WO2021230770A1 - Use of agarose as thickener for manufacturing a catalyst - Google Patents

Use of agarose as thickener for manufacturing a catalyst Download PDF

Info

Publication number
WO2021230770A1
WO2021230770A1 PCT/RU2021/050118 RU2021050118W WO2021230770A1 WO 2021230770 A1 WO2021230770 A1 WO 2021230770A1 RU 2021050118 W RU2021050118 W RU 2021050118W WO 2021230770 A1 WO2021230770 A1 WO 2021230770A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
thickener
platinoid
solution
agarose
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/050118
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Игорь Михайлович ТУШКАНОВ
Виктор Викторович КЕДРОВ
Павел Иванович ХАЛЬЗОВ
Владимир Николаевич ЗВЯГИН
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Экострим"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Экострим" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Экострим"
Publication of WO2021230770A1 publication Critical patent/WO2021230770A1/en

Links

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
    • 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

Definitions

  • the group of inventions relates to a method for manufacturing a catalyst and can be used for the catalytic oxidation of ammonia in the production of nitric acid, as well as for other oxidation processes in the chemical industry.
  • a known method of manufacturing a catalyst including the sequential deposition on the substrate of a layer of aluminum oxide, a layer of nickel oxide and a layer of platinum, and the layer of platinum is applied from an aqueous solution of a platinum salt with the addition of a thickener in the form of cellulose ether in an amount of up to 1 wt.% Based on the aqueous salt solution platinum [GB1517122, publication date: 12.07.1978, IPC: B01D53 / 94; B01J23 / 89; B01J35 / 04].
  • a method for manufacturing a catalyst which includes two stages, the first stage includes applying an intermediate layer of aluminum oxide to the surface of the substrate, drying and annealing at a temperature of 500 ° C, and the second stage includes applying a catalytic phase in the form of platinum to the intermediate layer of aluminum oxide , which is carried out from an aqueous solution of platinum salt of the following composition, mass.
  • the catalytic layer in the technical solution from document GB151712 is applied from a platinum salt solution containing cellulose ether (up to 1%), or, as described in document RU2703560 (prototype), from a platinum salt solution containing a complex of additives based on cellulose and surfactants (more than 1% in total to ensure the required surface wettability and solution viscosity), as a result of which, when drying such a catalytic layer, a bulk precipitate is formed from cellulose ether and platinum compounds or from a mixture of three components: an organic compound based on cellulose, a surfactant and a platinum compound ...
  • agarose as a thickener for an aqueous solution of a platinoid compound in the manufacture of a catalyst.
  • a method for preparing a catalyst includes preparing an aqueous solution of a thickener, adding a platinoid compound to this solution, applying the resulting solution to a substrate, drying the substrate, and annealing the substrate until a metallic catalytic layer is obtained thereon.
  • agarose is used as a thickener.
  • An aqueous solution of a platinoid compound for obtaining a catalytic layer on a support during the manufacture of a catalyst contains a thickener. Unlike the prototype, agarose is used as a thickener, and the components of the solution are in the following ratio, wt. %: platinoid 0.3-3.0; agarose 0.02-0.20; water; rest.
  • the catalyst is a supported metal catalytic layer for the oxidation of ammonia or hydrocarbon gases.
  • the substrate is the carrier of the catalytic layer and can be made in the form of nets, plates with holes or foil made of heat-resistant corrosion-resistant metal alloys such as Fechral, Nichrome, Hastelloy, etc.
  • heat-resistant and corrosion-resistant metal alloys as a substrate material is also due to their ability to on them at high temperatures in air or in oxygen to form protective oxide layers on their surface.
  • any platinum group metal with catalytic activity can be used as the platinoid, preferably platinum, palladium, rhodium, or mixtures thereof presented in the form of their water-soluble compounds.
  • water-soluble compounds of platinum group metals are simple or complex compounds of the cationic or anionic type: palladium nitrate and chloride, rhodium chloride and nitrate, tetramine platinum (II) chloride Pt (NH3) 4Cl2, tetraminepalladium chloride Pd (NH3) 4Cl2, platinum chloride hydrochloric acid H2P (III) ammonium (NH4) 3 [RhCl6], ammonium hexachloroplatinate (IV) (NH4) 2 [PtCl6], aminonitrite metal complexes (NH4) 2Me (NO2) 4, where Pd or Pt can be represented as Me, (NH4 ) 3Rh (NO2) 6, cationic complexes of platinum group metals with organic ligans, etc.
  • the concentration of platinoid in aqueous solution is from 0.3 to 3.0 wt. %. (in terms of metal content), which provides high catalytic properties of the metal layer deposited on the substrate while maintaining a low resource consumption of manufacturing such a catalyst.
  • the amount of metal deposited from an aqueous solution with a platinoid concentration of less than 0.3 wt. % has a small accessible surface, as a result of which, to obtain sufficient catalytic activity, multiple repetitions of the process of applying such a solution to the substrate will be required.
  • the lower the concentration of the metal in the solution and the lower the concentration of the thickener the more the multiplicity of repetition of the deposition operation increases to obtain the required catalyst activity.
  • the use of an aqueous solution with a platinoid concentration of more than 3.0 wt. % significantly increases the resource intensity of the catalyst, practically without increasing its catalytic activity.
  • the concentration of the platinoid in the aqueous solution can range from 1 to 2.5 wt. %.
  • Agarose in the form of powder or granules is used as a thickener.
  • the use of agarose provides the required viscosity of an aqueous solution of platinoid when its concentration in solution is an order of magnitude lower than when using other thickeners. This makes it possible to uniformly keep the required volume of an aqueous solution of platinoid on the surface of the substrate with a minimum content of the organic phase in it.
  • the viscosity of a 1% aqueous solution of agarose is 10-15 cP, which approximately corresponds to the viscosity of a 50% aqueous solution of sucrose.
  • agarose is a linear polysaccharide isolated from a natural mixture of polysaccharides, such as agar-agar, in which the agarose content can reach 80 wt. %. Due to its high agarose content, this mixture has an almost agarose-like ability to form viscous aqueous solutions at very low levels. On this basis, agar-agar can be used as a thickening agent for the aqueous solution.
  • the concentration of agarose in an aqueous solution of platinoid is from 0.02 to 0.2 wt. %.
  • concentration of agarose is below 0.02 wt. % aqueous solution of platinoid has a low viscosity, as a result of which too little platinum metal solution is retained on the surface of the support, which leads to the production of a catalyst with insufficiently high activity and requires multiple deposition of such a solution on the support or an increase in the concentration of platinoid in solution, which together significantly increases the resource intensity of the method ...
  • the concentration of agarose in an aqueous solution of platinoid may range from 0.025 to 0.1 wt. %, which gives the optimal ratio between the thickener and platinoid concentrations in the working solution.
  • an aqueous solution of platinoid may contain surfactants to increase the wettability of the substrate, as well as other components that improve the performance of the solution.
  • an aqueous solution of platinoid to the substrate is carried out by wetting the surface of the substrate and can be performed by spraying an aqueous solution of platinoid over the surface of the substrate or by immersing the substrate in a container with an aqueous solution of platinoid.
  • the latter method makes it possible to obtain a more uniform catalytic layer over the entire surface of the substrate.
  • the substrate is dried in order to remove water from the volume of solution captured by the substrate and to obtain on the substrate a solid dry precipitate, which is a mixture of the used platinoid compound and the organic phase. Drying of the substrate can be carried out in an oven at a temperature of 80 ° C to 140 ° C for 0.5-2 hours. In a preferred embodiment, drying of the substrate is performed at 110 ° C for 1 hour. The final operation of the method is annealing the dried substrate at an elevated temperature in air for the time required to complete the following processes:
  • platinum group compounds for example, tetramine platinum (II) chloride Pt (NH3) 4Cl2
  • platinum group compounds for example, tetramine platinum (II) chloride Pt (NH3) 4Cl2
  • annealing can be carried out at temperatures of 500-600 ° C for 0.5-1.5 hours, most preferably 1 hour.
  • the method for preparing the catalyst before the step of applying the obtained solution to the support may include the step of oxidizing the support to form an intermediate oxide layer thereon.
  • the oxide layer can be obtained by depositing a solution containing a metal oxide on a metal surface, by chemical vapor deposition of a metal oxide, or the oxide layer can be obtained by preliminary heat treatment of a substrate in air or oxygen.
  • agarose can also be used as a thickener for the suspension, and its content in such a solution can be from 0.025 to 0.2 wt. % ..
  • the metal base is made of heat-resistant and corrosion-resistant metal alloys, such as Fechral, Nichrome, Hastelloy, etc. It should be noted that at high temperature By processing a metal substrate in a gaseous oxygen-containing environment, in addition to the formation of an oxide layer on the surface of the substrate, it is also degreased as a result of the combustion of surface organic matter.
  • the oxidation of the substrate is performed by thermal treatment of the substrate in air at a temperature of 800 ° C to 1000 ° C for 10-16 hours.
  • the pre-heat treatment of the substrate is carried out at a temperature of 900 ° C for 12 hours.
  • the porosity and specific surface area of the substrate increase, thereby improving the adhesion of the catalytic layer to the substrate surface.
  • the technical problem to be solved by the group of inventions is the need to improve the operational characteristics of the catalyst.
  • the group of inventions is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, characterized in that agarose is used as a thickener for an aqueous solution of platinoid, which, in comparison with other gel-forming substances (thickeners), with its relatively low content in an aqueous solution, gives it a higher viscosity.
  • thickener particles are completely destroyed without the formation of a residue that prevents the adhesion of the metal catalytic layer on the substrate surface.
  • the technical result to be achieved by the group of inventions is to increase the adhesion between the metal catalytic layer and the substrate.
  • An additional technical result to be achieved by the group of inventions is to increase the working resource of the catalyst by using agarose as a thickener for an aqueous solution of platinoid.
  • An additional technical result, to which the group of inventions is directed, is to simplify the method for manufacturing a catalyst by obtaining a catalytically active metal phase on the surface of the substrate in a one-stage process of applying the resulting solution to the substrate.
  • the preparation of working solutions of platinoids was carried out in two stages. At the first stage, an aqueous agarose solution was obtained by introducing a weighed amount of agarose powder into a given volume of water heated to 80–95 ° C. A magnetic stirrer was used to accelerate the dissolution of the powder. At the second stage, a weighed portion of a water-soluble compound of the platinum group metal was introduced into an agarose solution cooled to room temperature. In some applications, the working solutions contain surfactants. The compositions of the resulting solutions are shown in Table 1.
  • Metal substrates were subjected to preliminary heat treatment at a temperature of 900 ° C for 12 hours in air to obtain an oxide layer with a thickness of at least 1 ⁇ m, after which they were coated by immersion with prepared aqueous solutions of platinoid and dried at a temperature of 110 ° C for 1 hour, followed by annealing. at 550 ° C for 1 hour.
  • the catalytic metal layer obtained by the above method was tested to determine its adhesion strength.
  • the test was carried out by bending around a cylindrical rod in a type 2 device in accordance with GOST R 52740-2007.
  • Table 1 It illustrates aqueous solutions of platinoid for the formation of a catalytic bed on a support in the manufacture of a catalyst.
  • Solution components Solution No. 1 2 3 4 water-soluble platinum group metal compound tetramineplatinum (II) chloride Pt (NH3) 4Cl2 palladium chloride rhodium aminonitrile platinum group metal, wt. % 1.00 1.50 2.20 3.00 agarose, mass. % 0.025 0.10 0.15 0.20 water rest
  • Table 2 It illustrates the results of the X-notch test on the substrate. Tape separation angle, ° Solution No. 1 2 3 4 by prototype Score thirty 0 0 0 0 3 45 0 0 0 0 3 60 0 0 0 0 4
  • Table 3 It illustrates the results of tests by the method of bending a workpiece around a cylindrical bar.
  • Rod diameter, mm Solution No. 1 2 3 4 by prototype The presence of traces of destruction 32 - - - - - - 25 - - - - - 16 - - - - - 12 - - - - - ten - - - - - - eight - - - - - + 6 - - - - + 5 - - - - + 4 - - - - + 3 - - - - + 2 - - - - + +
  • the group of inventions can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the criterion of patentability "industrial applicability".

