RU2804157C1 - Catalyst manufacturing method and catalyst - Google Patents

Catalyst manufacturing method and catalyst Download PDF

Info

Publication number
RU2804157C1
RU2804157C1 RU2022108856A RU2022108856A RU2804157C1 RU 2804157 C1 RU2804157 C1 RU 2804157C1 RU 2022108856 A RU2022108856 A RU 2022108856A RU 2022108856 A RU2022108856 A RU 2022108856A RU 2804157 C1 RU2804157 C1 RU 2804157C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
layer
catalyst
metal carrier
intermediate layer
Prior art date
Application number
RU2022108856A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Михайлович Тушканов
Виктор Викторович Кедров
Вячеслав Николаевич Борщ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Экострим"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Экострим" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Экострим"
Application granted granted Critical
Publication of RU2804157C1 publication Critical patent/RU2804157C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemical industry.
SUBSTANCE: invention is related to a method for manufacturing of a catalyst and can be used in the process of catalytic oxidation of ammonia. A method for manufacturing a catalyst, in which a layer of metal oxides that are part of the metal support is produced on the surface of a metal support by high-temperature annealing in an oxygen-containing environment, and then an intermediate layer of metal oxides and a catalytic layer are applied, while using a metal support made of fechral, and before applying the intermediate layer, the surface of the metal carrier annealed in an oxygen-containing medium is treated with an aqueous solution of a boron-containing reagent and then the metal carrier is additionally annealed. The invention is also related to a catalyst for oxidation of ammonia produced by the specified method.
EFFECT: increase of adhesive interaction between the metal carrier and the intermediate layer of the catalyst.
10 cl, 2 dwg, 2 ex

Description

Группа изобретений относится к катализаторам и может быть применена в процессе каталитического окисления аммиака и восстановления оксидов азота при производстве азотной кислоты, а также для других окислительно-восстановительных процессов в отрасли химической промышленности.The group of inventions relates to catalysts and can be used in the process of catalytic oxidation of ammonia and reduction of nitrogen oxides in the production of nitric acid, as well as for other redox processes in the chemical industry.

В качестве прототипа выбран способ изготовления катализатора и катализатор, при этом в процессе осуществления способа на поверхности металлического носителя посредством высокотемпературного отжига в кислородсодержащей среде получают слой из оксидов металлов, входящих в состав металлического носителя, а затем наносят промежуточный слой из оксидов металлов и каталитический слой, а катализатор содержит металлический носитель, на котором последовательно расположены промежуточный слой из оксидов металлов и каталитический слой, при этом между металлическим носителем и промежуточным слоем расположен слой из оксидов металлов, входящих в состав металлического носителя [RU 2378051 C1, дата публикации: 10.01.2010 г., МПК: B01J 23/40; G02B 37/025].As a prototype, a method for manufacturing a catalyst and a catalyst were selected, while in the process of implementing the method, a layer of metal oxides included in the metal carrier is obtained on the surface of a metal carrier by high-temperature annealing in an oxygen-containing environment, and then an intermediate layer of metal oxides and a catalytic layer are applied, and the catalyst contains a metal carrier, on which an intermediate layer of metal oxides and a catalytic layer are sequentially located, and between the metal carrier and the intermediate layer there is a layer of metal oxides that are part of the metal carrier [RU 2378051 C1, publication date: 01/10/2010 ., IPC: B01J 23/40; G02B 37/025].

Недостатком прототипа является слабое адгезионное взаимодействие между промежуточным слоем и слоем из оксидов металлов, полученным путем высокотемпературного отжига металлического носителя. Вследствие этого при эксплуатации катализатора в условиях длительного высокотемпературного и вибрационного воздействий может произойти отслоение промежуточного слоя вместе с каталитическим слоем, что негативно повлияет на рабочий ресурс катализатора, в результате чего существенно ухудшится его надежность.The disadvantage of the prototype is the weak adhesion interaction between the intermediate layer and the layer of metal oxides obtained by high-temperature annealing of the metal carrier. As a result, when the catalyst is operated under conditions of prolonged high temperature and vibration, the intermediate layer may peel off along with the catalytic layer, which will negatively affect the working life of the catalyst, resulting in a significant deterioration in its reliability.

Техническая проблема, на решение которой направлена группа изобретений, заключается в необходимости повышения надежности катализатора.The technical problem that the group of inventions is aimed at solving is the need to improve the reliability of the catalyst.

Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в повышении адгезионного взаимодействия между металлическим носителем и промежуточным слоем катализатора.The technical result that the group of inventions is aimed at achieving is to increase the adhesive interaction between the metal carrier and the intermediate layer of the catalyst.

Сущность первого изобретения из группы изобретений заключается в следующем.The essence of the first invention from the group of inventions is as follows.

Способ изготовления катализатора, при осуществлении которого на поверхности металлического носителя посредством высокотемпературного отжига в кислородсодержащей среде получают слой из оксидов металлов, входящих в состав металлического носителя, а затем наносят промежуточный слой из оксидов металлов и каталитический слой. В отличие от прототипа перед нанесением промежуточного слоя поверхность отожженного в кислородсодержащей среде металлического носителя обрабатывают водным раствором борсодержащего реагента и затем производят дополнительный отжиг металлического носителя.A method of producing a catalyst, in which a layer of metal oxides that are part of the metal carrier is formed on the surface of a metal support by high-temperature annealing in an oxygen-containing environment, and then an intermediate layer of metal oxides and a catalytic layer are applied. Unlike the prototype, before applying the intermediate layer, the surface of the metal carrier annealed in an oxygen-containing environment is treated with an aqueous solution of a boron-containing reagent and then additional annealing of the metal carrier is performed.

Сущность второго изобретения из группы изобретений заключается в следующем.The essence of the second invention from the group of inventions is as follows.

Катализатор содержит металлический носитель, на котором последовательно расположены промежуточный слой из оксидов металлов и каталитический слой. В отличие от прототипа между поверхностью металлического носителя и промежуточным слоем расположен слой, содержащий бораты металлов.The catalyst contains a metal support on which an intermediate layer of metal oxides and a catalytic layer are successively located. Unlike the prototype, between the surface of the metal carrier and the intermediate layer there is a layer containing metal borates.

Металлический носитель обеспечивает несущую функцию катализатора и представляет собой основу для нанесения промежуточного и каталитического слоев. Металлический носитель может быть представлен в виде Fe, Cr, Al жаропрочными сплавами на их основе и может быть выполнен в виде сетки, фольги, пластин с отверстиями и иных аналогичных конструкций.The metal carrier provides the supporting function of the catalyst and represents the basis for applying the intermediate and catalytic layers. The metal carrier can be presented in the form of Fe, Cr, Al, heat-resistant alloys based on them and can be made in the form of mesh, foil, plates with holes and other similar structures.

Каталитический слой обеспечивает окисление аммиака при производстве азотной кислоты, а также проведение различных окислительно-восстановительных процессов в других отраслях химической промышленности. Каталитический слой может содержать как металлы платиновой группы (Pt, Pd, Ir, Ru и Rh), так и их композиции со сложными оксидами.The catalytic layer ensures the oxidation of ammonia during the production of nitric acid, as well as various redox processes in other branches of the chemical industry. The catalytic layer can contain both platinum group metals (Pt, Pd, Ir, Ru and Rh) and their compositions with complex oxides.

Промежуточный слой из оксидов металлов обеспечивает удержание каталитического слоя на металлическом носителе, а также позволяет увеличить удельную площадь поверхности каталитического слоя. Данные функции обеспечиваются за счет морфологического строения оксидов металлов, а именно за счет развитой поверхности и высокого уровня адгезионного взаимодействия. Оксиды металлов могут быть представлены оксидами алюминия, церия, циркония, лантана, бария или их смесями.Intermediate layer of metal oxides ensures retention of the catalytic layer on the metal carrier, and also allows you to increase the specific surface area of the catalytic layer. These functions are provided due to the morphological structure of metal oxides, namely due to the developed surface and a high level of adhesive interaction. Metal oxides can be represented by oxides of aluminum, cerium, zirconium, lanthanum, barium or mixtures thereof.

Слой, содержащий бораты металлов и полученный путем нанесения водного раствора борсодержащего реагента с последующим дополнительным отжигом, расположен между металлическим носителем и промежуточным слоем. В силу морфологического строения слой, содержащий бораты металлов, имеет высокий уровень адгезионного взаимодействия, а также обладает повышенной прочностью по сравнению со слоем из оксида металлов, что позволяет повысить адгезионное взаимодействие между металлическим носителем и промежуточным слоем катализатора.A layer containing metal borates and obtained by applying an aqueous solution of a boron-containing reagent followed by additional annealing is located between the metal carrier and the intermediate layer. Due to its morphological structure, a layer containing metal borates has a high level of adhesive interaction and also has increased strength compared to a layer of metal oxide, which allows increasing the adhesive interaction between the metal carrier and the intermediate layer of the catalyst.

