RU2627763C1 - Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов - Google Patents
Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2627763C1 RU2627763C1 RU2016132660A RU2016132660A RU2627763C1 RU 2627763 C1 RU2627763 C1 RU 2627763C1 RU 2016132660 A RU2016132660 A RU 2016132660A RU 2016132660 A RU2016132660 A RU 2016132660A RU 2627763 C1 RU2627763 C1 RU 2627763C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- niobium
- solution containing
- palladium
- iron
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 28
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 20
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 16
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 7
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N n,n-dioctyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(CCCCCCCC)CCCCCCCC XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BHDOPTZJCSDVJE-CVBJKYQLSA-L barium(2+);(z)-octadec-9-enoate Chemical compound [Ba+2].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BHDOPTZJCSDVJE-CVBJKYQLSA-L 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OCCN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 101000927773 Homo sapiens Rho guanine nucleotide exchange factor 9 Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100514487 Nicotiana tabacum NTK-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 101710156645 Peptide deformylase 2 Proteins 0.000 description 1
- 102100033221 Rho guanine nucleotide exchange factor 9 Human genes 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- XKXHCNPAFAXVRZ-UHFFFAOYSA-N benzylazanium;chloride Chemical compound [Cl-].[NH3+]CC1=CC=CC=C1 XKXHCNPAFAXVRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYBRKCKERYCKEZ-UHFFFAOYSA-N niobium palladium Chemical compound [Nb].[Pd].[Pd].[Pd] FYBRKCKERYCKEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- YHBDIEWMOMLKOO-UHFFFAOYSA-I pentachloroniobium Chemical compound Cl[Nb](Cl)(Cl)(Cl)Cl YHBDIEWMOMLKOO-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/54—Nitrogen compounds
- B01D53/56—Nitrogen oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/44—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/78—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/847—Vanadium, niobium or tantalum or polonium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к катализаторам для очистки газовых смесей от токсичных примесей, в частности от оксидов азота и углерода, и может быть использовано для удаления их из газовых технологических выбросов и выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. Способ получения катализатора состава {LaxBa(1-x)}{FeyNb(1-y)}(1-z)PdzO3, где x=0,30-0,95, y=0,07-0,94, z=0,01-0,10, включает приготовление смеси компонентов, содержащих в заданном соотношении лантан, барий, железо, ниобий и палладий, с последующей термической обработкой, при этом процесс осуществляют в одну стадию пиролизом органического раствора, содержащего лантан, барий, железо, ниобий и палладий, при 600°С в течение 1 часа. Органический раствор, содержащий указанные элементы, получают смешением в заданном соотношении экстрактов лантана, железа, ниобия и палладия с раствором олеата бария в бензоле. Лантан экстрагируют из нитратного раствора, содержащего 1 г/л лантана, бензольным раствором, содержащим 0,3% фенантролина и 20% ацетилацетона; железо экстрагируют из хлоридного раствора, содержащего 6,5 г/л железа, 10%-ным раствором триоктиламина в бензоле; ниобий экстрагируют из сульфатооксалатного раствора, содержащего 1 г/л ниобия, 5%-ным раствором хлорида триалкилбензиламмония; палладий экстрагируют из хлоридного раствора, содержащего 2,5 г/л палладия, 10%-ным раствором триоктиламина в бензоле. Полученные экстракты после отделения от водных фаз смешивают с раствором олеата бария в бензоле и подвергают пиролизу после отгонки растворителя при 600°С в течение 1 часа. Технический результат заключается в упрощении способа получения катализатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к катализаторам для очистки газовых смесей от токсичных примесей, в частности от оксидов азота и углерода, и может быть использовано для удаления их из газовых технологических выбросов и выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.
Известен катализатор, представляющий собой медно-никелевый сплав из семейства монелей, состоящий из 66% Ni; 31,5% Cu; 0,9% Mn; 1,35% Fe; 0,12% С; 0,005% S; 0,15% Si [Патент США N 3565574, кл. 23-2, 1971]. Применение этого катализатора позволяет проводить очистку выхлопных газов от оксидов азота и углерода, а также углеводородов. Но указанный катализатор эффективно работает только при достаточно высоких температурах (выше 400°С).