Landscapes

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

Abstract

The group of inventions relates to a method for manufacturing a catalyst and can be used for oxidising ammonia in nitric acid production and for other oxidation processes in the field of the chemical industry. The technical result to be achieved by the group of inventions is to increase adhesion between a catalytic layer and a substrate. The essence of the group of inventions consists in providing a method for manufacturing a catalyst, the method comprising preparing an aqueous solution of a thickener, adding a platinoid compound to said solution, applying the solution produced to the substrate, drying the substrate and annealing the substrate until a metal catalytic layer is obtained thereon, wherein the method is characterized in that agarose is used as the thickener.

Description

[Установлен ISA в соответствии с правилом 37.2]ПРИМЕНЕНИЕ АГАРОЗЫ В КАЧЕСТВЕ ЗАГУСТИТЕЛЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ КАТАЛИЗАТОРА[Installed by ISA in accordance with rule 37.2] USE OF AGAROSE AS THICKENER IN CATALYST MANUFACTURING
Группа изобретений относится к способу изготовления катализатора и может быть применена для процесса каталитического окисления аммиака при производстве азотной кислоты, а также для других окислительных процессов в отрасли химической промышленности.The group of inventions relates to a method for manufacturing a catalyst and can be used for the catalytic oxidation of ammonia in the production of nitric acid, as well as for other oxidation processes in the chemical industry.
Известен способ изготовления катализатора, включающий последовательное нанесение на подложку слоя оксида алюминия, слоя оксида никеля и слоя платины, причем слой платины наносят из водного раствора соли платины с добавлением загустителя в виде эфира целлюлозы в количестве до 1 масс.% в расчете на водный раствор соли платины [GB1517122, дата публикации: 12.07.1978 г., МПК: B01D53/94; B01J23/89; B01J35/04].A known method of manufacturing a catalyst, including the sequential deposition on the substrate of a layer of aluminum oxide, a layer of nickel oxide and a layer of platinum, and the layer of platinum is applied from an aqueous solution of a platinum salt with the addition of a thickener in the form of cellulose ether in an amount of up to 1 wt.% Based on the aqueous salt solution platinum [GB1517122, publication date: 12.07.1978, IPC: B01D53 / 94; B01J23 / 89; B01J35 / 04].
В качестве прототипа выбран способ изготовления катализатора, включающий две стадии, при этом первая стадия включает нанесение на поверхность подложки промежуточного слоя из оксида алюминия, сушку и отжиг при температуре 500оС, а вторая стадия включает нанесение на промежуточный слой из оксида алюминия каталитической фазы в виде платины, которое осуществляют из водного раствора платиновой соли следующего состава, масс. %: платиновая соль – 6,0-6,5; аммиак водный (25% концентрации) – 2,0-4,0; гелеобразующая добавка на основе целлюлозы – 0,7-0,9; ПАВ – 0,1-0,15; вода – остальное, [RU2703560, дата публикации: 21.10.2019 г., МПК: B01J 37/025, B01J 23/42, B01 J21/04].As a prototype, a method for manufacturing a catalyst was chosen, which includes two stages, the first stage includes applying an intermediate layer of aluminum oxide to the surface of the substrate, drying and annealing at a temperature of 500 ° C, and the second stage includes applying a catalytic phase in the form of platinum to the intermediate layer of aluminum oxide , which is carried out from an aqueous solution of platinum salt of the following composition, mass. %: platinum salt - 6.0-6.5; ammonia water (25% concentration) - 2.0-4.0; cellulose-based gel-forming additive - 0.7-0.9; Surfactant - 0.1-0.15; water - the rest, [RU2703560, publication date: 10.21.2019, IPC: B01J 37/025, B01J 23/42, B01 J21 / 04].
Общим недостатком известных технических решений, в том числе прототипа, является низкая адгезионная способность металлического каталитического слоя к поверхности подложки. Это обусловлено тем, что каталитический слой в техническом решении из документа GB151712 наносится из раствора платиновой соли, содержащего эфир целлюлозы (до 1%), либо, как описано в документе RU2703560 (прототип), – из раствора платиновой соли, содержащей комплекс добавок на основе целлюлозы и ПАВ (суммарно более 1% для обеспечения требуемой смачиваемости поверхности и вязкости раствора), вследствие чего при сушке такого каталитического слоя образуется объемный осадок из эфира целлюлозы и соединения платины или из смеси трех компонентов: органического соединения на основе целлюлозы, ПАВа и соединения платины. Последующий отжиг подложки со слоем, в котором содержится такого рода объемный осадок, приводит к получению рыхлого осадка платины, плохо сцепленного с поверхностью подложки. Указанный недостаток приводит к последующему отслоению металлического каталитического слоя, в результате чего в процессе эксплуатации с поверхности катализатора теряется часть благородного металла, что снижает общий объем каталитического слоя, снижая рабочий ресурс катализатора и ухудшая его эксплуатационные характеристики. При этом попытка уменьшения объемного содержания органических веществ в растворе приводит к снижению вязкости раствора, что приводит к получению катализатора с недостаточно высокой активностью и требует многократного нанесения такого раствора на подложку, существенно увеличивая ресурсоемкость способа. Также указанный недостаток приводит к существенному увеличению трудоемкости способа изготовления катализатора, поскольку для достижения необходимых адгезионных свойств металлического каталитического слоя к поверхности подложки перед нанесением раствора платиноида на подложку необходимо осуществить формирование промежуточного оксидного слоя на подложке. A common disadvantage of the known technical solutions, including the prototype, is the low adhesion of the metal catalytic layer to the substrate surface. This is due to the fact that the catalytic layer in the technical solution from document GB151712 is applied from a platinum salt solution containing cellulose ether (up to 1%), or, as described in document RU2703560 (prototype), from a platinum salt solution containing a complex of additives based on cellulose and surfactants (more than 1% in total to ensure the required surface wettability and solution viscosity), as a result of which, when drying such a catalytic layer, a bulk precipitate is formed from cellulose ether and platinum compounds or from a mixture of three components: an organic compound based on cellulose, a surfactant and a platinum compound ... Subsequent annealing of the substrate with a layer containing such a bulk deposit leads to the formation of a loose platinum deposit, which does not adhere poorly to the substrate surface. This drawback leads to the subsequent delamination of the metal catalytic layer, as a result of which, during operation, a part of the noble metal is lost from the catalyst surface, which reduces the total volume of the catalytic layer, reducing the working resource of the catalyst and deteriorating its performance characteristics. At the same time, an attempt to reduce the volumetric content of organic substances in the solution leads to a decrease in the viscosity of the solution, which leads to the production of a catalyst with insufficiently high activity and requires multiple deposition of such a solution on the substrate, significantly increasing the resource intensity of the method. Also, this disadvantage leads to a significant increase in the complexity of the method for manufacturing the catalyst, since to achieve the necessary adhesion properties of the metal catalytic layer to the surface of the substrate, before applying the platinoid solution to the substrate, it is necessary to form an intermediate oxide layer on the substrate.
Применение агарозы в качестве загустителя водного раствора соединения платиноида при изготовлении катализатора.The use of agarose as a thickener for an aqueous solution of a platinoid compound in the manufacture of a catalyst.
