтому для подтверждения присутствия PtO2 далее была использована спектроскопия комбинационного рассеяния.The position of all PtO 2 peaks coincides with the position of some IrO 2 peaks; therefore, it is impossible to draw an unambiguous conclusion about the presence of this compound from X-ray phase analysis data. Therefore, to confirm the presence of PtO 2 , Raman spectroscopy was further used.

На фиг. 8 представлены результаты спектроскопии комбинационного рассеяния (длина волны лазера составляла 514 нм), демонстрирующие одновременное присутствие в составе катализатора оксидных фаз IrO2, PtO2 и PdO. Наличие пиков на экспериментальном графике соотнесено с известным из литературы положением пиков оксидных фаз, которые показаны метками, расположены в ряд для каждой фазы под экспериментальным графиком.In FIG. Figure 8 presents the results of Raman spectroscopy (laser wavelength was 514 nm), demonstrating the simultaneous presence of the oxide phases IrO 2 , PtO 2 and PdO in the composition of the catalyst. The presence of peaks in the experimental graph is correlated with the position of the peaks of the oxide phases, which are indicated by labels, which are known from the literature and are arranged in a row for each phase under the experimental graph.

На фиг. 9 представлены результаты изучения чувствительности термокаталитических сенсоров: сравнение свойств катализатора на основе Pd и Pt с мольным соотношением Pt:Pd, равным 1:3, и катализатора на основе Pt, Pd и Ir с мольным соотношением Pt:Pd:Ir, равным 1:3:1. В случае термокаталитического сенсора с катализатором, содержащим иридий, наблюдается более быстрый выход на постоянное значение и более стабильный сигнал.In FIG. Figure 9 presents the results of studying the sensitivity of thermocatalytic sensors: comparing the properties of a Pd and Pt based catalyst with a Pt: Pd molar ratio of 1: 3 and a Pt, Pd and Ir based catalyst with a Pt: Pd: Ir molar ratio of 1: 3 :one. In the case of a thermocatalytic sensor with a catalyst containing iridium, there is a faster exit to a constant value and a more stable signal.

Заявляемое изобретение раскрывает катализатор окисления горючих газов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, в частности со сниженной скоростью деградации каталитической активности, метод его получения и способ синтеза соединения-предшественника, содержащего иридий. Способ получения катализатора основан на нанесении раствора соединений-предшественников, содержащих платину, палладий и соединение-предшественник, содержащего иридий, на поверхность пористого носителя с удельной площадью поверхности 50-500 м2/г на основе низкотемпературных модификаций Al2O3. В качестве носителя для такого катализатора может быть использован любой оксид алюминия, обладающий указанной площадью поверхности и фазовым составом. Как правило, рентгенограмма такого носителя характеризуется наличием пиков низкотемпературных модификаций Al2O3 со значительными уширениями, что соответствует наличию дефектов упаковки в кристаллической структуре носителя, малому размеру кристаллитов и высокой удельной площади поверхности, доступной для нанесения наночастиц катализатора (фиг. 1).The claimed invention discloses a catalyst for the oxidation of combustible gases with improved performance, in particular with a reduced rate of degradation of catalytic activity, a method for its preparation and a method for the synthesis of a precursor compound containing iridium. The catalyst preparation method is based on applying a solution of precursor compounds containing platinum, palladium and a precursor compound containing iridium on the surface of a porous support with a specific surface area of 50-500 m 2 / g based on low-temperature modifications of Al 2 O 3 . As a carrier for such a catalyst, any alumina having the indicated surface area and phase composition can be used. As a rule, the X-ray diffraction pattern of such a carrier is characterized by the presence of peaks of low-temperature modifications of Al 2 O 3 with significant broadening, which corresponds to the presence of stacking faults in the crystal structure of the carrier, the small size of crystallites and the high specific surface area available for applying catalyst nanoparticles (Fig. 1).

После каждого нанесения раствора соединений-предшественников полученная композиция высушивается при температуре 80-120°С до содержания воды не более 10 масс. %, а после достижения необходимого содержания платины, палладия и иридия подвергается температурной обработке на воздухе при температуре 300-700°С для формирования наночастиц катализатора. Формирование частиц катализатора устанавливают методами рентгенофазового анализа и спектроскопии комбинационного рассеяния по наличию фаз IrO2, PtO2, PdO и металлической фазы, которая может быть представлена Pt, Pd, Ir или их сплавами. При синтезе катализатора необходимо использовать такие соединения-предшественники, которые разлагаются до металлов платиновой группы или их оксидов в указанных условиях отжига. Другим требованием к соединениям-предшественникам является хорошая растворимость в воде или смесях вода-этанол и стабильность образующихся растворов для того, чтобы обеспечить постоянство свойств катализатора при изготовлении больших партий катализаторов и чувствительных элементов сенсоров. В случае платины и палладия такие соединения-предшественники известны и коммерчески доступны, это [Pt(NH3)]4(NO3)2⋅2H2O и [Pd(NH3)]4(NO3)2⋅H2O. Платиновое соединение-предшественник разлагается при 250°С (фиг. 2), при этом потеря массы, равная 52%, соответствует формированию металлической платины. Палладиевое соединение-предшественник разлагается до металлического палладия при температуре 300°С, при этом потеря массы составляет 66%, что соответствует формированию металлического палладия. При дальнейшем повышении температуры наблюдается набор массы, соответствующий частичному окислению Pd до PdO (фиг. 3).After each application of a solution of precursor compounds, the resulting composition is dried at a temperature of 80-120 ° C to a water content of not more than 10 mass. %, and after reaching the required content of platinum, palladium and iridium, it is subjected to heat treatment in air at a temperature of 300-700 ° C to form catalyst nanoparticles. The formation of catalyst particles is established by X-ray diffraction analysis and Raman spectroscopy by the presence of IrO 2 , PtO 2 , PdO phases and a metal phase, which can be represented by Pt, Pd, Ir or their alloys. In the synthesis of the catalyst, it is necessary to use such precursor compounds that decompose to the platinum group metals or their oxides under the indicated annealing conditions. Another requirement for the precursor compounds is the good solubility in water or water-ethanol mixtures and the stability of the resulting solutions in order to ensure the constancy of the properties of the catalyst in the manufacture of large batches of catalysts and sensitive sensors. In the case of platinum and palladium, such precursor compounds are known and commercially available, these are [Pt (NH 3 )] 4 (NO 3 ) 2 ⋅ 2H 2 O and [Pd (NH 3 )] 4 (NO 3 ) 2 ⋅ H 2 O The platinum precursor compound decomposes at 250 ° C (FIG. 2), with a mass loss of 52% corresponding to the formation of platinum metal. The palladium precursor compound decomposes to palladium metal at a temperature of 300 ° C, while the mass loss is 66%, which corresponds to the formation of palladium metal. With a further increase in temperature, mass gain corresponding to the partial oxidation of Pd to PdO is observed (Fig. 3).