Высокотемпературный отжиг металлического носителя в кислородосодержащей среде обеспечивает образование на его поверхности слоя оксидов металлов, входящих в состав металлического носителя. Это позволяет увеличить шероховатость поверхности металлического носителя для последующего нанесения промежуточного слоя. Высокотемпературный отжиг может быть проведен при температуре 900-1100°С. Выход за верхнюю границу диапазона приведет к увеличению толщины оксидного слоя и ухудшению его сцепления с металлическим носителем, в результате чего ухудшится адгезионное взаимодействие между металлическим носителем и промежуточным слоем катализатора. Кроме того, ряд нежаропрочных сплавов не может быть подвергнут отжигу при температуре выше 1100°С. Выход за нижнюю границу диапазона приведет к тому, что толщина и равномерность оксидного слоя будет недостаточной для образования сплошного оксидного слоя необходимой толщины, причем структура и толщина этого слоя будет претерпевать изменения в ходе эксплуатации катализатора, что также негативно скажется на адгезионном взаимодействии между металлическим носителем и промежуточным слоем катализатора. Конкретный диапазон температур отжига зависит от материала металлического носителя и времени, в течение которого осуществляется отжиг. Например, в случае если металлический носитель выполнен из фехраля, высокотемпературный отжиг могут проводить при температуре 900°С в течение 10 часов или при температуре 1000-1100°С в течение 1,5-2 часов. При этом толщина образовавшегося на поверхности фехраля оксидного слоя может достигать 5-6 мкм.High-temperature annealing of a metal carrier in an oxygen-containing environment ensures the formation on its surface of a layer of metal oxides that are part of the metal carrier. This makes it possible to increase the surface roughness of the metal carrier for the subsequent application of an intermediate layer. High temperature annealing can be carried out at a temperature of 900-1100°C. Going beyond the upper limit of the range will lead to an increase in the thickness of the oxide layer and a deterioration in its adhesion to the metal carrier, as a result of which the adhesive interaction between the metal carrier and the intermediate layer of the catalyst will deteriorate. In addition, a number of non-heat-resistant alloys cannot be annealed at temperatures above 1100°C. Going beyond the lower limit of the range will lead to the fact that the thickness and uniformity of the oxide layer will be insufficient to form a continuous oxide layer of the required thickness, and the structure and thickness of this layer will undergo changes during the operation of the catalyst, which will also negatively affect the adhesive interaction between the metal carrier and intermediate layer of catalyst. The specific annealing temperature range depends on the metal support material and the time for which the annealing occurs. For example, if the metal carrier is made of fechral, high-temperature annealing can be carried out at a temperature of 900°C for 10 hours or at a temperature of 1000-1100°C for 1.5-2 hours. In this case, the thickness of the oxide layer formed on the surface of the fechral can reach 5-6 microns.

Создание слоя, содержащего бораты металлов, осуществляют путем обработки поверхности отожженного в кислородсодержащей среде металлического носителя водным раствором борсодержащего реагента с последующим дополнительным отжигом металлического носителя.The creation of a layer containing metal borates is carried out by treating the surface of a metal carrier annealed in an oxygen-containing environment with an aqueous solution of a boron-containing reagent, followed by additional annealing of the metal carrier.

Обработку раствором борсодержащего реагента могут осуществлять путем погружения металлического носителя в емкость с раствором борсодержащего реагента или путем его нанесения на поверхность металлического носителя при помощи кисти. В качестве борсодержащего реагента может быть использована борная кислота (H3BO3) или растворы, содержащие борный ангидрид (B2O3), или растворимые бораты металлов, например, Me2B4O7.Treatment with a solution of a boron-containing reagent can be carried out by immersing the metal carrier in a container with a solution of a boron-containing reagent or by applying it to the surface of the metal carrier using a brush. Boric acid (H 3 BO 3 ) or solutions containing boric anhydride (B 2 O 3 ), or soluble metal borates, for example, Me 2 B 4 O 7 can be used as a boron-containing reagent.

Дополнительный отжиг металлического носителя обеспечивает реакцию слоя из оксидов металлов, полученного на поверхности металлического носителя, с борсодержащим реагентом, в результате чего оксидный слой преобразуется в слой, содержащий бораты металлов, например, по реакции Fe2O32О3=2FeBO3.Additional annealing of the metal support ensures the reaction of a layer of metal oxides obtained on the surface of the metal support with a boron-containing reagent, as a result of which the oxide layer is converted into a layer containing metal borates, for example, by the reaction Fe 2 O 3 + B 2 O 3 = 2FeBO 3 .