Способ изготовления катализатора включает приготовление водного раствора загустителя, добавление в этот раствор соединения платиноида, нанесение полученного раствора на подложку, сушку подложки и отжиг подложки до получения на ней металлического каталитического слоя. В отличие от прототипа в качестве загустителя используется агароза.A method for preparing a catalyst includes preparing an aqueous solution of a thickener, adding a platinoid compound to this solution, applying the resulting solution to a substrate, drying the substrate, and annealing the substrate until a metallic catalytic layer is obtained thereon. In contrast to the prototype, agarose is used as a thickener.
Водный раствор соединения платиноида для получения каталитического слоя на подложке при изготовлении катализатора содержит загуститель. В отличие от прототипа в качестве загустителя используется агароза, а компоненты раствора находятся в следующем соотношении, масс. %: платиноид 0,3-3,0; агароза 0,02-0,20; вода; остальное.An aqueous solution of a platinoid compound for obtaining a catalytic layer on a support during the manufacture of a catalyst contains a thickener. Unlike the prototype, agarose is used as a thickener, and the components of the solution are in the following ratio, wt. %: platinoid 0.3-3.0; agarose 0.02-0.20; water; rest.
Катализатор представляет собой металлический каталитический слой на подложке, предназначенный для окисления аммиака или углеводородсодержащих газов. Подложка является носителем каталитического слоя и может быть выполнена в виде сеток, пластин с отверстиями или фольги из жаропрочных коррозионностойких сплавов металлов, таких как фехраль, нихром, хастеллой и др. Выбор в качестве материала подложки жаропрочных и коррозионностойких металлических сплавов также обусловлен их способностью при воздействии на них высоких температур на воздухе или в кислороде образовывать на своей поверхности защитные оксидные слои.The catalyst is a supported metal catalytic layer for the oxidation of ammonia or hydrocarbon gases. The substrate is the carrier of the catalytic layer and can be made in the form of nets, plates with holes or foil made of heat-resistant corrosion-resistant metal alloys such as Fechral, Nichrome, Hastelloy, etc. The choice of heat-resistant and corrosion-resistant metal alloys as a substrate material is also due to their ability to on them at high temperatures in air or in oxygen to form protective oxide layers on their surface.
В качестве платиноида может быть использован любой металл платиновой группы, обладающий каталитической активностью, предпочтительно это платина, палладий, родий или их смеси, представленные в виде их водорастворимых соединений. Примерами водорастворимых соединений металлов платиновой группы могут служить простые или комплексные соединения катионного или анионного типа: нитрат и хлорид палладия, хлорид и нитрат родия, тетраминплатина(II)хлорид Pt(NH3)4Cl2, тетраминпалладийхлорид Pd(NH3)4Cl2, платинахлористоводородная кислота H2PtCl6, гексахлорородат(III)аммония (NH4)3[RhCl6], гексахлороплатинат(IV)аммония (NH4)2[PtCl6], аминонитритные комплексы металлов (NH4)2Me(NO2)4, где в качестве Me могут быть представлены Pd или Pt, (NH4)3Rh(NO2)6, катионные комплексы металлов платиновой группы с органическими лиганлами и др. Приведенные примеры водорастворимых соединений металлов платиновой группы не исчерпывают список соединений, возможных для использования в изобретении.Any platinum group metal with catalytic activity can be used as the platinoid, preferably platinum, palladium, rhodium, or mixtures thereof presented in the form of their water-soluble compounds. Examples of water-soluble compounds of platinum group metals are simple or complex compounds of the cationic or anionic type: palladium nitrate and chloride, rhodium chloride and nitrate, tetramine platinum (II) chloride Pt (NH3) 4Cl2, tetraminepalladium chloride Pd (NH3) 4Cl2, platinum chloride hydrochloric acid H2P (III) ammonium (NH4) 3 [RhCl6], ammonium hexachloroplatinate (IV) (NH4) 2 [PtCl6], aminonitrite metal complexes (NH4) 2Me (NO2) 4, where Pd or Pt can be represented as Me, (NH4 ) 3Rh (NO2) 6, cationic complexes of platinum group metals with organic ligans, etc. The above examples of water-soluble compounds of platinum group metals do not exhaust the list of compounds that can be used in the invention.
Концентрация платиноида в водном растворе составляет от 0,3 до 3,0 масс. %. (по содержанию металла), что обеспечивает высокие каталитические свойства нанесенного на подложку слоя металла с сохранением низкой ресурсоемкости изготовления такого катализатора. Количество металла, нанесённого из водного раствора с концентрацией платиноида менее 0,3 масс. %, имеет малую доступную поверхность, вследствие чего для получения достаточной каталитической активности потребуется многократное повторение процесса нанесения такого раствора на подложку. Чем ниже концентрация металла в растворе и чем ниже концентрация загустителя, тем больше возрастает кратность повторения операции нанесения для получения необходимой активности катализатора. С другой стороны, применение водного раствора с концентрацией платиноида более 3,0 масс. % существенно повышает ресурсоемкость катализатора, практически не увеличивая его каталитическую активность. Предпочтительно концентрация платиноида в водном растворе может составлять от 1 до 2,5 масс. %.The concentration of platinoid in aqueous solution is from 0.3 to 3.0 wt. %. (in terms of metal content), which provides high catalytic properties of the metal layer deposited on the substrate while maintaining a low resource consumption of manufacturing such a catalyst. The amount of metal deposited from an aqueous solution with a platinoid concentration of less than 0.3 wt. %, has a small accessible surface, as a result of which, to obtain sufficient catalytic activity, multiple repetitions of the process of applying such a solution to the substrate will be required. The lower the concentration of the metal in the solution and the lower the concentration of the thickener, the more the multiplicity of repetition of the deposition operation increases to obtain the required catalyst activity. On the other hand, the use of an aqueous solution with a platinoid concentration of more than 3.0 wt. % significantly increases the resource intensity of the catalyst, practically without increasing its catalytic activity. Preferably, the concentration of the platinoid in the aqueous solution can range from 1 to 2.5 wt. %.
В качестве загустителя используется агароза в виде порошка или гранул. Использование агарозы обеспечивает необходимую вязкость водного раствора платиноида при ее концентрации в растворе на порядок меньше, чем при использовании других загустителей. Это позволяет равномерно удерживать необходимый объем водного раствора платиноида на поверхности подложки при минимальном содержании в нем органической фазы. Так, вязкость 1%-ного водного раствора агарозы составляет 10-15 сП, что примерно соответствует вязкости 50%-ного водного раствора сахарозы. Таким образом, использование агарозы как загустителя водных растворов, содержащих платиноид, позволяет на порядок сократить в них содержание органического вещества, являющегося причиной низкой адгезии между каталитическим слоем и подложкой после ее отжига. Агароза представляет собой линейный полисахарид, выделенный из природной смеси полисахаридов, такой как агар-агар, в которой содержание агарозы может достигать 80 масс. %. Благодаря высокому содержанию агарозы эта смесь обладает почти равной агарозе способностью образовывать вязкие водные растворы при очень малом содержании. Исходя из этого в качестве загустителя водного раствора может быть использован агар-агар.Agarose in the form of powder or granules is used as a thickener. The use of agarose provides the required viscosity of an aqueous solution of platinoid when its concentration in solution is an order of magnitude lower than when using other thickeners. This makes it possible to uniformly keep the required volume of an aqueous solution of platinoid on the surface of the substrate with a minimum content of the organic phase in it. Thus, the viscosity of a 1% aqueous solution of agarose is 10-15 cP, which approximately corresponds to the viscosity of a 50% aqueous solution of sucrose. Thus, the use of agarose as a thickener for aqueous solutions containing platinoid makes it possible to reduce the content of organic matter in them by an order of magnitude, which is the cause of low adhesion between the catalytic layer and the substrate after its annealing. Agarose is a linear polysaccharide isolated from a natural mixture of polysaccharides, such as agar-agar, in which the agarose content can reach 80 wt. %. Due to its high agarose content, this mixture has an almost agarose-like ability to form viscous aqueous solutions at very low levels. On this basis, agar-agar can be used as a thickening agent for the aqueous solution.