В случае иридия большинство коммерчески доступных соединений содержит хлор или другие галогены, а в ряде случаев - ионы щелочных металлов. Присутствие этих примесей может приводить к снижению каталитической активности. В то же время их удаление при отжиге на воздухе при температурах 300-700°С невозможно. В связи с этим в нашем решении в качестве соединения-предшественника иридия предлагается использовать комплексное соединение-предшественник иридия с оксалат-ионом. Способ приготовления оксалатного комплекса иридия основан на растворении гидратированного оксида иридия (IV) или гидроксида иридия (III) в водном или водно-спиртовом растворе щавелевой кислоты. Предпочтительно использование свежеосажденных гидратированного оксида иридия (IV) и гидроксида иридия (III), поскольку они растворяются в растворах щавелевой кислоты. Наилучший результат достигается при использовании для синтеза оксалатного соединения-предшественника иридия гидратированного оксида иридия (IV) и гидроксида иридия (III), полученных осаждением из раствора H2IrCl6⋅Н2О, (NH4)2IrCl6, Na2[IrCl6]⋅6H2O или IrCl3⋅xH2O соответственно путем добавления 10% водного раствора NaOH по каплям до рН=10, с последующим промыванием деионизованной водой. Промывание осуществляют, подвергая маточный раствор с осадком центрифугированию на центрифуге; для центрифугирования пригодны любые модели центрифуг и любые условия центрифугирования, обеспечивающие осаждение гидратированного оксида иридия (IV) и гидроксида иридия (III) на дно емкости, в которой находится суспензия при центрифугировании. После окончания центрифугирования маточный раствор осторожно сливают, не допуская потери осадка, а осадок вновь диспергируют в деионизированной воде и центрифугируют. Для достижения оптимального результата промывание необходимо проводить не менее 3 раз.In the case of iridium, most commercially available compounds contain chlorine or other halogens, and in some cases, alkali metal ions. The presence of these impurities can lead to a decrease in catalytic activity. At the same time, their removal during annealing in air at temperatures of 300-700 ° C is impossible. In this regard, in our solution, as the iridium precursor compound, it is proposed to use the complex iridium precursor compound with an oxalate ion. The method of preparation of the iridium oxalate complex is based on the dissolution of hydrated iridium (IV) oxide or iridium (III) hydroxide in an aqueous or aqueous-alcoholic solution of oxalic acid. It is preferable to use freshly precipitated hydrated iridium (IV) oxide and iridium (III) hydroxide, since they dissolve in oxalic acid solutions. The best result is achieved when hydrated iridium (IV) oxide and iridium (III) hydroxide obtained by precipitation from a solution of H 2 IrCl 6 ⋅ Н 2 О, (NH 4 ) 2 IrCl 6 , Na 2 [IrCl 6 ] ⋅6H 2 O or IrCl 3 ⋅xH 2 O, respectively, by adding a 10% aqueous NaOH solution dropwise to pH = 10, followed by washing with deionized water. Washing is carried out by subjecting the mother liquor with sediment to centrifugation in a centrifuge; any centrifuge models and any centrifugation conditions are suitable for centrifugation, which ensure the precipitation of hydrated iridium (IV) oxide and iridium (III) hydroxide on the bottom of the tank in which the suspension is located during centrifugation. After centrifugation is completed, the mother liquor is carefully drained, avoiding loss of sediment, and the precipitate is again dispersed in deionized water and centrifuged. To achieve an optimal result, washing must be performed at least 3 times.

Для растворения используется раствор щавелевой кислоты с концентрацией от 10 до 50 масс. % в протонном растворителе, при этом раствор кислоты берут в избытке по отношению к количеству моль иридия (как минимум девятикратный избыток по отношению к молям иридия). Для ускорения растворения проводится кипячение суспензии гидратированного оксида иридия (IV) или гидроксида иридия (III) в растворе щавелевой кислоты. После растворения гидратированного оксида иридия (IV) или гидроксида иридия (III) образовавшийся раствор фильтруется через стеклянный пористый фильтр №№1, 2 или 3 (классы 160, 100 и 40 по ГОСТ 9775-69) или другой стеклянный пористый фильтр с аналогичными характеристиками, а затем упаривается. Поскольку соединение-предшественник обладает исключительно высокой растворимостью, большой избыток щавелевой кислоты, использованный для растворения осадка, можно отделить, упарив раствор при 90°С до начала кристаллизации щавелевой кислоты, а затем охладив до комнатной температуры и отфильтровав образовавшиеся кристаллы. При этом соединение-предшественник иридия остается в маточном растворе. Поскольку растворимость щавелевой кислоты составляет 120 г на 100 г воды при 100°С и 10 г на 100 г воды при 20°С, такой способ позволяет отделить до 90% избыточной щавелевой кислоты из раствора. Затем раствор соединения-предшественника может быть упарен или, наоборот, разбавлен до требующейся для синтеза концентрации. Для обеспечения долговременной стабильности раствора соединения-предшественника иридия и обеспечения концентрации, необходимой для проведения синтеза, добавляется вода или смесь этанол-вода. Избыток щавелевой кислоты, не вступившей в реакцию, не мешает использованию раствора соединения-предшественника иридия для получения иридий-содержащего катализатора. Соединение-предшественник иридия выделяется из водно-спиртового раствора и очищается от избытка щавелевой кислоты путем перекристаллизации.For dissolution, a solution of oxalic acid with a concentration of from 10 to 50 masses is used. % in a protic solvent, while the acid solution is taken in excess in relation to the number of moles of iridium (at least a nine-fold excess in relation to moles of iridium). To accelerate dissolution, a suspension of hydrated iridium (IV) oxide or iridium (III) hydroxide in an oxalic acid solution is boiled. After dissolving hydrated iridium (IV) oxide or iridium (III) hydroxide, the resulting solution is filtered through a glass porous filter No. 1, 2 or 3 (classes 160, 100 and 40 according to GOST 9775-69) or another glass porous filter with similar characteristics, and then evaporated. Since the precursor compound has an extremely high solubility, the large excess of oxalic acid used to dissolve the precipitate can be separated by evaporating the solution at 90 ° C before the crystallization of oxalic acid, and then cooling to room temperature and filtering off the crystals formed. In this case, the iridium precursor compound remains in the mother liquor. Since the solubility of oxalic acid is 120 g per 100 g of water at 100 ° C and 10 g per 100 g of water at 20 ° C, this method allows you to separate up to 90% of excess oxalic acid from the solution. Then the solution of the precursor compound can be evaporated or, conversely, diluted to the concentration required for the synthesis. To ensure the long-term stability of the solution of the iridium precursor compound and to provide the concentration necessary for the synthesis, water or an ethanol-water mixture is added. An excess of unreacted oxalic acid does not interfere with the use of a solution of the iridium precursor compound to produce an iridium-containing catalyst. The iridium precursor compound is isolated from the aqueous-alcoholic solution and purified from excess oxalic acid by recrystallization.