Дополнительный отжиг осуществляют при температурах, превышающих температуру плавления борсодержащего реагента и обеспечивающих высокие скорости взаимодействия оксидов с расплавами реагентов. Например, при 800-900°С преобразование оксидного слоя в слой, содержащий бораты, происходит в течение 0,15-0,5 часа.Additional annealing is carried out at temperatures exceeding the melting point of the boron-containing reagent and ensuring high rates of interaction of oxides with reagent melts. For example, at 800-900°C, the transformation of the oxide layer into a layer containing borates occurs within 0.15-0.5 hours.

Для повышения эффективности образования слоя, содержащего бораты металлов, после обработки водным раствором борсодержащего реагента производят сушку металлического носителя при температуре 100-120°С в течение 0,5 часа.To increase the efficiency of formation of a layer containing metal borates, after treatment with an aqueous solution of a boron-containing reagent, the metal carrier is dried at a temperature of 100-120°C for 0.5 hours.

Промежуточный слой из оксида металлов может быть нанесен любыми известными методами, при которых на поверхности металлического носителя образуется слой из одного или нескольких оксидов металлов, вследствие чего обеспечивается удержание каталитического слоя на металлическом носителе. Например, промежуточный слой может быть создан путем нанесения оксидов металлов из золя, суспензии или геля, содержащего ПАВ, с последующей сушкой и высокотемпературной обработкой.The intermediate metal oxide layer can be applied by any known methods in which a layer of one or more metal oxides is formed on the surface of the metal support, thereby ensuring retention of the catalytic layer on the metal support. For example, the intermediate layer can be created by depositing metal oxides from a sol, suspension or gel containing a surfactant, followed by drying and high temperature treatment.

Каталитический слой может быть нанесен любыми известными методами, например, методом плазменного напыления на промежуточный слой, диспергирования металлов платиновой группы в промежуточном слое при его нанесении или путем нанесения водного раствора, содержащего металлы платиновой группы с последующей сушкой.The catalytic layer can be applied by any known methods, for example, by plasma spraying onto the intermediate layer, dispersing platinum group metals in the intermediate layer during its application, or by applying an aqueous solution containing platinum group metals followed by drying.

Группа изобретений может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».A group of inventions can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the patentability criterion of “industrial applicability”.

Группа изобретений характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что перед нанесением промежуточного слоя поверхность отожженного в кислородсодержащей среде металлического носителя обрабатывают водным раствором борсодержащего реагента и затем производят дополнительный отжиг металлического носителя. Это позволяет преобразовать слой из оксидов металлов, расположенный на поверхности металлического носителя, в слой, содержащий бораты металлов, что приводит к улучшению сцепления поверхности металлического носителя с промежуточным слоем катализатора.The group of inventions is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, characterized in that before applying the intermediate layer, the surface of the metal carrier annealed in an oxygen-containing environment is treated with an aqueous solution of a boron-containing reagent and then additional annealing of the metal carrier is performed. This allows the layer of metal oxides located on the surface of the metal support to be converted into a layer containing metal borates, which leads to improved adhesion of the surface of the metal support to the intermediate catalyst layer.

Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении адгезионного взаимодействия между металлическим носителем и промежуточным слоем катализатора, тем самым повышается его надежность.This ensures the achievement of a technical result, which consists in increasing the adhesive interaction between the metal carrier and the intermediate layer of the catalyst, thereby increasing its reliability.

Группа изобретений обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».The group of inventions has a set of essential features previously unknown from the prior art, which indicates its compliance with the “novelty” patentability criterion.

Из уровня техники известен способ изготовления катализатора, включающий этап высокотемпературного отжига металлического носителя в кислородсодержащей среде и этапы нанесения промежуточного и каталитического слоев, а также катализатор, полученный при осуществлении данного способа.A method of producing a catalyst is known from the prior art, including the stage of high-temperature annealing of a metal carrier in an oxygen-containing environment and the stages of applying an intermediate and catalytic layer, as well as the catalyst obtained by implementing this method.

