Изучение структуры каталических Pd содержащих мембран

1, 1, 1,

1, 2, 2,

R. van der Vaart3, E. L.J. van Soest-Vercammen3

1Институт нефтехимического
синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Москва

2Институт катализа им. СО РАН, Новосибирск

3TNO Institute of Environment, Energy and Process Innovation, Apeldoorn,

The Netherlands

ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ

КАТАЛИТИЧЕСКИХ pd-содержащих мембран

Удаление растворенного кислорода из воды является одной из важнейших задач технологии водоподготовки во многих важных областях промышленности и техники (бойлерные воды, микроэлектроника, пищевая, нефтяная и газовая промышленности) Например, для целей микроэлектроники требуется вода с содержание кислорода ниже 1 ppb. Существующие физические методы удаления растворенного кислорода требуют высоких энергетических затрат. Весьма перспективным подходом очистки воды от растворенного кислорода является восстановление его на палладиевом катализаторе с получением воды. Этот процесс является малоэнергоемким, экологически чистым и позволяет достигать глубоких степеней очистки воды от растворенного кислорода. Типичный катализатор для данного процесса – палладий, нанесенный на ионообменную смолу, активированный уголь или на другие мезопористые материалы [1], но такие методы требуют осуществления двухстадийного процесса.

В работе применен одностадийный процесс каталитического удаления кислорода из воды, предложенный академиком с сотрудниками [2], на основе палладированных пористых гидрофобных полипропиленовых волокон. В качестве восстановителя используется водород, который подается внутрь волокон, диффундирует к внешней покрытой палладием поверхности, и восстанавливает растворенный в воде кислород.

В работе использованы два способа нанесения палладия на внешнюю поверхность полипропиленовых волокон с предварительной очисткой и травлением последних. Состояние палладия на поверхности ПП волокон изучено методами SEM, EXAFS, XRD. Методами EXAFS и XRD показано, что палладий, нанесенный на ПП волокна, имеет кристаллическую структуру и не присутствует каких-либо иных Pd-содержащих фаз (например, оксидов) (табл.1). Методом SEM показано, что размеры частиц палладия изменяются от 2 мкм до 100 нм для мембран с количеством палладия на внешней поверхности от 48 до 0,3 масс,%, соответственно.

Таблица 1

Результаты исследования мембран методами EXAFS и XRD

ПП мембраны	Содержание Pd на поверхности, масс. %	Амплит. пиков	Координац. число	a (Pd), Å
Палладиевая фольга	100	3.028	11.5	3,89019
Accurel S6/2	48	2.734	10.3	3,8913
Accurel Q3/2	24	2.590	9.5	3,8928
Accurel Q3/2	0,73	2.170	8.1	3,9038
Accurel Q3/2	0,68	2.007	7.8	3,8909
Accurel Q3/2	0,60	1.996	7.7	3,8908
Accurel Q3/2	0,30	1.445	5.9	3,8908

Исходные и полученные палладированные ПП мембраны изучены методами ДДП и газопроницаемости. Мембранный реактор представляет собой пучок палладированных с внешней стороны ПП волокон, которые омываются водой. Удаление растворенного кислорода из воды в мембранном реакторе водородом, подаваемым внутрь волокон, эффективно уже при комнатной температуре.

Авторы благодарят за финансовую поддержку NWO-RFBR (грант № 000.015.008) и ФЦП «Интеграция (грант № И-0512/1174)».

Список литературы

1. Патент № ЕР0 В1; 1985.

2.  , , Р. Ван дер Ваарт. Труды всероссийской научной конференции «Мембраны – 2001». 2 – 5 октября. 2001. Москва. 145.