Следует отметить, что небольшое количество щавелевой кислоты, которое может присутствовать в растворе, не мешает использованию раствора соединения-предшественника.It should be noted that the small amount of oxalic acid that may be present in the solution does not interfere with the use of the solution of the precursor compound.

Раствор соединения-предшественника обладает высокой стабильностью при хранении, в нем не наблюдается видимых изменений (изменение цвета, помутнение, выпадение осадка) в течение как минимум 1 месяца. Это достигается за счет того, что иридий в растворе связан с оксалат-ионами в комплексное соединение. Образование и существование комплексного соединения-предшественника иридия в растворе подтверждается наличием полос при 1700 и 1674 см-1, соответствующим связям С-O в оксалат-ионах, связанных с атомом иридия (фиг. 4).The solution of the precursor compound is highly stable during storage, there are no visible changes (color change, turbidity, precipitation) for at least 1 month. This is achieved due to the fact that iridium in solution is associated with oxalate ions in a complex compound. The formation and existence of the iridium precursor complex compound in solution is confirmed by the presence of bands at 1700 and 1674 cm -1 , corresponding to C — O bonds in oxalate ions bound to the iridium atom (Fig. 4).

Соединение-предшественник иридия разлагается на воздухе при температуре не более 290°С (фиг. 5). Продуктом разложения является IrO2, что подтверждается данными рентгенофазового анализа (фиг. 6).The iridium precursor compound decomposes in air at a temperature of not more than 290 ° C (Fig. 5). The decomposition product is IrO 2 , which is confirmed by the data of x-ray phase analysis (Fig. 6).

При нанесении растворов соединений предшественников с последующим высушиванием и отжигом формируется катализатор, в составе которого кристаллические фазы IrO2 и/или PtO2, PdO, Pt, и/или Pd, и/или Ir, и/или их сплав (см. пример 5, фиг. 7 и 8). Введение иридия приводит к образованию фазы PtO2, которой не наблюдалось при разложении соединения-предшественника [Pt(NH3)]4(NO3)2⋅2H2O и которая отсутствует в катализаторе на основе палладия и платины, не содержащей иридия. Наличие/присутствие этой фазы обеспечивает улучшение функциональных характеристик катализатора.When applying solutions of precursor compounds, followed by drying and annealing, a catalyst is formed, in which crystalline phases IrO 2 and / or PtO 2 , PdO, Pt, and / or Pd, and / or Ir, and / or their alloy (see example 5 , Fig. 7 and 8). The introduction of iridium leads to the formation of a PtO 2 phase, which was not observed upon decomposition of the precursor compound [Pt (NH 3 )] 4 (NO 3 ) 2 ⋅ 2H 2 O and which is absent in the catalyst based on palladium and platinum, which does not contain iridium. The presence / presence of this phase provides an improvement in the functional characteristics of the catalyst.

Концентрация растворов соединений-предшественников не имеет значения, поскольку эти растворы все равно высушивают, в результате чего происходит сначала их концентрирование и только потом полное удаление воды. При нанесении малого содержания металла может быть использована очень малая концентрация раствора, а верхний предел концентрации ограничен только растворимостью соединений-предшественников.The concentration of the solutions of the precursor compounds does not matter, since these solutions are still dried, as a result of which they are concentrated first and only then the water is completely removed. When applying a low metal content, a very low concentration of the solution can be used, and the upper concentration limit is limited only by the solubility of the precursor compounds.

Синтез катализатора с пониженной скоростью деградации, содержащего наночастицы металлов, сплавов и оксидных фаз иридия, палладия и платины, проводится с использованием растворов комплексных соединений-предшественников палладия и платины состава [Pd(NH3)4](NO3)2 и [Pr(NH3)4](NO3)2 и соединения-предшественника иридия. Для синтеза катализатора готовится водный раствор, содержащий [Pd(NH3)4](NO3)2 и [Pt(NH3)4](NO3)2, взятые в необходимом мольном соотношении, и раствор оксалатного комплекса иридия. Предпочтительным мольным соотношением Pt:Pd является 1:3, а предпочтительными концентрациями - 0,2 М для [Pt(NH3)4](NO3)2 и 0,6 М для [Pd(NH3)4](NO3)2. Затем готовят раствор соединения-предшественника иридия в протонном растворителе, предпочтительная концентрация составляет 0,2 М. Эти растворы наносят на пористый носитель поочередно и высушивают после каждого нанесения при температуре 120°С до достижения целевого содержания платины, палладия и иридия в составе катализатора. Оптимальное целевое содержание металлов лежит в диапазоне от 0,1 до 35 мол. %.The synthesis of a catalyst with a reduced rate of degradation containing nanoparticles of metals, alloys and oxide phases of iridium, palladium and platinum is carried out using solutions of the complex compounds of the precursors of palladium and platinum of the composition [Pd (NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 and [Pr ( NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 and iridium precursor compounds. For the synthesis of the catalyst, an aqueous solution is prepared containing [Pd (NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 and [Pt (NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 , taken in the required molar ratio, and a solution of the iridium oxalate complex. The preferred molar ratio of Pt: Pd is 1: 3 and the preferred concentrations are 0.2 M for [Pt (NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 and 0.6 M for [Pd (NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 . Then, a solution of the iridium precursor compound in a proton solvent is prepared, the preferred concentration is 0.2 M. These solutions are applied to the porous carrier in turn and dried after each application at a temperature of 120 ° C until the target content of platinum, palladium and iridium in the catalyst composition is reached. The optimal target metal content is in the range from 0.1 to 35 mol. %