Концентрация агарозы в водном растворе платиноида составляет от 0,02 до 0,2 масс. %. При концентрации агарозы ниже 0,02 масс. % водный раствор платиноида имеет низкую вязкость, вследствие чего на поверхности подложки удерживается слишком мало раствора платинового металла, что приводит к получению катализатора с недостаточно высокой активностью и требует многократного нанесения такого раствора на подложку или увеличения концентрации платиноида в растворе, что совокупно значительно увеличивает ресурсоемкость способа.The concentration of agarose in an aqueous solution of platinoid is from 0.02 to 0.2 wt. %. When the concentration of agarose is below 0.02 wt. % aqueous solution of platinoid has a low viscosity, as a result of which too little platinum metal solution is retained on the surface of the support, which leads to the production of a catalyst with insufficiently high activity and requires multiple deposition of such a solution on the support or an increase in the concentration of platinoid in solution, which together significantly increases the resource intensity of the method ...
При концентрации агарозы выше 0,2 масс. % водный раствор платиноида получается слишком вязким, что приводит к захвату подложкой большого объема раствора и его неравномерному распределению на поверхности подложки. Кроме того, увеличение в растворе количества органического вещества приводит к ослаблению адгезии нанесенного металла платиновой группы к подложке. Эти факторы осложняют использование растворов платиноидов с высокой вязкостью. Предпочтительно концентрация агарозы в водном растворе платиноида может составлять от 0,025 до 0,1 масс. %, что дает оптимальное соотношение между концентрациями загустителя и платиноида в рабочем растворе. When the concentration of agarose is above 0.2 wt. % aqueous solution of platinoid turns out to be too viscous, which leads to the capture of a large volume of solution by the substrate and its uneven distribution on the surface of the substrate. In addition, an increase in the amount of organic matter in solution leads to a weakening of the adhesion of the supported platinum group metal to the substrate. These factors complicate the use of high viscosity platinoid solutions. Preferably, the concentration of agarose in an aqueous solution of platinoid may range from 0.025 to 0.1 wt. %, which gives the optimal ratio between the thickener and platinoid concentrations in the working solution.
Дополнительно водный раствор платиноида может содержать поверхностно активные вещества (ПАВ) для повышения смачиваемости подложки, а также иные компоненты, улучшающие эксплуатационные характеристики раствора. Additionally, an aqueous solution of platinoid may contain surfactants to increase the wettability of the substrate, as well as other components that improve the performance of the solution.
Нанесение водного раствора платиноида на подложку осуществляют путем смачивания поверхности подложки и может выполняться распылением водного раствора платиноида по поверхности подложки либо посредством погружения подложки в емкость с водным раствором платиноида. Последний метод позволяет получать более равномерный каталитический слой на всей поверхности подложки.The application of an aqueous solution of platinoid to the substrate is carried out by wetting the surface of the substrate and can be performed by spraying an aqueous solution of platinoid over the surface of the substrate or by immersing the substrate in a container with an aqueous solution of platinoid. The latter method makes it possible to obtain a more uniform catalytic layer over the entire surface of the substrate.
Сушка подложки производится с целью удаления воды из захваченного подложкой объема раствора и получения на подложке твердого сухого осадка, представляющего собой смесь использованного соединения платиноида и органической фазы. Сушка подложки может осуществляться в печи при температуре от 80°С до 140°С в течение 0,5-2 часов. В предпочтительном варианте осуществления сушка подложки выполняется при температуре 110°С в течение 1 часа. Финишной операцией способа является отжиг высушенной подложки при повышенной температуре на воздухе в течение времени, необходимого для завершения следующих процессов: The substrate is dried in order to remove water from the volume of solution captured by the substrate and to obtain on the substrate a solid dry precipitate, which is a mixture of the used platinoid compound and the organic phase. Drying of the substrate can be carried out in an oven at a temperature of 80 ° C to 140 ° C for 0.5-2 hours. In a preferred embodiment, drying of the substrate is performed at 110 ° C for 1 hour. The final operation of the method is annealing the dried substrate at an elevated temperature in air for the time required to complete the following processes:
- термического разложения использованных соединений платиноидов (например, тетраминплатина(II)хлорид Pt(NH3)4Cl2) с образованием каталитически активного металла платиновой группы;- thermal decomposition of the used platinum group compounds (for example, tetramine platinum (II) chloride Pt (NH3) 4Cl2) with the formation of a catalytically active platinum group metal;
- окисления (сгорания) органических веществ, содержащихся в растворе, с образованием газообразных продуктов (CO, CO2, H2O и др.); этот процесс может ускоряться появившейся металлической фазой платиноида, которая переводит этот процесс в каталитическое горение;- oxidation (combustion) of organic substances contained in the solution, with the formation of gaseous products (CO, CO2, H2O, etc.); this process can be accelerated by the appearing metallic phase of the platinoid, which transforms this process into catalytic combustion;
- восстановления использованных соединений платиноидов (например, платинахлористоводородной кислоты, хлористого палладия и др.) продуктами сгорания органических веществ.- recovery of used compounds of platinoids (for example, platinum-hydrochloric acid, palladium chloride, etc.) by the products of combustion of organic substances.
При этом отжиг может производиться при температурах 500-600оС в течение 0,5 – 1,5 часов, наиболее предпочтительно - 1 часа. In this case, annealing can be carried out at temperatures of 500-600 ° C for 0.5-1.5 hours, most preferably 1 hour.