Однако из уровня техники не известен способ изготовления катализатора, включающий создание слоя, содержащего бораты металлов и расположенного между металлическим носителем и промежуточным слоем, путем обработки отожженного в кислородсодержащей среде металлического носителя водным раствором борсодержащего реагента с дополнительным отжигом, а также не известен эффект, заключающийся в повышении адгезии между металлическим носителем и промежуточным слоем катализатора.However, the prior art does not know a method for manufacturing a catalyst, including creating a layer containing metal borates and located between a metal carrier and an intermediate layer, by treating a metal carrier annealed in an oxygen-containing environment with an aqueous solution of a boron-containing reagent with additional annealing, and the effect that increasing adhesion between the metal support and the intermediate catalyst layer.

Ввиду этого группа изобретений соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».In view of this, the group of inventions meets the patentability criterion of “inventive step”.

Изобретения из группы изобретений связаны между собой и образуют единый изобретательский замысел, который заключается в том, что при помощи способа изготовления катализатора осуществляется изготовление катализатора, что свидетельствует о соответствии группы изобретений критерию патентоспособности «единство изобретения».The inventions from the group of inventions are interconnected and form a single inventive concept, which consists in the fact that using a method for manufacturing a catalyst, a catalyst is manufactured, which indicates that the group of inventions meets the patentability criterion of “unity of invention.”

Группа изобретений поясняется следующими фигурами.The group of inventions is illustrated by the following figures.

Фиг. 1 - Фрагмент проволоки сетки катализатора, продольный разрез.Fig. 1 - Fragment of catalyst mesh wire, longitudinal section.

Фиг. 2 - Таблица испытаний внешнего вида поверхности сеток катализаторов, полученных по визуальной оценке.Fig. 2 - Table of tests of the appearance of the surface of catalyst meshes obtained by visual assessment.

Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути группы изобретений ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая группа изобретений ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.To illustrate the possibility of implementation and a more complete understanding of the essence of the group of inventions, a variant of its implementation is presented below, which can be changed or supplemented in any way, while the present group of inventions is in no way limited to the presented variant.

Катализатор содержит последовательно расположенные металлический носитель 1, промежуточный слой 2 из оксида металлов и каталитический слой 3. При этом между металлическим носителем 1, выполненным в виде сетки 1 и промежуточным слоем 2 расположен слой 4, содержащий бораты металлов.The catalyst contains a sequentially arranged metal carrier 1, an intermediate layer 2 of metal oxide and a catalytic layer 3. Moreover, between the metal carrier 1, made in the form of a mesh 1 and the intermediate layer 2, there is a layer 4 containing metal borates.

Группа изобретений работает следующим образом.The group of inventions works as follows.

Сетку 1 из фехраля с ячейками 0,5×0,5 мм и диаметром проволок 0,3 мм подвергают отжигу на воздухе при температуре 900°С в течение 10 часов, в результате чего поверхность сетки обогащается оксидами металлов (оксидами железа, хрома и алюминия), преимущественно оксидами алюминия (Al2O3).Fechral mesh 1 with cells 0.5×0.5 mm and wire diameter 0.3 mm is annealed in air at a temperature of 900°C for 10 hours, as a result of which the surface of the mesh is enriched with metal oxides (oxides of iron, chromium and aluminum ), mainly aluminum oxides (Al 2 O 3 ).

После этого поверхность сетки 1 обрабатывают раствором 3% борной кислоты (H3BO3), сушат при температуре 100-120°С в течение 0,5 часа и производят дополнительный отжиг на воздухе при температуре 800°С в течение 0,5 часа. В процессе отжига борная кислота (H3BO3) диссоциирует на воду (H2O) и расплав борного ангидрида (B2O3), который при взаимодействии с оксидами металлов на поверхности сетки 1 образует слой 4, содержащий бораты этих металлов.After this, the surface of mesh 1 is treated with a solution of 3% boric acid (H 3 BO 3 ), dried at a temperature of 100-120°C for 0.5 hours and additionally annealed in air at a temperature of 800°C for 0.5 hours. During the annealing process, boric acid (H 3 BO 3 ) dissociates into water (H 2 O) and a molten boric anhydride (B 2 O 3 ), which, when interacting with metal oxides on the surface of the grid 1, forms a layer 4 containing borates of these metals.

На обработанную таким образом сетку наносили промежуточный слой 2 из суспензии следующего состава:An intermediate layer 2 from a suspension of the following composition was applied to the mesh treated in this way:

- бемит: 20-25 масс. %;- boehmite: 20-25 wt. %;

- Al(NO3)3⋅9H2O: 8-12 масс. %;- Al(NO 3 ) 3 ⋅9H 2 O: 8-12 wt. %;

- Ce(NO3)3⋅9H2O: 2-3 масс. %;- Ce(NO 3 ) 3 ⋅9H 2 O: 2-3 wt. %;

- агароза: 0,02-0,04 масс. %;- agarose: 0.02-0.04 wt. %;

- вода: остальное.- water: the rest.