Известно, что для очистки выхлопных газов от окислов азота с помощью природного газа был использован никель-хромовый гранулированный катализатор, который проявлял высокую каталитическую активность при температуре 450°С и при отношении CH4/O2 0,5 [Тихоненко А.Д. и др. Узбекский химический журнал, 1970, N 4, с. 6-8].
К недостаткам данного катализатора следует отнести необходимость введения в очищаемый газ избытка восстановителя (природного газа или водорода) и проведение процесса только при высокой температуре.
Известен промышленный катализатор НТК-1, применявшийся для восстановления окислов азота в присутствии СО [Е.М. Некрич и др. Химическая технология 1974, N 5, с. 38-39]. В состав известного катализатора входят окислы Zn, Cr и Cu. Катализатор эффективно (степень превращения более 80%) восстанавливает NOx при температуре выше 230°С, близкая к 100% конверсия NOx наблюдается при температуре выше 275°С. Катализатор проявляет активность и в присутствии кислорода, однако при этом в газовую смесь следует добавлять значительный избыток восстановителя оксида углерода.
Недостатком известного катализатора является его низкая активность при невысоких температурах и неселективность в присутствии кислорода.
В патенте РФ №2467794 описан катализатор для очистки выхлопного газа, способ получения и использующее его устройство. Указанный катализатор лишен всех вышеперечисленных недостатков и имеет состав {LaxBa(1-x)}{FeyNb(1-y)}(1-z)PdzO3, где х=0,30-0,95, y=0,07-0,94, z=0,01-0,10. Для получения этого катализатора в соответствии с описанием к патенту используют два способа - жидкофазный и твердофазный. По жидкофазному способу сначала получают раствор ниобия в перекиси водорода. Для этого гидролизуют пентахлорид ниобия аммиаком, осадок отфильтровывают, промывают водой и растворяют в перекиси водорода. Затем ниобий высаливают ацетоном и полученный осадок снова растворяют в перекиси водорода. Далее растворяют соли лантана, бария, железа в органической кислоте и смешивают этот раствор с раствором ниобия. После этого полученный раствор упаривают и полученный концентрат сушат при 250°С. В результате получают порошок, который затем измельчают и обжигают при температуре от 600 до 1200°С. На последней стадии полученный обожженный порошок пропитывают водным раствором органической кислоты, содержащей благородный металл, в частности палладий.
По твердофазному способу смешивают оксиды или карбонаты лантана, бария, железа, ниобия, палладия, диспергатор и растворитель. Полученную смесь измельчают в шаровой мельнице и выпаривают растворитель. Полученный концентрат сушат при 120°С, после этого измельчают и обжигают в течение 5 часов при температуре от 800 до 1200°С.
Наиболее близким к заявляемому является жидкофазный способ получения катализатора [патенте РФ №2467794, опубл. 27.11.2012 г.].
К недостаткам жидкофазного способа получения катализатора состава {LaxBa(1-x)}{FeyNb(1-y)}(1-z)PdzO3 следует отнести многостадийность и высокие температуры обжига.
Задачей изобретения является упрощение способа получения катализатора состава:
где х=0,30-0,95, y=0,07-0,94, z=0,01-0,10.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе получения катализатора состава {LaxBa(1-x)}{FeyNb(1-y)}(1-z)PdzO3, где х=0,30-0,95, y=0,07-0,94, z=0,01-0,10, для очистки выхлопных газов, включающем приготовление смеси компонентов, содержащих в заданном соотношении лантан, барий, железо, ниобий и палладий, с последующей термической обработкой, процесс осуществляют в одну стадию пиролизом органического раствора, содержащего лантан, барий, железо, ниобий и палладий, при 600°С в течение 1 часа. Органический раствор, содержащий указанные элементы, получают смешением в заданном соотношении экстрактов лантана, железа, ниобия и палладия с раствором олеата бария в бензоле. Экстракты металлов получают по известным методикам.
Способ осуществляют следующим образом.