Дополнительно способ получения катализатора перед этапом нанесения полученного раствора на подложку может включать этап оксидирования подложки с целью образования на ней промежуточного оксидного слоя. Оксидный слой может быть получен методом нанесения на металлическую поверхность раствора, содержащего оксид металла, методом химического осаждения оксида металла из газовой фазы, либо оксидный слой может быть получен посредством предварительной термической обработки подложки на воздухе или в кислороде. При получении оксидного слоя методом пропитки подложки суспензией, содержащей оксид металла, в качестве загустителя суспензии также может использоваться агароза, причем ее содержание в таком растворе может составлять от 0,025 до 0,2 масс. %.. При получении оксидного слоя методом предварительной термической обработки подложки на воздухе или в иной газообразной кислородсодержащей среде предпочтительно, чтобы металлическая основа была выполнена из жаропрочных и коррозионностойких сплавов металлов, таких как фехраль, нихром, хастеллой и др. Следует отметить, что при высокотемпературной обработке металлической подложки в газообразной кислородсодержащей среде кроме образования оксидного слоя на поверхности подложки происходит также её обезжиривание в результате сгорания поверхностной органики.In addition, the method for preparing the catalyst before the step of applying the obtained solution to the support may include the step of oxidizing the support to form an intermediate oxide layer thereon. The oxide layer can be obtained by depositing a solution containing a metal oxide on a metal surface, by chemical vapor deposition of a metal oxide, or the oxide layer can be obtained by preliminary heat treatment of a substrate in air or oxygen. When obtaining an oxide layer by impregnating a support with a suspension containing a metal oxide, agarose can also be used as a thickener for the suspension, and its content in such a solution can be from 0.025 to 0.2 wt. % .. When the oxide layer is obtained by preliminary thermal treatment of the substrate in air or in another gaseous oxygen-containing environment, it is preferable that the metal base is made of heat-resistant and corrosion-resistant metal alloys, such as Fechral, Nichrome, Hastelloy, etc. It should be noted that at high temperature By processing a metal substrate in a gaseous oxygen-containing environment, in addition to the formation of an oxide layer on the surface of the substrate, it is also degreased as a result of the combustion of surface organic matter.
Преимущественно оксидирование подложки выполняется посредством термической обработки подложки на воздухе при температуре от 800°С до 1000°С в течение 10-16 часов. В предпочтительном варианте осуществления предварительная термическая обработка подложки выполняется при температуре 900°С в течение 12 часов. В результате этой операции увеличивается пористость и удельная поверхность подложки, тем самым улучшается адгезия каталитического слоя к поверхности подложки.Advantageously, the oxidation of the substrate is performed by thermal treatment of the substrate in air at a temperature of 800 ° C to 1000 ° C for 10-16 hours. In a preferred embodiment, the pre-heat treatment of the substrate is carried out at a temperature of 900 ° C for 12 hours. As a result of this operation, the porosity and specific surface area of the substrate increase, thereby improving the adhesion of the catalytic layer to the substrate surface.
Техническая проблема, на решение которой направлена группа изобретений, заключается в необходимости улучшения эксплуатационных характеристик катализатора.The technical problem to be solved by the group of inventions is the need to improve the operational characteristics of the catalyst.
Группа изобретений характеризуется ранее не известной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что в качестве загустителя водного раствора платиноида используется агароза, которая по сравнению с другими гелеобразующими веществами (загустителями) при ее относительно малом содержании в водном растворе придает ему более высокую вязкость. Вследствие этого при отжиге подложки частицы загустителя полностью разрушаются без образования остатка, препятствующего сцеплению металлического каталитического слоя на поверхности подложки. Это обстоятельство играет определяющую роль в достижении как основного технического результата, заключающегося в повышении адгезии между металлическим каталитическим слоем и подложкой, так и в достижении дополнительного технического результата, заключающегося в увеличении ресурса работы катализатора, тем самым улучшая его эксплуатационные характеристики.The group of inventions is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, characterized in that agarose is used as a thickener for an aqueous solution of platinoid, which, in comparison with other gel-forming substances (thickeners), with its relatively low content in an aqueous solution, gives it a higher viscosity. As a result, when the substrate is annealed, the thickener particles are completely destroyed without the formation of a residue that prevents the adhesion of the metal catalytic layer on the substrate surface. This circumstance plays a decisive role in achieving both the main technical result, which consists in increasing the adhesion between the metal catalytic layer and the substrate, and in achieving an additional technical result, which consists in increasing the service life of the catalyst, thereby improving its operational characteristics.
Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в повышении адгезии между металлическим каталитическим слоем и подложкой.The technical result to be achieved by the group of inventions is to increase the adhesion between the metal catalytic layer and the substrate.
Дополнительный технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в увеличении рабочего ресурса катализатора за счет использования агарозы в качестве загустителя водного раствора платиноида.An additional technical result to be achieved by the group of inventions is to increase the working resource of the catalyst by using agarose as a thickener for an aqueous solution of platinoid.
Дополнительный технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в упрощении способа изготовления катализатора за счет получения каталитически активной фазы металла на поверхности подложки при одностадийном процессе нанесения полученного раствора на подложку. An additional technical result, to which the group of inventions is directed, is to simplify the method for manufacturing a catalyst by obtaining a catalytically active metal phase on the surface of the substrate in a one-stage process of applying the resulting solution to the substrate.
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, an embodiment is presented below, which can be changed or supplemented in any way, while the present group of inventions is by no means limited to the presented embodiment.
Группа изобретений реализуется следующим образом.The group of inventions is implemented as follows.
Приготовление рабочих растворов платиноидов проводилось в два этапа. На первом этапе получали водный раствор агарозы путем внесения взвешенного количества порошка агарозы в заданный объем нагретой до 80 – 95°С воды. Для ускорения растворения порошка применялась магнитная мешалка. На втором этапе в охлажденный до комнатной температуры раствор агарозы вносилась навеска водорастворимого соединения металла платиновой группы. В некоторых вариантах нанесения рабочие растворы содержали ПАВ. Составы полученных растворов приведены в Таблице 1.The preparation of working solutions of platinoids was carried out in two stages. At the first stage, an aqueous agarose solution was obtained by introducing a weighed amount of agarose powder into a given volume of water heated to 80–95 ° C. A magnetic stirrer was used to accelerate the dissolution of the powder. At the second stage, a weighed portion of a water-soluble compound of the platinum group metal was introduced into an agarose solution cooled to room temperature. In some applications, the working solutions contain surfactants. The compositions of the resulting solutions are shown in Table 1.
В качестве подложек использовали пластины, проволоку и сетки из фехрали состава Х23Ю5Т.As substrates, we used plates, wires, and meshes made of Fechrali of Kh23Yu5T composition.
Металлические подложки подвергали предварительной термической обработке при температуре 900°С в течение 12 часов на воздухе для получения оксидного слоя толщиной не менее 1 мкм, после чего методом погружения покрывали подготовленными водными растворами платиноида и сушили при температуре 110°С в течение 1 часа с последующим отжигом при 550°С в течение 1 часа.Metal substrates were subjected to preliminary heat treatment at a temperature of 900 ° C for 12 hours in air to obtain an oxide layer with a thickness of at least 1 μm, after which they were coated by immersion with prepared aqueous solutions of platinoid and dried at a temperature of 110 ° C for 1 hour, followed by annealing. at 550 ° C for 1 hour.
Каталитический металлический слой, полученный указанным выше способом, испытывали с целью определения его адгезионной прочности.The catalytic metal layer obtained by the above method was tested to determine its adhesion strength.
