СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ОКИСЛЕНИЯ CO Российский патент 1998 года по МПК B01J23/89 B01J37/02 B01J23/52 

Описание патента на изобретение RU2108152C1

Изобретение относится к технологии получения катализаторов и может быть использовано для получения катализаторов окисления окиси углерода, в частности, для удаления CO из выхлопных газов.

Известен способ получения катализатора окисления CO нанесением дисперсионных частиц Au на носитель из оксида металла [1]. Оксид металла получают добавлением раствора щелочи к водному раствору соединения HAuCl4 и соли металла.

Известен также способ получения катализатора на пористых носителях - органических полимерах пенной структуры с преобладанием открытых пор [2]. В качестве активной компоненты используют смесь оксидов Fe и Au в соотношении Fe : Au = 1 : 99 - 1 : 9. Смесь активных компонентов получают термической обработкой их кислородсодержащих соединений с последующим измельчением продукта до образования частиц размером менее 2 мм, которые смешиваются с исходными компонентами полимера с последующей их полимеризацией и образованием полимера со структурой пенного типа.

Однако данные способы не обеспечивают чистоты получаемого катализатора от ионов щелочных металлов, что ухудшает его каталитические свойства и требует дополнительной отмывки примесей, что усложняет технологический процесс получения катализатора.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения катализаторов на гранулированных носителях на основе Fe2O3 [3]. Суспензию активных компонентов получают путем взаимодействия Au или солей HAuCl4 и Fe(NO3)3, которую затем наносят на гранулы, причем соотношение Au и Fe поддерживают в интервале 1 : 999 - 1 : 4. Обработанные таким образом гранулы сушат при 120oC. Затем гранулы обрабатывают раствором (NH4)2CO3 с последующей прокалкой при 400oC.

Однако данный способ требует дополнительной операции гранулирования, что усложняет технологический процесс получения катализатора. К недостаткам можно также отнести истираемость и унос во времени катализатора, что сокращает срок его службы. Катализатор, полученный данным способом, требует длительного прогрева до оптимальной температуры конверсии за счет теплопроводности подложки.

Задачей изобретения является увеличение срока службы катализатора и упрощение технологического процесса за счет увеличения адгезионной прочности катализатора к поверхности носителя и исключения его примесей, а также сокращение количества технологических операций по его производству.

Поставленная задача решается способом изготовления катализатора окисления CO, используемого в металлических изделиях, включающим нанесение на материал подложки соединения, содержащего каталитически активный компонент - золото, сушку, обработку материала подложки окисляющим раствором и прокалку, при этом в качестве материала подложки используют само металлическое изделие, обработку окисляющим раствором проводят перед нанесением каталитически активного компонента, после чего проводят сушку, а в качестве каталитически активного компонента используют гидрозоль, содержащий ультрадисперсные частицы золота, помещенные в воду и обработанные ультразвуком. В качестве материала подложки используют металл на основе железа, а в качестве окисляющего используют раствор NH4Cl.

Использование в качестве подложки самого металлического изделия, основу которого составляет железо, и создание непосредственно на его поверхности слоя гидроксида железа (ржавчины) позволяет сократить количество операций по нанесению оксидного слоя на поверхность изделия и в то же время обеспечивает высокую адгезионную прочность катализатора к поверхности конструкции без дополнительных затрат.

Экспериментально установлено использование для получения катализатора готового гидрозоля, содержащего ультрадисперсные частицы золота, что позволяет избавиться от продуктов реакции восстановления, которые загрязняют катализатор и сокращают срок его службы.

В качестве окисляющего раствора используют соль NH4Cl, которая при нагревании до 400oC полностью диссоциирует и улетучивается с поверхности, не оставляя ионных примесей.

Способ осуществляется следующим образом.

Носитель - железное изделие, например проволоку путанку диаметром 0,1 мм, обрабатывают 5%-ным раствором NH4Cl и содержат во влажной атмосфере 72 - 96 ч до появления на поверхности равномерного слоя ржавчины. После чего носитель подвергают термической обработке (сушке) при 80 - 120oC в течение 20 мин. Для нанесения частиц Au на носитель готовят гидрозоль Au со средним размером частиц 5,0 - 5,2 нм, концентрацией частиц 0,1 - 1 г металла на 21 л воды, обработанный ультразвуковой мощностью 2 - 10 Вт/см2 в течение 10-15 мин. На окисленную поверхность носителя наносят приготовленный гидрозоль, после чего носитель подвергают сушке и обжигу при 400oC на воздухе.