Лантан экстрагируют из нитратного раствора, содержащего 1 г/л лантана, бензольным раствором, содержащим 0,3% фенантролина и 20% ацетилацетона; железо экстрагируют из хлоридного раствора, содержащего 6,5 г/л железа, 10%-ным раствором триоктиламина в бензоле; ниобий экстрагируют из сульфатооксалатного раствора, содержащего 1 г/л ниобия, 5%-ным раствором хлорида триалкилбензиламмония; палладий экстрагируют из хлоридного раствора, содержащего 2,5 г/л палладия, 10%-ным раствором триоктиламина в бензоле. Полученные экстракты после отделения от водных фаз смешивают с раствором олеата бария в бензоле и подвергают пиролизу после отгонки растворителя при 600°С в течение 1 часа.
Повышение температуры выше 600°С экономически нецелесообразно, поскольку это не влияет на состав и свойства получаемого композита, а понижение температуры ниже 600°С приводит к неполному сгоранию органического вещества и, следовательно, к загрязнению целевого продукта углеродом.
Техническим результатом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является упрощение процесса получения катализатора состава {LaxBa(1-x)}{FeyNb(1-y)}(1-z)PdzO3 за счет сокращения количества стадий и снижения температуры процесса.
Состав полученного композита задан расчетным путем и подтверждается данными химического и рентгенофазового анализов.
Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими примерами.
Пример 1. Для экстракции лантана из нитратного раствора, содержащего 1 г/л La, используют бензольный раствор, содержащий 0,3% фенантролина и 20% ацетилацетона. После отделения водной фазы получают экстракт, содержащий 0,875 г/л лантана. Для экстракции железа из хлоридного раствора, содержащего 6,5 г/л железа, используют 10%-ный раствор триоктиламина в бензоле. После отделения водной фазы получают экстракт, содержащий 6,11 г/л железа. Для экстракции ниобия из сульфатооксалатного раствора, содержащего 1 г/л ниобия, используют 5%-ный раствор хлорида триалкил бензил аммония. После отделения водной фазы получают экстракт, содержащий 0,837 г/л ниобия. Для экстракции палладия из хлоридного раствора, содержащего 2,5 г/л палладия, используют 10%-ный раствор триоктиламина в бензоле. После отделения водной фазы получают экстракт, содержащий 2,43 г/л палладия. Далее к 50 мл экстракта лантана добавляют 3,2 мл экстракта железа, 9,7 мл экстракта ниобия, 0,6 мл экстракта палладия и к полученному смешанному органическому раствору добавляют 0,741 г олеата бария. В результате получают раствор, в котором мольное соотношение элементов La:Ba:Fe:Nb:Pd = 0,7:0,3:0,776:0,194:0,03. Полученный раствор упаривают при температуре 80-100°С и подвергают пиролизу при 600°С в течение 1 часа. В результате получают катализатор (каталитически активную композицию) состава:
{La0,7Ba0,3)}{Fe0,8Nb0,2}(0,97)Pd0,03O3.
Пример 2. Для изменения состава каталитически активной композиции (в пределах х=0,30-0,95, y=0,07-0,94, z=0,01-0,10), как описано в прототипе, можно изменять заданное соотношение объемом органических растворов. В частности, для получения состава {La0,35Ba0,65}{Fe0,8Nb0,2}0,97Pd0,03O3 к 25 мл экстракта лантана добавляли 3,2 мл экстракта железа, 9,7 мл экстракта ниобия, 0,6 мл экстракта палладия и к полученному смешанному органическому раствору добавляли 1,6 г олеата бария. В результате получили раствор, в котором соотношение элементов La:Ba:Fe:Nb:Pd = 0,35:0,65:0,776:0,194:0,03.
Пример 3. Получают раствор, содержащий лантан, барий, железо, ниобий палладий в бензоле по методике, описанной в примере 1 (соотношение элементов как в примере 1). Полученным раствором пропитывают керамический инертный носитель из пористого оксида алюминия в виде покрытия, нанесенного методом плазменно-электролитического оксидирования на сплав алюминия. Далее после отгонки растворителя при температуре 80-100°С пропитанный носитель подвергают пиролизу при 600°С в течение 1 часа. В результате получают катализатор для очистки выхлопных газов, содержащий в качестве активного компонента покрытие на оксиде алюминия из композиции состава {Lа0,7Ва0,3}{Fe0,8Nb0,2}0,97Pd0,03O3.