Испытание 1. Test 1.
Брали подложки в виде пластин из фехраля марки Х23Ю5Т размером 150х100x2 мм, проводили испытания методом Х-образного надреза в соответствии с ГОСТ 32702.2-2014 следующим образом.We took substrates in the form of plates made of fechral brand X23Yu5T with dimensions of 150x100x2 mm, tests were carried out using the X-shaped notch method in accordance with GOST 32702.2-2014 as follows.
На сухой поверхности подложки с нанесенным каталитическим слоем однолезвийным режущим инструментом с толщиной лезвия 0,43 мм и углом заточки кромки 25° выполняли Х-образные надрезы до поверхности металлической пластины, длина надрезов составляла 55 мм. Угол пересечения надрезов составлял 40°. После чего брали липкую ленту с адгезионной прочностью 3 Н/см, шириной 60 мм и длиной 75 мм и ее центр помещали на центр Х-образного надреза, разглаживали вдоль острых углов, плотно прижимая к покрытию, после чего через 5 минут ее удаляли, держа за свободный конец и плавно отрывая за 0,5-1,0 с под различными углами вместе с отслоившимися участками покрытия. После этого внешний вид поверхности надрезов каталитического покрытия при хорошем освещении визуально исследовали при помощи микроскопа МБИ-2, на основании чего проводили оценки в баллах адгезивной прочности нанесенного каталитического покрытия. On the dry surface of the substrate with the applied catalytic layer with a single-edged cutting tool with a blade thickness of 0.43 mm and an edge sharpening angle of 25 °, X-shaped notches were made to the surface of the metal plate, the length of the notches was 55 mm. The angle of intersection of the incisions was 40 °. Then they took an adhesive tape with an adhesive strength of 3 N / cm, a width of 60 mm and a length of 75 mm, and its center was placed on the center of the X-shaped notch, smoothed along sharp corners, pressing it tightly against the coating, and then after 5 minutes it was removed by holding by the free end and smoothly tearing off in 0.5-1.0 s at various angles together with the exfoliated areas of the coating. After that, the appearance of the surface of the cuts of the catalytic coating under good illumination was visually examined using an MBI-2 microscope, on the basis of which the adhesive strength of the applied catalytic coating was evaluated in points.
Результаты испытаний методом Х-образного надреза представлены в Таблице 2. На их основе можно сделать вывод о том, что по сравнению с каталитическим слоем, изготовленным по прототипу, где в качестве загустителя водного раствора платиноида используется целлюлоза, каталитический слой, полученный из водного раствора платиноида с добавлением агарозы, обладает более высокой адгезионной способностью к поверхности металла.The results of tests by the X-shaped notch method are presented in Table 2. On their basis, it can be concluded that, in comparison with the catalytic layer made according to the prototype, where cellulose is used as a thickener of an aqueous solution of platinoid, the catalytic layer obtained from an aqueous solution of platinoid with the addition of agarose, it has a higher adhesion to the metal surface.
Испытание 2.Test 2.
Испытание проводили методом изгиба вокруг цилиндрического стержня в приборе типа 2 в соответствии с ГОСТ Р 52740-2007.The test was carried out by bending around a cylindrical rod in a type 2 device in accordance with GOST R 52740-2007.
Брали подложку в виде проволоки из фехраля марки Х23Ю5Т диаметром 2 мм и обрабатывали в соответствии с указанным выше способом. Полученные подложки с нанесенным металлическим слоем согласно ГОСТ Р 52740-2007 изгибали в приборе типа 2, 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 проволоки из прибора типа 2 покрытие в месте изгиба проволоки осматривали при хорошем освещении с помощью микроскопа МБИ-2 для обнаружения образовавшихся трещин и/или отслаивания покрытия от поверхности.We took a substrate in the form of a wire made of Fechral brand X23Yu5T with a diameter of 2 mm and processed in accordance with the above method. The obtained substrates with a deposited metal layer in accordance with GOST R 52740-2007 were bent in a type 2 device using steel cylindrical rods of various diameters: 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25 and 32 mm with accuracy ± 0.1 mm. Immediately after removing the wire from the type 2 device, the coating at the point of the wire bend was examined under good illumination using an MBI-2 microscope to detect the formed cracks and / or peeling of the coating from the surface.
В результате испытаний методом изгиба вокруг цилиндрического стержня было обнаружено, что для проволоки толщиной 2 мм, обработанной по указанному выше способу, при ее изгибе вокруг стержня с наименьшим диаметром, равным 2 мм, покрытие остается целостным, без образования трещин и отслаивания, в то время как для такой же проволоки, изготовленной по прототипу, где в качестве загустителя используется целлюлоза, характерно неравномерное частичное отслоение покрытия при диаметрах цилиндрического стержня 2 мм и 3 мм. Эти испытания свидетельствует о повышенной адгезионной прочности каталитического слоя, полученного из водного раствора платиноида, содержащего в качестве загустителя агарозу. As a result of tests by the method of bending around a cylindrical rod, it was found that for a wire with a thickness of 2 mm, processed according to the above method, when it is bent around a rod with the smallest diameter equal to 2 mm, the coating remains intact, without cracking and peeling, while as for the same wire made according to the prototype, where cellulose is used as a thickener, uneven partial delamination of the coating is characteristic when the diameters of the cylindrical rod are 2 mm and 3 mm. These tests indicate an increased adhesion strength of the catalytic layer obtained from an aqueous solution of platinoid containing agarose as a thickener.
Таблица 1. Она иллюстрирует водные растворы платиноида для получения каталитического слоя на подложке при изготовлении катализатора.
Компоненты раствора № раствора
1 2 3 4
водорастворимое соединение металла платиновой группы тетраминплатина(II)хлорид Pt(NH3)4Cl2 хлорид палладия родий аминонитрил
металл платиновой группы, масс. % 1,00 1,50 2,20 3,00
агароза, масс. % 0,025 0,10 0,15 0,20
вода остальное
Table 1. It illustrates aqueous solutions of platinoid for the formation of a catalytic bed on a support in the manufacture of a catalyst.
Solution components Solution No.
1 2 3 4
water-soluble platinum group metal compound tetramineplatinum (II) chloride Pt (NH3) 4Cl2 palladium chloride rhodium aminonitrile
platinum group metal, wt. % 1.00 1.50 2.20 3.00
agarose, mass. % 0.025 0.10 0.15 0.20
water rest
Таблица 2. Она иллюстрирует результаты испытаний методом Х-образного надреза подложки.
Угол отрыва ленты, ° № раствора
1 2 3 4 по прототипу
Балл
30 0 0 0 0 3
45 0 0 0 0 3
60 0 0 0 0 4
Table 2. It illustrates the results of the X-notch test on the substrate.
Tape separation angle, ° Solution No.
1 2 3 4 by prototype
Score
thirty 0 0 0 0 3
45 0 0 0 0 3
60 0 0 0 0 4
Таблица 3. Она иллюстрирует результаты испытаний методом изгиба заготовки вокруг цилиндрического стержня.
Диаметр стержня, мм № раствора
1 2 3 4 по прототипу
Наличие следов разрушения
32 - - - - -
25 - - - - -
16 - - - - -
12 - - - - -
10 - - - - -
8 - - - - +
6 - - - - +
5 - - - - +
4 - - - - +
3 - - - - +
2 - - - - +
Table 3. It illustrates the results of tests by the method of bending a workpiece around a cylindrical bar.
Rod diameter, mm Solution No.
1 2 3 4 by prototype
The presence of traces of destruction
32 - - - - -
25 - - - - -
16 - - - - -
12 - - - - -
ten - - - - -
eight - - - - +
6 - - - - +
5 - - - - +
4 - - - - +
3 - - - - +
2 - - - - +
Группа изобретений может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость». The group of inventions can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the criterion of patentability "industrial applicability".
Патентная литератураPatent Literature
Patent GB1517122Patent GB1517122
Patent RU2703560Patent RU2703560