После нанесения соединений-предшественников на пористый носитель проводят обжиг полученной композиции на воздухе. Преимущество использования данных соединений-предшественников заключается в том, что они разлагаются до оксидных и/или металлических фаз на воздухе при температурах 300-700°С. Это позволяет изготавливать катализатор путем одностадийной обработки на воздухе, минуя стадию восстановления платины, палладия и иридия до металлов. В случае изготовления катализаторов для чувствительных элементов термокаталитических сенсоров это преимущество позволяет наносить растворы соединений-предшественников непосредственно на пористый носитель, соединяющийся с нагревательным элементом, а затем проводить нагревание и разложение соединений-предшественников путем пропускания электрического тока через нагревательный элемент.After applying the precursor compounds to the porous carrier, the resulting composition is fired in air. The advantage of using these precursor compounds is that they decompose to oxide and / or metal phases in air at temperatures of 300-700 ° C. This allows the catalyst to be manufactured by a single-stage treatment in air, bypassing the stage of reduction of platinum, palladium and iridium to metals. In the case of the manufacture of catalysts for sensitive elements of thermocatalytic sensors, this advantage allows the application of solutions of precursor compounds directly on a porous carrier connected to a heating element, and then heating and decomposition of precursor compounds by passing an electric current through a heating element.

В случае создания термокаталитических сенсоров на основе катализатора улучшение функциональных характеристик катализатора выражается в том, что термокаталитический сенсор имеет более стабильный сигнал, значение которого устанавливается после определенного периода уменьшения сигнала. Следует отметить, что стабилизация сигнала наблюдается как при длительной эксплуатации термокаталитического сенсора, так и при чередовании периодов эксплуатации и хранения. В случае иридий-содержащего катализатора не происходит неконтролируемого повышения чувствительности сенсора после периода хранения (см. пример 8, фиг. 9).In the case of creating catalyst-based thermocatalytic sensors, an improvement in the functional characteristics of the catalyst is expressed in the fact that the thermocatalytic sensor has a more stable signal, the value of which is set after a certain period of signal decrease. It should be noted that signal stabilization is observed both during long-term operation of the thermocatalytic sensor, and during alternating periods of operation and storage. In the case of an iridium-containing catalyst, there is no uncontrolled increase in the sensitivity of the sensor after a storage period (see example 8, Fig. 9).

Ниже представлены примеры конкретного осуществления изобретения, которые иллюстрируют сущность изобретения, но никоим образом не ограничивают область его применения.The following are examples of specific embodiments of the invention, which illustrate the invention, but in no way limit its scope.

Пример 1Example 1

К 1 г Na2[TrCl6]⋅6Н2О, растворенного в 20 мл воды, добавили по каплям 10% водный раствор NaOH до рН=10, контролируя рН раствора при помощи рН-метра. Образовавшуюся суспензию гидратированного оксида иридия (IV) поместили в пластиковую емкость для центрифугирования и центрифугировали в течение 15 минут со скоростью 8000 об/мин, что привело к полному осаждению осадка гидратированного оксида иридия (IV) на дно емкости для центрифугирования. Находящийся над осадком маточный раствор осторожно слили, а осадок гидратированного оксида иридия (IV) диспергировали в 25 мл деионизированной воды путем перемешивания стеклянной палочкой и вновь повторили центрифугирование. Цикл, включающий диспергирование осадка, центрифугирование, сливание жидкости, повторяли 3 раза, затем диспергировали осадок гидратированного оксида иридия (IV) в 20 мл деионизированной воды.To 1 g of Na 2 [TrCl 6 ] ⋅6H 2 O dissolved in 20 ml of water was added dropwise a 10% aqueous NaOH solution to pH = 10, controlling the pH of the solution using a pH meter. The resulting suspension of hydrated iridium (IV) oxide was placed in a plastic centrifugation container and centrifuged for 15 minutes at a speed of 8000 rpm, which led to the complete precipitation of the hydrated iridium (IV) oxide precipitate on the bottom of the centrifugation vessel. The mother liquor above the precipitate was carefully drained, and the hydrated iridium (IV) oxide precipitate was dispersed in 25 ml of deionized water by stirring with a glass rod and centrifugation was repeated again. The cycle, including dispersion of the precipitate, centrifugation, draining the liquid, was repeated 3 times, then the precipitate of hydrated iridium (IV) oxide was dispersed in 20 ml of deionized water.

К 20 мл полученной суспензии гидратированного оксида иридия (IV) в деионизованной воде, содержащей 1,79⋅10-3 моль Ir, добавили раствор 1,2 г щавелевой кислоты в 12 мл воды и кипятили в течение 20 часов до полного растворения осадка гидратированного оксида иридия (IV). Раствор упарили до начала образования кристаллов Н2С2О4, охладили до 20°С и отфильтровали через стеклянный пористый фильтр №3. К фильтрату добавили 3 мл этилового спирта (95%), а затем объем довели деионизованной водой до 5 мл. Полученный раствор соединения-предшественника может быть разбавлен водой или этанолом до необходимой концентрации по иридию и использован для синтеза катализатора.To a 20 ml suspension of hydrated iridium (IV) oxide in deionized water containing 1.79 x 10 -3 mol Ir, a solution of 1.2 g of oxalic acid in 12 ml of water was added and boiled for 20 hours until the precipitate of hydrated oxide was completely dissolved iridium (IV). The solution was evaporated before the formation of H 2 C 2 O 4 crystals, cooled to 20 ° C and filtered through a No. 3 glass porous filter. 3 ml of ethyl alcohol (95%) was added to the filtrate, and then the volume was adjusted with deionized water to 5 ml. The resulting solution of the precursor compound can be diluted with water or ethanol to the desired iridium concentration and used to synthesize the catalyst.