Толщину покрытия измеряли с помощью толщиномера «ВТ-201» (Россия). Фазовый состав исходных покрытий с нанесенными на них смесями для катализа определяли на рентгеновском дифрактометре D8 ADVANCE (Германия) с вращением образца в CuKα-излучении. Для анализа рентгенограмм использовалась поисковая программа EVA с банком данных PDF-2. Элементный состав покрытий определяли на электронном рентгеноспектральном микроанализаторе JXA-8100 (Япония).
Толщина покрытия 63±6 мкм, фазовый состав γ-Al2O3, Al(ОН)3.
Был сделан элементный анализ данного образца:
ат. %: - 54,2O; 1,12Na; 6,5Mg; 24,0А1; 7,9Si; 1,82S; 0,2K; 1,3Fe; 0,6Ba; 1,2La; 0,32Nb; 0,05Pd.
вес. %: - 25,4O; 0,8Na; 4,6Mg; 18,9Al; 6,5Si; 1,7S; 0,4K; 2,13Fe; 7,64Ba; 4,7La; 1,3Nb; 0,1Pd.
Лабораторные каталитические испытания образца проводили на универсальной установке проточного типа BI-CATƒlow4.2(A) (Россия, ИК СО РАН). В активную зону (диаметром 0.9 см и высотой 3 см) трубчатого кварцевого реактора помещали образец (геометрическая площадь поверхности покрытия 20 см2). Исходная реакционная смесь содержала 5% СО и воздух. Расход газа - 50 мл⋅мин-1. Концентрацию СО и СО2 на входе и выходе определяли при помощи ИК-газоанализатора ПЭМ-2 (Россия). Интервал исследуемых температур - 20-500°С. Образец нагревали до заданной температуры с шагом 25-50°, со скоростью 20 град/мин и выдерживали при этой температуре до установления постоянного состава конечной реакционной смеси (15-20 мин). При проведении лабораторных исследований об активности полученных композитов судили по температурной зависимости конверсии СО. На чертеже представлены результаты конверсии СО/СО2 в зависимости от температуры.
Начало каталитического процесса происходит при температурах выше 260-310°С. Температура 50% конверсии СО Т50 лежит в области 330-350°С, а температура полной конверсии Т100 составляет 375-425°С. Наличие петли гистерезиса "против часовой стрелки", а также увеличение конверсии СО в последующих циклах (3 цикла «нагрев-охлаждение») каталитических испытаний свидетельствует об активации образцов при высокотемпературном взаимодействии с реакционной газовой смесью, в которой в качестве активатора может выступать СО.
Claims (2)
1. Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов состава {LaxBa(1-x}{FeyNb(1-y)}(1-z)PdzO3, где x=0,30-0,95, y=0,07-0,94, z=0,01-0,10, включающий приготовление смеси компонентов, содержащих лантан, барий, железо, ниобий и палладий в заданном соотношении с последующей термической обработкой, отличающийся тем, что для приготовления смеси компонентов используют органические экстракты лантана, железа, ниобия, палладия и раствор олеата бария, которые смешивают в заданном соотношении и после отгонки растворителя подвергают термообработке при 600°С, при этом для приготовления экстракта лантана его экстрагируют из нитратного раствора, содержащего 1 г/л лантана, бензольным раствором, содержащим 0,3% фенантролина и 20% ацетилацетона, для приготовления экстракта железа его экстрагируют из хлоридного раствора, содержащего 6,5 г/л железа, 10%-ным раствором триоктиламина в бензоле, для приготовления экстракта ниобия его экстрагируют из сульфатооксалатного раствора, содержащего 1 г/л ниобия, 5%-ным раствором хлорида триалкилбензиламмония, для приготовления экстракта палладия его экстрагируют из хлоридного раствора, содержащего 2,5 г/л палладия, 10%-ным раствором триоктиламина в бензоле.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что органический растворитель отгоняют при температуре 80-100°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132660A RU2627763C1 (ru) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132660A RU2627763C1 (ru) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2627763C1 true RU2627763C1 (ru) | 2017-08-11 |