Claims (6)

  1. Применение агарозы в качестве загустителя водного раствора соединения платиноида при изготовлении катализатора. The use of agarose as a thickener for an aqueous solution of a platinoid compound in the manufacture of a catalyst.
  2. Способ изготовления катализатора, включающий приготовление водного раствора загустителя, добавление в этот раствор соединения платиноида, нанесение полученного раствора на подложку, сушку подложки и отжиг подложки до получения на ней металлического каталитического слоя, отличающийся тем, что в качестве загустителя используется агароза.A method for manufacturing a catalyst, comprising preparing an aqueous solution of a thickener, adding a platinoid compound to this solution, applying the resulting solution to a support, drying the support, and annealing the support to obtain a metal catalytic layer on it, characterized in that agarose is used as a thickener.
  3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве подложки используют сетку из жаропрочных и коррозионностойких металлических сплавов.The method according to claim 2, characterized in that a mesh of heat-resistant and corrosion-resistant metal alloys is used as the substrate.
  4. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед этапом нанесения полученного раствора на подложку дополнительно производится оксидирование подложки посредством её термической обработки.The method according to claim 2, characterized in that before the step of applying the obtained solution to the substrate, the substrate is additionally oxidized by means of its heat treatment.
  5. Способ по п.2, отличающийся тем, что нанесение водного раствора платиноида и загустителя на подложку выполняется методом её погружения в емкость с водным раствором платиноида и загустителя.The method according to claim 2, characterized in that the application of an aqueous solution of platinoid and a thickener to the substrate is performed by immersing it in a container with an aqueous solution of platinoid and thickener.
  6. Водный раствор соединения платиноида для получения каталитического слоя на подложке при изготовлении катализатора, содержащий загуститель, отличающийся тем, что в качестве загустителя используется агароза, а компоненты раствора находятся в следующем соотношении, масс. %: платиноид 0,3-3,0; агароза 0,02-0,20; вода; остальноеAn aqueous solution of a platinoid compound for obtaining a catalytic layer on a support in the manufacture of a catalyst, containing a thickener, characterized in that agarose is used as a thickener, and the components of the solution are in the following ratio, wt. %: platinoid 0.3-3.0; agarose 0.02-0.20; water; rest
PCT/RU2021/050118 2020-05-14 2021-04-30 Use of agarose as thickener for manufacturing a catalyst WO2021230770A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020115826A RU2737698C1 (en) 2020-05-14 2020-05-14 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
RU2020115826 2020-05-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021230770A1 true WO2021230770A1 (en) 2021-11-18