Пример 2Example 2

К 0,53 г IrC13⋅xH2O, растворенного в 20 мл воды, добавили по каплям 10% водный раствор NaOH до рН=10, контролируя рН раствора при помощи рН-метра. Образовавшуюся суспензию гидроксида иридия (III) центрифугировали и промывали так же, как в примере 1, а после промывания диспергировали в 20 мл деионизированной воды.To 0.53 g of IrC1 3 ⋅xH 2 O dissolved in 20 ml of water was added dropwise a 10% aqueous NaOH solution to pH = 10, controlling the pH of the solution using a pH meter. The resulting suspension of iridium (III) hydroxide was centrifuged and washed as in Example 1, and after washing it was dispersed in 20 ml of deionized water.

К суспензии гидроксида иридия (III) в воде, содержащей 1,79⋅10-3 моль Ir добавили 12 мл водного раствора щавелевой кислоты, содержавшего раствор 1,2 г щавелевой кислоты в 12 мл воды, и кипятили в течение 20 часов до полного растворения осадка гидроксида иридия (III). Раствор упарили до начала образования кристаллов Н2С2О4, охладили до 20°С и отфильтровали через стеклянный пористый фильтр №3. К фильтрату добавили 10 мл этилового спирта (95%) и вновь упарили при температуре 30°С, в результате чего образовались кристаллы соединения-предшественника, которые отфильтровали на стеклянном пористом фильтре №3. Кристаллы соединения-предшественника иридия получили из этого раствора путем упаривания раствора при температуре 30°С, охлаждения до 0°С и фильтрования на стеклянном пористом фильтре №3.To a suspension of iridium (III) hydroxide in water containing 1.79-10 -3 mol Ir was added 12 ml of an aqueous solution of oxalic acid containing a solution of 1.2 g of oxalic acid in 12 ml of water, and boiled for 20 hours until completely dissolved iridium (III) hydroxide precipitate. The solution was evaporated before the formation of H 2 C 2 O 4 crystals, cooled to 20 ° C and filtered through a No. 3 glass porous filter. 10 ml of ethanol (95%) was added to the filtrate and evaporated again at a temperature of 30 ° С, as a result of which crystals of the precursor compound formed, which were filtered on a No. 3 glass porous filter. Crystals of the iridium precursor compound were obtained from this solution by evaporation of the solution at a temperature of 30 ° C, cooling to 0 ° C and filtering on a No. 3 glass porous filter.

Пример 3Example 3

Приготовление раствора соединений-предшественников, содержащего платину и палладий, заключается в растворении 0,067 г [Pd(NH3)4](NO3)2⋅H2O и 0,034 г [Pt(NH3)4](NO3)2⋅2H2O в протонном растворителе, в качестве которого использовали 10 мл воды.The preparation of a solution of precursor compounds containing platinum and palladium consists in dissolving 0.067 g of [Pd (NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 ⋅H 2 O and 0,034 g of [Pt (NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 ⋅ 2H 2 O in a protic solvent, which was used as 10 ml of water.

Пример 4Example 4

Приготовление раствора соединения-предшественника, содержащего иридий, заключается в том, что было взято 0,0341 г соединения, полученного в примере 2, и растворено в 10 мл воды.The preparation of a solution of the precursor compound containing iridium is that 0.0341 g of the compound obtained in Example 2 was taken and dissolved in 10 ml of water.

Пример 5Example 5

Образец катализатора с мольным соотношением Pt:Pd:Ir, равным 1:3:1, и мольным отношением металлов к носителю, равным 5%, получили путем поочередного нанесения раствора соединений-предшественников Pt и Pd и раствора соединения-предшественника Ir. На первом этапе приготовили водный раствор соединений-предшественников Pt и Pd (пример 3). Полученный раствор нанесли на 0,5 г пористого носителя, содержащего фазы θ-Al2O3 и γ-Al2O3, путем упаривания досуха полученной смеси с помощью роторного испарителя и сушки при температуре 80°С. Затем приготовили водный раствор соединения-предшественника иридия (пример 4) объемом 10 мл. Данный раствор нанесли на носитель из оксида алюминия с соединениями-предшественниками платины и палладия, полученный на первом этапе, путем упаривания досуха полученной смеси с помощью роторного испарителя и сушки при температуре 80°С. После этого провели термическую обработку порошка оксида алюминия с нанесенными на него соединениями-предшественниками металлов Pt, Pd и Ir следующим образом: сначала произвели кратковременный отжиг при температуре 670°С в течение 1 мин, затем длительный отжиг при температуре 450°С в течение 10 часов. По окончании эксперимента с термической обработкой был установлен фазовый состав данного образца, который включает в себя PdO, IrO2, PtO2 и металлическую фазу.A catalyst sample with a Pt: Pd: Ir molar ratio of 1: 3: 1 and a metal to carrier molar ratio of 5% was obtained by alternately applying a solution of Pt and Pd precursor compounds and a solution of Ir precursor compound. In the first step, an aqueous solution of the precursor compounds Pt and Pd was prepared (Example 3). The resulting solution was applied to 0.5 g of a porous carrier containing θ-Al 2 O 3 and γ-Al 2 O 3 phases by evaporation of the mixture obtained to dryness using a rotary evaporator and drying at 80 ° C. An aqueous solution of the iridium precursor compound (Example 4) was then prepared in a volume of 10 ml. This solution was applied onto an alumina support with the platinum and palladium precursor compounds obtained in the first step by evaporation of the resulting mixture by dryness using a rotary evaporator and drying at 80 ° C. After that, the alumina powder was heat treated with Pt, Pd, and Ir metal precursor compounds deposited on it as follows: first, short-term annealing at 670 ° C for 1 min, then long-term annealing at 450 ° C for 10 hours . At the end of the heat treatment experiment, the phase composition of this sample was established, which includes PdO, IrO 2 , PtO 2 and the metal phase.