Family
ID=59641691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016132660A RU2627763C1 (ru) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2627763C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090286680A1 (en) * | 2005-12-09 | 2009-11-19 | Kenji Hirano | Exhaust Gas Purification Catalyst and Exhaust Gas Purification Catalyst Member |
| RU2417123C1 (ru) * | 2009-10-23 | 2011-04-27 | Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (Институт химии ДВО РАН) | Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания |
| EP2335812A1 (en) * | 2008-02-25 | 2011-06-22 | JGC Catalysts and Chemicals Ltd. | Exhaust gas treatment apparatus |
| RU2465047C1 (ru) * | 2011-07-29 | 2012-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания |
-
2016
- 2016-08-08 RU RU2016132660A patent/RU2627763C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090286680A1 (en) * | 2005-12-09 | 2009-11-19 | Kenji Hirano | Exhaust Gas Purification Catalyst and Exhaust Gas Purification Catalyst Member |
| EP2335812A1 (en) * | 2008-02-25 | 2011-06-22 | JGC Catalysts and Chemicals Ltd. | Exhaust gas treatment apparatus |
| RU2417123C1 (ru) * | 2009-10-23 | 2011-04-27 | Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (Институт химии ДВО РАН) | Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания |
| RU2465047C1 (ru) * | 2011-07-29 | 2012-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114805449B (zh) | 一种水溶性Pd(II)配合物及其合成方法和作为催化前驱体的用途 | |
| CA2866207C (en) | Method for preparing solid nitrosyl ruthenium nitrate by using waste catalyst containing ruthenium | |
| MX2014003480A (es) | Catalizadores de oxido de metal mezclados. | |
| Chigrin et al. | Structural transformations of CuMoO 4 in the catalytic oxidation of carbon | |
| RU2668554C2 (ru) | Улучшенные селективные катализаторы аммоксидирования | |
| Libby et al. | Synthesis of Ketenes with oxide catalysts | |
| US3914389A (en) | Lanthanum oxidation catalyst and method for utilizing the same | |
| CN113797935A (zh) | 一种用于低温高效处理VOCs的催化剂及其制备方法 | |
| RU2627763C1 (ru) | Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов | |
| CN103191743A (zh) | 用于空气中苯系物催化消除的Co基负载型催化剂及其制备方法 | |
| CN103028400B (zh) | 选择氧化催化剂及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Continuous two-step catalytic conversion of glycerol to pyridine bases in high yield | |
| Aliyeva et al. | Study of oxidation process of naphthene-paraffinic concentrate in the presence of the reduced graphene oxide modified by different Mn salts | |
| KR950010785B1 (ko) | 시클로헥산올 및 시클로헥산온의 제조방법과 그에 사용되는 촉매 | |
| KR102103038B1 (ko) | Fe-합금을 포함하는 금속 분말형 촉매 | |
| CN114247450A (zh) | 一种催化组合物、催化剂层、催化装置和气体处理系统 | |
| Zheksenbaeva et al. | Development of technology for catalytic neutralization of toxic impurities of waste gas from industrial enterprises | |
| RU2795468C1 (ru) | Способ получения катализатора полного окисления метана на основе LnFe0,5Sb1,5O6 (Ln=La-Sm) со структурой розиаита | |
| CN113198524B (zh) | 铜分子筛催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN115814786B (zh) | 一种抗氯中毒的脱CVOCs催化剂及其制备方法 | |
| JP4092161B2 (ja) | 白金二量体触媒の製造方法 | |
| KR0169189B1 (ko) | 시클로헥산올 및 시클로헥산온의 제조방법 | |
| Ponomarenko et al. | PDO impact on the activity of hydrocarbon oxidation with oxide catalysts | |
| Kim et al. | Preparation of Cu and Mn Bimetallic Catalyst Based on Co-Precipitation Method for Removal of Ethyl Acetate | |
| SU475765A3 (ru) | Способ получени непредельных алифатических динитрилов |