После нанесения суспензии сетку сушили при температуре 100-120°С и прокаливали при 400-600°С в токе воздуха.After applying the suspension, the mesh was dried at a temperature of 100-120°C and calcined at 400-600°C in a stream of air.

После нанесения промежуточного слоя 2 сетку пропитывали по влагоемкости промежуточного слоя водными растворами H2PtCl6, PdCl2 или RhCl3, сушили при температуре 100-120°С в течение 2 часов, прокаливали при 400°С два часа, получая каталитический слой 3 на поверхности катализатора.After applying the intermediate layer 2, the mesh was impregnated according to the moisture capacity of the intermediate layer with aqueous solutions of H 2 PtCl 6 , PdCl 2 or RhCl 3 , dried at a temperature of 100-120°C for 2 hours, calcined at 400°C for two hours, obtaining a catalytic layer 3 catalyst surface.

Для демонстрации осуществления группы изобретений катализатор, полученный указанным выше способом, испытывали методом изгиба вокруг цилиндрического стержня в соответствии с ГОСТ Р 52740-2007.To demonstrate the implementation of a group of inventions, the catalyst obtained by the above method was tested by bending around a cylindrical rod in accordance with GOST R 52740-2007.

Испытание проводили методом изгиба вокруг цилиндрического стержня в приборе типа 1 в соответствии с ГОСТ Р 52740-2007. Брали сетки, выполненные из фехралевой проволоки марки Х23Ю5Т с диаметром 0,3 мм и наносили на них промежуточный слой. После этого на сетки наносили лакокрасочный материал согласно ГОСТ Р 52740-2007 и изгибали в приборе типа 1, используя стальные цилиндрические стержни различного диаметра: 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25 и 32 мм с точностью ±0,1 мм. Сразу после извлечения сеток из прибора типа 1 покрытие в месте изгиба проволоки осматривали при хорошем освещении с помощью микроскопа МБИ-2 для обнаружения образовавшихся трещин и/или отслаивания покрытия от поверхности.The test was carried out by bending around a cylindrical rod in a type 1 device in accordance with GOST R 52740-2007. We took meshes made of fechral wire grade X23Yu5T with a diameter of 0.3 mm and applied an intermediate layer to them. After this, paint and varnish material was applied to the meshes in accordance with GOST R 52740-2007 and bent in a type 1 device using steel cylindrical rods of various diameters: 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25 and 32 mm with an accuracy of ±0.1 mm. Immediately after removing the meshes from the type 1 device, the coating at the place where the wire was bent was examined under good lighting using an MBI-2 microscope to detect cracks that had formed and/or peeling of the coating from the surface.

Прототип.Prototype.

Катализатор по прототипу, содержащий металлический носитель, на котором последовательно расположены промежуточный слой из оксида алюминия и каталитический слой, при этом промежуточный слой нанесен из геля, в составе которого присутствует ПАВ.A prototype catalyst containing a metal carrier on which an intermediate layer of aluminum oxide and a catalytic layer are sequentially located, and the intermediate layer is applied from a gel containing a surfactant.

Пример 1Example 1

Катализатор по группе изобретений, в котором слой, содержащий бораты металлов, получен путем нанесения 3% раствора борной кислоты на отожженный в кислородосодержащей среде металлический носитель и последующим дополнительным отжигом при 800°C в течение 30 мин.A catalyst according to a group of inventions, in which a layer containing metal borates is obtained by applying a 3% boric acid solution to a metal support annealed in an oxygen-containing environment and subsequent additional annealing at 800°C for 30 minutes.

Пример 2Example 2

Катализатор по группе изобретений, в котором слой, содержащий бораты металлов, получен путем нанесения водного раствора, содержащего 4% буры (Na2B4O7), на отожженный в кислородосодержащей среде металлический носитель и последующим дополнительным отжигом при 850°C в течение 20 мин.A catalyst according to a group of inventions, in which a layer containing metal borates is obtained by applying an aqueous solution containing 4% borax (Na 2 B 4 O 7 ) onto a metal support annealed in an oxygen-containing environment and subsequent additional annealing at 850°C for 20 min.

