Получение растворным синтезом сжигания наноразмерных катализаторов для окисления монооксида углерода

ПОЛУЧЕНИЕ РАСТВОРНЫМ СИНТЕЗОМ СЖИГАНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА.

, ассистент

, студент гр. 2-ФТ-5М

Самарский государственный технический университет, 443100, г. Самара, ул. ,
тел.[phone]

E-mail: *****@***ru

Каталитическое окисление монооксида углерода (СО) – процесс широко применяемый в различных отраслях промышленности таких как: очистка выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, получение чистых (не содержащих в своем составе СО) газов, очистка газообразных отходов нефтехимических и металлургических производств. Окисление СО – одна из стадий во многих важных производственных процессах, таких как производство метанола и синтез – газа [1, 2].

Низкотемпературное окисление СО на катализаторах, является одним из путей решения проблемы очистки воздуха и снижения выбросов в атмосферу от автомобилей. При холодном запуске автомобиля происходит выделение в атмосферу СО и углеводородов. Примерно 90% всех токсичных выбросов от автомобильного транспорта происходят во время холодного пуска [3-5]. Монооксид углерода является токсичным и вредным загрязнителем воздуха. Его влияние распространяется не только на человека, но также на растительный и животный миры и косвенно увеличивает глобальное потепление. Проведенные исследования показали, что в развитых странах основным источником СО (около 64%), являются выхлопные газы автомобилей. Современные автомобильные катализаторы имеют в своем составе металлы платиновой группы: Pt, Pd, Rh. Катализаторы из благородных металлов обладают высокой эффективностью, являются устойчивыми к воздействию влаги, но, как правило, требуют для эффективной работы температуру выше 100 ° C [6, 7].

Растущие цены на благородные металлы, небольшой срок эксплуатации автомобильных катализаторов и рост числа автомобилей мотивирует производителей автомобилей уменьшать содержание драгоценного металла в катализаторах или найти замену для благородных металлов. Разработка активных и стабильных катализаторов не содержащих в своем составе благородных металлов является одной из актуальных задач современной науки. Одним из современных методов получения высокоэффективных катализаторов низкотемпературного окисления СО, не содержащих в своем составе металлов платиновой группы, являются самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) [8-13], и растворный синтез сжиганием (РСС) [14-19].

Растворный синтез сжиганием позволяет получить оксидные катализаторы в виде наноразмерных порошков (размер частиц менее 100 нм), которые обладают очень высокой каталитической активностью при температуре окружающей среды. Одним из таких катализаторов является медно-хромовая шпинель CuCr2O4. Данный катализатор был успешно получен растворным синтезом сжигания. На рисунке 1 представлен результат рентгенофазового анализа продуктов синтеза.

Рис. 1. Рентгенограмма продуктов синтеза

Список литературы:

1. A. A. Gokhale, J. A. Dumesic, M. J. Mavrikakis, Am. Chem. Soc. 130:1402 (2008)

2. L. L. Wang, L. M. Yang, Y. H. Zhang, W. Ding, S. P. Chen, W. P. Fang, Y. Q. Yang, Fuel Process Technol, 91:723 (2010)

3. M. Shelef, and R. W. McCabe, Catal. Today 62:35 (2000)

4. G. Lenaers, Sci. Total Environ. 139: 189 – 190 (1996)

5. R. C. Rijkeboer, Catal. Today 11:141 (1991)

6. D. L. Trimm, and Z. I. Önsan, Catal. Rev. Sci. Eng. 43: 31–84 (2001)

7. S. H. Oh, and G. B. Hoflund, J. Catal. 245: 35 – 44 (2007)

8. G. Xanthopoulou, Applied Catalysis A:General 182: 2: 285-295 (1999)

9. G. Xanthopoulou, Applied Catalysis A:General 187: 1: 79-88 (1999)

10. G. Xanthopoulou, Chemical Engineering and Technology 24: 10: 1025-1034 (2001)

11. G. Xanthopoulou, Applied Catalysis A: General 185: 185-192 (1999)

12. G. Xanthopoulou, Applied Catalysis B: Environmental 19: 37-44 (1998)

13. G. Xanthopoulou, G. A. Vekinis, Eurasian Chemico-Technological Journal 12: 1: 17-21 (2010)

14. P. Bera, K. C. Patil, V. Jayaram, G. bbanna, M. S. Hegde, Current Opinion in Solid State and Materials Science 12: 44–50 (2008)

15. G. Xanthopoulou, S. Varitis, K. Karanasios, G. Vekinis, SHS Journal 23: 2: 92-100 (2014)

16. K. Karanasios, G. Xanthopoulou, G. Vekinis, L. Zoumpoulakis, 23: 4: 221-229 (2014)

17. M. Piumetti, D. Fino, N. Russo, Applied Catalysis B: Environmental 163: 277–287 (2015)

18. C.-F. Yan, H. Chen, R.-R. Hu, S. Huang, W. Luo, C. Guo, M. Li, W. Li, International Journal of Hydrogen Energy 39: 32: 18695–18701 (2014)

19.  L. H. Reddy, G. K. Reddy, D. Devaiah, B. M. Reddy, Applied Catalysis A: General 445–446: 297–305 (2012)