Пример 6Example 6

Аналогичен примеру 5, отличие состоит с том, что изготовили катализатор с мольным соотношением Pt:Pd:Ir, равным 1:3:2, и общим мольным содержанием металлов, равным 5%. Качественно фазовый состав полученного образца катализатора идентичен фазовому составу катализатора из примера 5.Similar to example 5, the difference is that a catalyst was prepared with a molar ratio of Pt: Pd: Ir equal to 1: 3: 2 and a total molar content of metals equal to 5%. Qualitatively, the phase composition of the obtained catalyst sample is identical to the phase composition of the catalyst from example 5.

Пример 7Example 7

На чувствительный элемент термокаталитического сенсора горючих газов, керамическая оболочка платиновой измерительно-нагревательной спирали которого изготовлена из низкотемпературных модификаций Al2O3 - фаз θ-Al2O3 и γ-Al2O3, наносили поочередно по две капли водного раствора [Pd(NH3)4](NO3)2⋅H2O и [Pt(NH3)4](NO3)2⋅2H2O, содержащего 0,6 М Pd и 0,2 М Pt, и по две капли раствора соединения-предшественника иридия, содержащего 0,2 М Ir. Общее мольное содержание металлов в катализаторе составило 0,33 мол. %. В промежутках между нанесением капель чувствительный элемент высушивали при температуре 120°С. Затем чувствительный элемент нагревали до 700°С посредством пропускания электрического тока и выдерживали при 450°С в течение 28 суток.On the sensitive element of the thermocatalytic combustible gas sensor, the ceramic shell of the platinum measuring and heating coil of which is made of low-temperature modifications of Al 2 O 3 - phases θ-Al 2 O 3 and γ-Al 2 O 3 , two drops of an aqueous solution [Pd ( NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 ⋅H 2 O and [Pt (NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 ⋅ 2H 2 O containing 0.6 M Pd and 0.2 M Pt, and two drops each a solution of a precursor compound of iridium containing 0.2 M Ir. The total molar content of metals in the catalyst was 0.33 mol. % In the intervals between the application of the drops, the sensing element was dried at a temperature of 120 ° C. Then the sensing element was heated to 700 ° C by passing an electric current and kept at 450 ° C for 28 days.

Пример 8Example 8

Были проведены испытания эксплуатационных свойств серии из десяти ЧЭ, изготовленных способом, описанным в примере 7. Измерения проводили в атмосфере поверочной газовой метано-воздушной смеси, при этом рабочий ЧЭ (содержащий катализатор) и сравнительный ЧЭ (без катализатора) были подсоединены в мостовую схему Уитстона. Во время испытаний ЧЭ находились под напряжением; температура, при которой находился катализатор, составляла 430-470°С. Замер чувствительности проводили каждые 1-30 суток (фиг. 9).Tests of the performance properties of a series of ten CE made by the method described in Example 7 were carried out. The measurements were carried out in an atmosphere of a test gas methane-air mixture, while the working CE (containing the catalyst) and the comparative CE (without the catalyst) were connected to the Wheatstone bridge circuit . During the tests, the CEs were energized; the temperature at which the catalyst was 430-470 ° C. Sensitivity measurement was carried out every 1-30 days (Fig. 9).

На графике зависимости чувствительности от времени отчетливо видно, что на начальном этапе происходит падение чувствительности, связанное с тем, что состав и структура катализатора приходит в термодинамическое равновесие. Затем сигнал стабилизируется. Для стабилизации сигнала ЧЭ с иридий-содержащим катализатором необходимо старение в рабочем режиме в течение 28 дней, после которого падение чувствительности не превышает 9,7% в месяц или 0,3% в сутки. Стоит отметить, что указанные значения являются оценкой сверху, так как скорость падения чувствительности уменьшается со временем эксплуатации катализатора.The graph of the dependence of sensitivity on time clearly shows that at the initial stage there is a decrease in sensitivity due to the fact that the composition and structure of the catalyst comes into thermodynamic equilibrium. Then the signal is stabilized. To stabilize the SE signal with an iridium-containing catalyst, aging is necessary for 28 days, after which the sensitivity drop does not exceed 9.7% per month or 0.3% per day. It is worth noting that these values are an upper estimate, since the rate of decrease in sensitivity decreases with the time of operation of the catalyst.

Отчетливо видно, что сигнал ЧЭ с иридий-содержащим катализатором и сигнал ЧЭ с катализатором, изготовленным по стандартной технологии, который содержит PdO, Pt, Pd и/или их сплав, на начальном этапе в целом близки. Для прогнозирования значений чувствительности при длительных временах эксплуатации зависимости чувствительности от времени были аппроксимированы экспоненциальной функцией y=A⋅exp(-x/t)+у0. Из параметров этой функции была рассчитана скорость падения чувствительности и другие характеристики ЧЭ, приведенные в таблице 1. После выдержки ЧЭ, изготовленных по стандартной технологии, в течение 28 дней скорость уменьшения чувствительности составляет 25% в месяц или 0,8% в сутки, что значительно превышает соответствующие значения для ЧЭ с иридий-содержащим катализатором. Скорость уменьшения чувствительности после 28 дневного старения, усредненная за 1 год, для катализатора, содержащего иридий, составила 0,9% в месяц (0,03% в день), в то время как для образцов сравнения без иридия - 3,5% в месяц (0,11% в день).It is clearly seen that the SE signal with an iridium-containing catalyst and the SE signal with a catalyst manufactured using standard technology, which contains PdO, Pt, Pd and / or their alloy, are generally close at the initial stage. To predict the sensitivity values over long operating times, the dependences of sensitivity on time were approximated by the exponential function y = A⋅exp (-x / t) + у 0 . From the parameters of this function, we calculated the rate of decrease in sensitivity and other characteristics of CEs, shown in Table 1. After exposure to CEs made using standard technology for 28 days, the rate of decrease in sensitivity is 25% per month or 0.8% per day, which is significantly exceeds the corresponding values for ChE with an iridium-containing catalyst. The sensitivity reduction rate after 28 day aging, averaged over 1 year, for the catalyst containing iridium was 0.9% per month (0.03% per day), while for the reference samples without iridium - 3.5% in month (0.11% per day).

Figure 00000001
Figure 00000001

Следует также отметить преимущество ЧЭ с иридий-содержащим катализатором, которое выражается в том, что после длительного перерыва в эксплуатации значение чувствительности не изменяется, в то время как в случае ЧЭ с катализатором, не содержащим иридия, происходит увеличение чувствительности.It should also be noted the advantage of SE with an iridium-containing catalyst, which is expressed in the fact that after a long period of inactivity the sensitivity value does not change, while in the case of SE with an iridium-free catalyst, an increase in sensitivity occurs.