Family

ID=73792523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/050118 WO2021230770A1 (en) 2020-05-14 2021-04-30 Use of agarose as thickener for manufacturing a catalyst

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2737698C1 (en)
WO (1) WO2021230770A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1517122A (en) * 1976-01-21 1978-07-12 Hoechst Ag Honey comb structured catalysts containing noble metals
US6177381B1 (en) * 1998-11-03 2001-01-23 Uop Llc Layered catalyst composition and processes for preparing and using the composition
RU2703560C1 (en) * 2019-05-30 2019-10-21 Акционерное общество "Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов" Method of catalyst preparation

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2322296C1 (en) * 2006-12-04 2008-04-20 Институт физико-химических проблем керамических материалов Российской академии наук (ИПК РАН) Method of preparing catalyst for treating internal combustion engine exhaust gases and catalyst obtained by this method
DE102007010422A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Basf Se Preparation of a catalyst, useful in the heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of acrolein to acrylic acid, comprises attaching one of the active mass to the surface of the carrier body with the help of a binding agent
RU2378051C1 (en) * 2008-04-25 2010-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕРМОКЕМ" Method of preparing catalyst

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1517122A (en) * 1976-01-21 1978-07-12 Hoechst Ag Honey comb structured catalysts containing noble metals
US6177381B1 (en) * 1998-11-03 2001-01-23 Uop Llc Layered catalyst composition and processes for preparing and using the composition
RU2703560C1 (en) * 2019-05-30 2019-10-21 Акционерное общество "Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов" Method of catalyst preparation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2737698C1 (en) 2020-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6489597B2 (en) NOx removal catalyst and method for producing the same
DE69408957T2 (en) Device and method for cleaning exhaust gas
JP2014524352A5 (en)
JP2005503982A (en) Process for producing thin film porous ceramic-metal composites and composites obtained by this process
EP2736635A1 (en) A substrate surface structured with thermally stable metal alloy nanoparticles, a method for preparing the same and uses thereof, in particular as a catalyst
DE2460915A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A CARRIER CATALYST
CA1064894A (en) Process for producing denitrating catalysts
KR20220068221A (en) Metal foam supported catalyst and method for preparing same
US4855274A (en) Process for making a noble metal on tin oxide catalyst
CN112547090B (en) Monolithic catalyst and preparation method and application thereof
CN110479261B (en) VOCs catalytic oxidation supported catalyst and preparation method thereof
WO2021230770A1 (en) Use of agarose as thickener for manufacturing a catalyst
JP3441267B2 (en) Catalyst production method
CN112844490B (en) Universal organic waste gas catalyst, preparation method and application
WO2006095392A1 (en) Process for producing catalyst for discharge gas treatment
TW201309378A (en) Method for revitalizing emission gas purification catalyst
RU2378051C1 (en) Method of preparing catalyst
JP2020028869A (en) Method for producing voc removal catalyst, voc removal catalyst, and voc removal method
JP3080738B2 (en) Manufacturing method of platinum-based supported catalyst
CN112547091A (en) Combined catalyst and preparation method and application thereof
EP2066441A1 (en) Catalyst for treating an exhaust gas containing organic acid, and method for treating an exhaust gas containing organic acid
CN101157042A (en) Method and device for catalytic oxidation and reduction of gases and vapours with crystalline compounds of heavy metals and rare earths
RU2169614C1 (en) Method of preparing catalyst and catalyst for treating internal combustion engine exhaust gases
RU2794736C1 (en) Catalyst manufacturing method
KR800001171B1 (en) Method for manufacture of denitrating catalyst having porous coating

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21804431

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21804431

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205 DATED 12.01.2023)