Результаты испытаний, представленные на Фиг. 1, показали, что при изгибе сетки по примерам 1 и 2 вокруг стержня с наименьшим диаметром, равным 4 мм, покрытие остается целостным, без образования трещин и отслаивания, в то время как для такой же проволоки, изготовленной по прототипу, где отсутствует слой, содержащий бораты металлов, между сеткой и промежуточным слоем, характерно неравномерное частичное отслоение покрытия при диаметрах цилиндрического стержня 5 мм и 6 мм. Это свидетельствует о повышении адгезионного взаимодействия между металлическим носителем и промежуточным слоем катализатора.The test results presented in Fig. 1 showed that when the mesh is bent according to examples 1 and 2 around a rod with the smallest diameter equal to 4 mm, the coating remains intact, without cracking or peeling, while for the same wire made according to the prototype, where there is no layer, containing metal borates, between the mesh and the intermediate layer, characterized by uneven partial peeling of the coating with cylindrical rod diameters of 5 mm and 6 mm. This indicates an increase in the adhesive interaction between the metal support and the intermediate catalyst layer.

Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в повышении адгезионного взаимодействия между металлическим носителем и промежуточным слоем катализатора, тем самым повышается его надежность.Thus, a technical result is achieved, which consists in increasing the adhesive interaction between the metal carrier and the intermediate layer of the catalyst, thereby increasing its reliability.

Claims (10)

1. Способ изготовления катализатора, при осуществлении которого на поверхности металлического носителя посредством высокотемпературного отжига в кислородсодержащей среде получают слой из оксидов металлов, входящих в состав металлического носителя, а затем наносят промежуточный слой из оксидов металлов и каталитический слой, отличающийся тем, что используют металлический носитель выполненный из фехраля, а перед нанесением промежуточного слоя поверхность отожженного в кислородсодержащей среде металлического носителя обрабатывают водным раствором борсодержащего реагента и затем производят дополнительный отжиг металлического носителя.1. A method for manufacturing a catalyst, in which a layer of metal oxides included in the metal carrier is formed on the surface of a metal carrier by high-temperature annealing in an oxygen-containing environment, and then an intermediate layer of metal oxides and a catalytic layer are applied, characterized in that a metal carrier is used made of fechral, and before applying the intermediate layer, the surface of the metal carrier annealed in an oxygen-containing environment is treated with an aqueous solution of a boron-containing reagent and then additional annealing of the metal carrier is performed. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что высокотемпературный отжиг в кислородсодержащей среде осуществляют при температуре 900-1100°С.2. The method according to claim 1, characterized in that high-temperature annealing in an oxygen-containing environment is carried out at a temperature of 900-1100°C. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что высокотемпературный отжиг в кислородсодержащей среде осуществляют при температуре 900°С в течение 10 часов.3. The method according to claim 2, characterized in that high-temperature annealing in an oxygen-containing environment is carried out at a temperature of 900°C for 10 hours. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве водного раствора борсодержащего реагента используют борную кислоту (H3BO3) или растворы, содержащие борный ангидрид (B2O3) или бораты металлов.4. The method according to claim 1, characterized in that boric acid (H 3 BO 3 ) or solutions containing boric anhydride (B 2 O 3 ) or metal borates are used as an aqueous solution of the boron-containing reagent. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что бораты металлов представлены в виде Me2B4O7.5. The method according to claim 4, characterized in that the metal borates are presented in the form of Me 2 B 4 O 7 . 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что после обработки водным раствором борсодержащего реагента производят сушку металлического носителя при температуре 100-120°С в течение 0,5 часа.6. The method according to claim 1, characterized in that after treatment with an aqueous solution of a boron-containing reagent, the metal carrier is dried at a temperature of 100-120°C for 0.5 hours. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительный отжиг металлического носителя осуществляют при температуре 800-900°С в течение 0,15-0,5 часа.7. The method according to claim 1, characterized in that additional annealing of the metal carrier is carried out at a temperature of 800-900°C for 0.15-0.5 hours. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение промежуточного слоя из оксидов металлов осуществляют из суспензии или геля с последующей сушкой и выдержкой.8. The method according to claim 1, characterized in that the application of an intermediate layer of metal oxides is carried out from a suspension or gel, followed by drying and aging. 9. Катализатор для осуществления окисления аммиака изготовленный способом по п.1, содержащий металлический носитель, на котором последовательно расположены промежуточный слой из оксидов металлов и каталитический слой, отличающийся тем, что металлический носитель выполнен из фехраля, а между поверхностью металлического носителя и промежуточным слоем расположен слой, содержащий бораты металлов.9. A catalyst for carrying out the oxidation of ammonia manufactured by the method according to claim 1, containing a metal carrier on which an intermediate layer of metal oxides and a catalytic layer are sequentially located, characterized in that the metal carrier is made of fechral, and between the surface of the metal carrier and the intermediate layer is located layer containing metal borates. 10. Катализатор по п.9, отличающийся тем, что промежуточный слой из оксидов металлов содержит оксид алюминия, или оксид церия, или оксид циркония, или оксид лантана, или оксид бария, или их смеси.10. The catalyst according to claim 9, characterized in that the intermediate layer of metal oxides contains aluminum oxide, or cerium oxide, or zirconium oxide, or lanthanum oxide, or barium oxide, or mixtures thereof.
RU2022108856A 2022-04-04 Catalyst manufacturing method and catalyst RU2804157C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804157C1 true RU2804157C1 (en) 2023-09-26