Claims (16)

1. Катализатор окисления горючих газов, характеризующийся тем, что он содержит наночастицы соединений благородных металлов, таких как платина, палладий и иридий, с мольным соотношением элементов (Pt+Pd):Ir, равным 1:x, где x изменяется в диапазоне от 0,02 до 0,67, нанесенных на пористый носитель с удельной площадью поверхности пор от 50 до 500 м2/г.1. The catalyst for the oxidation of combustible gases, characterized in that it contains nanoparticles of compounds of noble metals, such as platinum, palladium and iridium, with a molar ratio of elements (Pt + Pd): Ir equal to 1: x, where x varies in the range from 0 , 02 to 0.67 deposited on a porous carrier with a specific pore surface area of 50 to 500 m 2 / g. 2. Катализатор по п.1, характеризующийся тем, что использованы наночастицы соединений благородных металлов объемом менее 5⋅105 нм3.2. The catalyst according to claim 1, characterized in that the used nanoparticles of compounds of noble metals with a volume of less than 5 × 10 5 nm 3 . 3. Катализатор по п.1, характеризующийся тем, что мольное соотношение элементов Pt:Pd равно 1:y, где y изменяется от 2 до 4.3. The catalyst according to claim 1, characterized in that the molar ratio of the elements Pt: Pd is 1: y, where y varies from 2 to 4. 4. Катализатор по п.1, характеризующийся тем, что мольное отношение элементов составляет Pt:Pd:Ir=1:3:1.4. The catalyst according to claim 1, characterized in that the molar ratio of the elements is Pt: Pd: Ir = 1: 3: 1. 5. Катализатор по п.1, характеризующийся тем, что пористый носитель представляет собой Al2O3.5. The catalyst according to claim 1, characterized in that the porous carrier is Al 2 O 3 . 6. Катализатор по п.1, характеризующийся тем, что пористый носитель представляет собой низкотемпературные модификации Al2O3.6. The catalyst according to claim 1, characterized in that the porous carrier is a low-temperature modification of Al 2 O 3 . 7. Катализатор по п. 1, характеризующийся тем, что соединения благородных металлов, включают PdO, IrO2, PtO2 и/или Pt, и/или Pd, и/или Ir, и/или их сплав.7. The catalyst according to claim 1, characterized in that the compounds of noble metals include PdO, IrO 2 , PtO 2 and / or Pt, and / or Pd, and / or Ir, and / or their alloy. 8. Катализатор по п.1, характеризующийся тем, что общее суммарное содержание благородных металлов Pt, Pd и Ir в композиции, состоящей из катализатора и пористого носителя для катализатора, составляет от 0,01 до 35 мол. %.8. The catalyst according to claim 1, characterized in that the total total content of noble metals Pt, Pd and Ir in the composition consisting of a catalyst and a porous support for the catalyst is from 0.01 to 35 mol. % 9. Способ изготовления катализатора по п.1, включающий в себя приготовление водного раствора, содержащего соединения-предшественники платины и палладия, и раствора, содержащего соединение-предшественник иридия в протонном растворителе; поочередное нанесение этих растворов с сушкой после каждого нанесения при температуре 80-120°C до достижения общего суммарного содержания благородных металлов Pt, Pd и Ir в композиции, состоящей из катализатора и пористого носителя для катализатора, от 0,01 до 35 мол. % и прокалку полученного образца на воздухе при температуре не более 700°C до полного разложения соединений-предшественников до соединений платины, палладия и иридия, включающих в себя PdO, IrO2, PtO2 и/или Pt, и/или Pd, и/или Ir, и/или их сплав, при этом соединение-предшественник иридия включает оксалат-ионы и иридий(III) и его получают растворением гидратированного оксида иридия(IV) и/или гидроксида иридия(III) в растворе щавелевой кислоты с концентрацией от 10 до 50 мас. % в протонном растворителе.9. A method of manufacturing a catalyst according to claim 1, comprising preparing an aqueous solution containing platinum and palladium precursor compounds and a solution containing an iridium precursor compound in a protic solvent; alternately applying these solutions with drying after each application at a temperature of 80-120 ° C until the total total content of noble metals Pt, Pd and Ir in the composition consisting of a catalyst and a porous catalyst support is from 0.01 to 35 mol. % and calcining the obtained sample in air at a temperature of not more than 700 ° C until complete decomposition of the precursor compounds to platinum, palladium and iridium compounds, including PdO, IrO 2 , PtO 2 and / or Pt, and / or Pd, and / or Ir and / or their alloy, wherein the iridium precursor compound includes oxalate ions and iridium (III) and is prepared by dissolving hydrated iridium (IV) oxide and / or iridium (III) hydroxide in an oxalic acid solution with a concentration of 10 or more up to 50 wt. % in proton solvent. 10. Способ по п.9, характеризующийся тем, что используют растворы соединений-предшественников платины, палладия и иридия, стабильные, по меньшей мере, в течение 30 суток.10. The method according to claim 9, characterized in that use solutions of the compounds of the precursors of platinum, palladium and iridium, stable for at least 30 days. 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве соединений для приготовления растворов соединений-предшественников платины, палладия и иридия используют [Pt(NH3)4](NO3)2, [Pd(NH3)4](NO3)2, H3[Ir(C2O4)3].11. The method according to claim 9, characterized in that as the compounds for the preparation of solutions of the precursor compounds of platinum, palladium and iridium, [Pt (NH 3 ) 4 ] (NO 3 ) 2 , [Pd (NH 3 ) 4 ] ( NO 3 ) 2 , H 3 [Ir (C 2 O 4 ) 3 ]. 12. Способ по п.9, заключающийся в том, что в качестве протонного растворителя используют воду или смесь воды и этилового спирта с содержанием этилового спирта до 95 об. %.12. The method according to claim 9, which consists in the fact that as a proton solvent use water or a mixture of water and ethyl alcohol with an ethyl alcohol content of up to 95 vol. % 13. Способ по п.9, заключающийся в том, что щавелевая кислота взята, по меньшей мере, в 9-кратном мольном избытке по отношению к количеству моль иридия.13. The method according to claim 9, wherein the oxalic acid is taken in at least a 9-fold molar excess relative to the amount of mole of iridium. 14. Способ изготовления соединения-предшественника иридия для использования в способе по п.9, в состав которого входят оксалат-ионы и иридий(III), заключающийся в растворении гидратированного оксида иридия(IV) и/или гидроксида иридия(III) в растворе щавелевой кислоты с концентрацией от 10 до 50 мас. % в протонном растворителе.14. A method of manufacturing a precursor compound of iridium for use in the method according to claim 9, which includes oxalate ions and iridium (III), which consists in dissolving hydrated iridium (IV) oxide and / or iridium (III) hydroxide in an oxalic solution acid with a concentration of from 10 to 50 wt. % in proton solvent. 15. Способ по п.14, заключающийся в том, что щавелевая кислота взята, по меньшей мере, в 9-кратном мольном избытке по отношению к количеству моль иридия.15. The method according to 14, which consists in the fact that oxalic acid is taken in at least a 9-fold molar excess relative to the number of moles of iridium. 16. Способ по п.14, заключающийся в том, что в качестве протонного растворителя используют воду или смесь воды и этилового спирта с содержанием этилового спирта до 95 об. %.16. The method according to 14, which consists in the fact that as a proton solvent use water or a mixture of water and ethyl alcohol with an ethyl alcohol content of up to 95 vol. %
RU2016137138A 2016-09-16 2016-09-16 Catalyst of oxidating combustible gases, method of its production and method of synthesis of iridium-containing connection-predecessor RU2635111C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016137138A RU2635111C1 (en) 2016-09-16 2016-09-16 Catalyst of oxidating combustible gases, method of its production and method of synthesis of iridium-containing connection-predecessor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016137138A RU2635111C1 (en) 2016-09-16 2016-09-16 Catalyst of oxidating combustible gases, method of its production and method of synthesis of iridium-containing connection-predecessor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2635111C1 true RU2635111C1 (en) 2017-11-09