Таким образом, катализатор, полученный предлагаемым способом, имеет повышенный срок службы за счет высокой адгезионной прочности катализатора к поверхности конструкции в исключении ионных примесей в структуре.

Степень конверсии CO при газовой нагрузке 103 ч-1 составляет 95% при 170oC.

Катализатор имеет низкую температуру вспышки (около 120oC и сокращенное время прогрева (высокая теплопроводность металлической подложки), что особенно важно при использовании его в составе конструкции каталитических систем нейтрализации отработанных газов автотранспорта.

Похожие патенты RU2108152C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА НА КЕРАМИЧЕСКИЙ НОСИТЕЛЬ 1997
  • Захаров Ю.А.
  • Сальский В.А.
RU2134156C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО НЕЙТРАЛИЗАТОРА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1998
  • Сальский В.А.
  • Кулешов С.В.
  • Захаров Ю.А.
RU2131773C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕКСТИЛЬНОГО КАТАЛИЗАТОРА НА ПОДЛОЖКЕ ИЗ СТЕКЛОВОЛОКОН 1998
  • Витковская Р.Ф.
  • Терещенко Л.Я.
  • Гиздатуллина Г.К.
RU2134613C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ОКСИДА УГЛЕРОДА 1994
  • Мухутдинов Р.Х.
  • Самойлов Н.А.
  • Перлов Р.А.
RU2068298C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ МЕТАЛЛОВ 1994
  • Сальский В.А.
  • Куркина Н.Н.
RU2088328C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ КЕРАМИКИ 1990
  • Сальский В.А.
  • Черяпина Е.В.
  • Бородкина Н.Д.
  • Казунин В.И.
  • Кирпичников Б.Я.
  • Водукова М.С.
SU1723791A1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА 2013
  • Потемкин Дмитрий Игоревич
  • Снытников Павел Валерьевич
  • Шубин Юрий Викторович
  • Плюснин Павел Евгеньевич
  • Лапкин Алексей Александрович
RU2526460C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА И КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ АММИАКА 2020
  • Ястребов Валерий Александрович
  • Морозова Людмила Эдуардовна
  • Драчев Вадим Игоревич
  • Елисеев-Федоров Илья Валерьевич
  • Харламов Андрей Михайлович
RU2745741C1
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА В СМЕСИ С АММИАКОМ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2013
  • Кириченко Ольга Алексеевна
  • Редина Елена Андреевна
  • Давшан Николай Алексеевич
  • Кустов Леонид Модестович
RU2515514C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО КАТАЛИЗАТОРА ОКИСЛЕНИЯ 2012
  • Потемкин Дмитрий Игоревич
  • Снытников Павел Валерьевич
  • Собянин Владимир Александрович
  • Семитут Евгений Юрьевич
  • Плюснин Павел Евгеньевич
  • Шубин Юрий Викторович
  • Макотченко Евгения Васильевна
  • Коренев Сергей Васильевич
RU2510620C1

Реферат патента 1998 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ОКИСЛЕНИЯ CO

Изобретение относится к технологии получения катализаторов и может быть использовано для удаления СО из выхлопных газов. С целью увеличения срока службы катализатора окисления СО, используемого в металлических изделиях, и упрощения технологического процесса его получения в качестве подложки используют само металлическое изделие, которое обрабатывают окисляющим раствором, сушат и наносят на его поверхность каталитически активный компонент, содержащий ультрадисперсные частицы золота, помещенные в воду и обработанные ультразвуком, затем изделие прокаливают. При этом в качестве материала подложки используют металл на основе железа, а в качестве оксиляющего используют раствор NH4Cl. 2 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 108 152 C1

1. Способ изготовления катализатора окисления СО, используемого в металлических изделиях, включающий нанесение на материал подложки соединения, содержащего каталитически активный компонент - золото, сушку, обработку материала подложки окисляющим раствором и прокалку, отличающийся тем, что в качестве материала подложки используют само металлическое изделие, обработку окисляющим раствором проводят перед нанесением каталитически активного компонента, после чего проводят сушку, и в качестве каталитически активного компонента используют гидрозоль, содержащий ультрадисперсные частицы золота, помещенные в воду и обработанные ультразвуком. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала подложки используют металл на основе железа. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве окисляющего используют раствор NH4Cl.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1998 года RU2108152C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
US, 5051394А, кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
DE, 4009575, кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
DE, 3914294, кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 108 152 C1

Авторы

Сальский В.А.

Сбеглова Н.В.

Даты

1998-04-10Публикация

1996-11-13Подача