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2378051C1 (en) * 2008-04-25 2010-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕРМОКЕМ" Method of preparing catalyst
RU2403967C2 (en) * 2004-03-23 2010-11-20 Велосис, Инк. Protected surfaces of alloys in micro channel devices, catalysts, aluminium oxide-based catalysts, intermediate catalysts and method of producing catalysts and micro channel devices
WO2012067505A3 (en) * 2010-11-16 2012-08-16 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Catalyst for hydrogen production
RU2548572C9 (en) * 2013-07-16 2015-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "РИОС-Инжиниринг" Catalyst, method of preparing thereof and method of single-stage manufacturing of components for jet and diesel fuels with improved low-temperature properties from oil and fat raw material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2403967C2 (en) * 2004-03-23 2010-11-20 Велосис, Инк. Protected surfaces of alloys in micro channel devices, catalysts, aluminium oxide-based catalysts, intermediate catalysts and method of producing catalysts and micro channel devices
RU2378051C1 (en) * 2008-04-25 2010-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕРМОКЕМ" Method of preparing catalyst
WO2012067505A3 (en) * 2010-11-16 2012-08-16 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Catalyst for hydrogen production
RU2548572C9 (en) * 2013-07-16 2015-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "РИОС-Инжиниринг" Catalyst, method of preparing thereof and method of single-stage manufacturing of components for jet and diesel fuels with improved low-temperature properties from oil and fat raw material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4318828A (en) Enhanced oxide whisker growth on cold-rolled aluminum-containing stainless steel foil
JP2962768B2 (en) Monolithic or honeycomb catalyst
CN104949957A (en) Embedded type nano dot array surface enhanced Raman active substrate and preparation method thereof
JP3309971B2 (en) Manufacturing method of exhaust gas purifying catalyst
US5604174A (en) Metal foil catalyst members by aqueous electrophoretic deposition
EP1299574B1 (en) Surface modified stainless steel in the form of a fe-cr-al-alloy
RU2804157C1 (en) Catalyst manufacturing method and catalyst
RU2455069C1 (en) Method of producing catalyst for diesel soot after-burning
JP2014168751A (en) Catalyst for exhaust gas purification and method for producing the same
WO2015022960A1 (en) Visible light-responsive photocatalyst body and method for producing same
JP3953944B2 (en) Metal foil and honeycomb structure
JPS59130538A (en) Catalyst, preparation and use thereof
JP2014168750A (en) Catalyst for exhaust gas purification and method for producing the same
JP3980050B2 (en) Multifunctional material manufacturing method
RU2794736C1 (en) Catalyst manufacturing method
JP4822245B2 (en) Power supply equipment
WO2007046526A1 (en) Pm clean-up system and method for manufacture thereof
JP2017227129A (en) Manufacturing method of holding material for exhaust gas treatment device
RU2378051C1 (en) Method of preparing catalyst
RU2737698C1 (en) Use of agarose as a thickener of an aqueous solution of a platinoid compound when making a catalyst, a method of making a catalyst and an aqueous solution of a platinoid compound to obtain a catalytic layer on a substrate when preparing a catalyst
JP6764654B2 (en) Method for manufacturing metal particle-supporting fiber and metal particle-supporting fiber
RU2571099C1 (en) Method for obtaining catalytically active composite layers on aluminium alloy
JP4784219B2 (en) Gas sensing element for gas sensor and manufacturing method of temperature compensation element
JP2019063696A (en) Oxidation catalyst and method for producing the same
CN1274420C (en) Pretreatment method for load base material used for preparing load type photocatalyst