Family

ID=60263652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016137138A RU2635111C1 (en) 2016-09-16 2016-09-16 Catalyst of oxidating combustible gases, method of its production and method of synthesis of iridium-containing connection-predecessor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2635111C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3718578A (en) * 1970-02-20 1973-02-27 Chevron Res Reforming with a platinum-tin-iridium catalyst
RU2022643C1 (en) * 1989-12-09 1994-11-15 Дегусса Аг Catalyst for diesel motors exhaust purification by oxidation
RU2065766C1 (en) * 1990-11-26 1996-08-27 Каталитика, Инк. Structure of catalyst with one-piece heat-exchange surfaces
WO2002078840A1 (en) * 2001-03-29 2002-10-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Catalyst for reforming hydrocarbon and method for preparation thereof, and process for reforming hydrocarbon using said catalyst
WO2014136279A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-12 大阪瓦斯株式会社 Reforming catalyst for hydrocarbon compounds, and production method therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3718578A (en) * 1970-02-20 1973-02-27 Chevron Res Reforming with a platinum-tin-iridium catalyst
RU2022643C1 (en) * 1989-12-09 1994-11-15 Дегусса Аг Catalyst for diesel motors exhaust purification by oxidation
RU2065766C1 (en) * 1990-11-26 1996-08-27 Каталитика, Инк. Structure of catalyst with one-piece heat-exchange surfaces
WO2002078840A1 (en) * 2001-03-29 2002-10-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Catalyst for reforming hydrocarbon and method for preparation thereof, and process for reforming hydrocarbon using said catalyst
WO2014136279A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-12 大阪瓦斯株式会社 Reforming catalyst for hydrocarbon compounds, and production method therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101286799B1 (en) Composition including a lanthanum perovskite on an alumina or aluminium oxyhydroxide substrate, preparation method and use in catalysis
US9707543B2 (en) Exhaust-gas-purification catalyst carrier
CN102502794B (en) Preparation method of porous nano tin dioxide
US5851947A (en) Incorporation of noble metals into aerogels
US20240092814A1 (en) WATER-SOLUBLE Pd(II) COMPLEX, METHOD FOR SYNTHESIZING SAME, AND USE THEREOF AS CATALYTIC PRECURSOR
JP2008020411A (en) Manufacturing method for tin oxide gas sensor and tin oxide gas sensor
NO178854B (en) Cerium oxide and process for its preparation
CN102658137B (en) Cerium-zirconium-palladium nano powder catalyst and preparation and application thereof
JP5971136B2 (en) Carbon monoxide oxidation catalyst, method for producing the same, and method for removing carbon monoxide from gas
RU2635111C1 (en) Catalyst of oxidating combustible gases, method of its production and method of synthesis of iridium-containing connection-predecessor
García-Moncada et al. Boosting water activation determining-step in WGS reaction on structured catalyst by Mo-doping
Hosokawa et al. Effect of the preparation conditions of Ru/CeO 2 catalysts for the liquid phase oxidation of benzyl alcohol
CN109195916B (en) Preparation method of mesoporous zirconium-based mixed oxide
JP2013169480A (en) Methane oxidation catalyst and method of manufacturing the same
EA028838B1 (en) Electrochemical catalysis system
Choya et al. On the effect of the synthesis route of the support in Co3O4/CeO2 catalysts for the complete oxidation of methane
Mamedov et al. Surface-Related Factors Affecting the Photocatalytic Process of Semiconductor Oxides: Ceria and Titania
Liu Synthesis of ZnO nanowires and applications as gas sensors
RU2637120C1 (en) Method of producing metal-applied catalyst for process of photocatalytic oxidation of carbon monoxide
Gennari et al. IR investigation of the interaction of deuterium with Ce0. 6Zr0. 4O2 and Cl-doped Ce0. 6Zr0. 4O2
JP2004057868A (en) Catalyst for oxidizing hydrocarbon in exhaust gas and method of oxidizing and removing hydrocarbon in exhaust gas
RU2565423C1 (en) Platinum oxoacetate compounds for producing heterogeneous catalysts
US20230372902A1 (en) Tin co-doped mixed oxides for use in three way catalysis
CN110394173B (en) Nitrogen oxide storage material and exhaust gas purification method
KR102240551B1 (en) Nitrogen oxide storage material and exhaust gas purification method