Катализатор для фотоокисления монооксида углерода под действием ультрафиолетового излучения и видимого света Российский патент 2025 года по МПК B01J21/06 B01J23/42 B01J23/44 B01D53/62 B01D53/86 B82Y30/00 B01J37/02 B01J37/08 

Описание патента на изобретение RU2841051C1

Изобретение относится к области разработки катализаторов для окисления монооксида углерода (угарный газ, СО) при комнатной температуре и очистки газовоздушных смесей и воздуха от его примесей c целью защиты окружающей среды и здоровья человека, так как угарный газ является одним из наиболее распространенных загрязнителей. В результате деятельности человека в атмосферу ежегодно поступает (350-600)⋅106 т СО, при этом более половины этого количества (56-62%) приходится на долю автотранспорта, так как содержание СО в выхлопных газах подвижного автотранспорта может достигать 12%. Монооксида углерода ядовит, поскольку при взаимодействии его молекул с гемоглобином крови образуется карбоксигемоглобин, который блокирует процессы транспортировки кислорода и клеточного дыхания. Нахождение человека в помещении с концентрацией CO в воздухе более 1250 мг/м3 в течение часа приводит к летальному исходу, поэтому необходима очистка воздуха жилых и рабочих помещений от монооксида углерода.

Уровень техники

Для решения задачи по удалению примесей СО из газовоздушных смесей используют разные подходы.

Известен способ прямого сжигания монооксида углерода в горючих смесях (RU 2541344, F23G 7/06, 18.10.2013). Данный способ позволяет снизить выбросы СО в дренажных газах, образующихся при экспериментальной отработке энергетических установок, ниже предельно допустимой концентрации (ПДК рабочей зоны). Способ основан на формировании и введении дренажных газов в предварительно разогретую смесь воздуха со вспомогательным топливом, ее воспламенении и сжигании с образованием высокотемпературного газового потока в проточной части реакционной зоны. Недостатками данного способа является то, что окисление происходит при температуре 870-950 °C и абсолютном давлении 1,5 атм. Причем используется избыток топлива по отношению к смеси вредных веществ. Основным недостатком данного способа также является низкая скорость окисления при ультрамалых концентрациях CO и, как следствие, его неэффективность для решения задачи по очистке воздуха помещений от микропримесей СО.

Известен способ каталитического дожигания монооксида углерода (RU 2500469, B01J 23/62, 22.11.2012) с использованием наноструктурированного катализатора, который состоит из носителя - диоксида олова, и активного компонента - нанесенных частиц платины. Данный катализатор обеспечивает полную конверсию CO в СО2 при температуре 180 °. Тем не менее, начальная температура, при которой начинает происходить окисление CO, составляет 80 °C, и при меньших температурах катализатор не проявляет активность в данной реакции. Таким образом, основным недостатком описанного способа является отсутствие способности к окислению CO при температурах близких к комнатным, а также при очень малых концентрациях СО, что приводит к непригодности данного способа для очистки воздуха помещений. Для осуществления процесса при комнатной температуре предложен катализатор окисления монооксида углерода (RU 2446878, B01J 23/42, 10.04.2012), содержащий благородный металл платиновой группы, нанесенный на углеродсодержащий носитель, который представляет собой композицию Pd/C-K, где: C - мезопористый углеродный материал, полученный карбонизацией рисовой шелухи, K - каолин, включающий оксиды алюминия, кремния, титана, железа и кальция. Основным недостатком является то, что предлагаемые Pd/C-K катализаторы позволяют окислять CO при комнатной температуре и его концентрации в реакционной смеси, равной 100 млн. д. атм., только если содержание Pd составляет 4-5%, что приводит к высокой стоимости катализатора.

Известен способ каталитической очистки воздуха от органических примесей и CO (RU 2051733, B01D 53/86, 10.01.1996) путем добавления озона в очищаемый воздушный поток с последующей подачей воздушной смеси в реактор с катализатором на основе активированного угля. Рабочее соотношение озон : кислород воздуха в смешанном потоке отработанного воздуха и озоно-воздушной смеси составляет 1 : (2-4), а соотношение озон : органические загрязнения - 1 : (2-10). Недостатком данного способа является использование специального озонатора для генерации озона в количествах, существенно превышающих ПДК, а также необходимость непрерывного поддержания повышенной температуры активированного угля (от 50 до 100 °C) для эффективного разложения органических примесей и CO на его поверхности. Сложность конструкции специального озонатора и необходимость непрерывного контроля концентрации образующегося озона, который является токсичным веществом, приводит к малой эффективности данного способа в случае очистки воздуха в закрытых помещениях.

Отличительной особенностью окисления примесей СО в воздухе помещений является то, что их концентрация составляет менее 100-1000 млн. д. атм. При этом процесс окисления должен протекать при комнатной температуре и влажности. Учитывая эти факторы, все перечисленные выше способы являются неэффективными в данных условиях и не способны осуществлять эффективную очистку воздуха, содержащего ультрамалые количества примесей монооксида углерода. Наиболее эффективным способом очистки воздуха от малых концентраций загрязняющих веществ при комнатных условиях является фотокаталитическое окисление (J.M. Herrmann, H. Courbon, J. Disdier, M.N. Mozzanega, P. Pichat, Photocatalytic oxidations at room temperature in various media, Studies in Surface Science and Catalysis. 55 (1990) 675-682). Способ фотокаталитического окисления основан на том, что под действием квантов света с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны полупроводникового фотокатализатора, происходит образование электрон-дырочных пар в объеме фотокатализатора. Образовавшиеся электрон и дырка могут мигрировать к поверхности фотокатализатора и принимать участие в окислительно-восстановительных реакциях с адсорбированными соединениями. Тем самым обеспечивается высокая скорость окисления даже малых концентраций загрязняющих веществ при комнатных условиях.

Фотокаталитическое окисление может быть дополнительно совмещено с использованием других типов окислителей. Описан способ очистки газов (RU 2259866, B01D 53/86, 10.09.2005), в том числе воздуха, окислением с использованием фотокатализатора, в котором исходную газовую смесь, содержащую окисляемые вещества, насыщают парами пероксида водорода, в качестве фотокатализатора используют диоксид титана с кристаллической структурой анатаза или диоксид титана, содержащий один или несколько переходных металлов, насыщение очищаемого газа парами пероксида водорода осуществляют в блоке.

Самым известным полупроводниковым фотокатализатором является диоксид титана (Y. Paz, Application of TiO2 photocatalysis for air treatment: Patents’ overview, Applied Catalysis B: Environmental. 99 (2010) 448-460), который имеет невысокую стоимость и практически нетоксичен, но при этом позволяет полностью окислить практически любые вещества за счет образования высоко реакционноспособных частиц. Главным недостатком диоксида титана как фотокатализатора является достаточно большая ширина его запрещенной зоны (3,0-3,2 эВ), в результате чего он активируется только под действием ультрафиолетового излучения и не способен поглощать кванты света видимого диапазона, что ограничивает область его использования.

Помимо этого, основным недостатком диоксида титана, как и других традиционных полупроводниковых фотокатализаторов, является его низкая адсорбционная способность по отношению к молекулам CO, в результате чего наблюдается низкая скорость фотокаталитического окисления СО и низкая скорость очистки воздуха от его примесей. Это также имеет важное значение ввиду того, что CO может образовываться в качестве побочного продукта при фотокаталитическом окислении органических загрязнителей, особенно ароматических соединений, приводя тем самым к вторичному загрязнению воздуха.

Описан фотокатализатор (A.V. Voronstsov, E.N. Savinov, E.N. Kurkin, O.D. Torbova, V.N. Parmon, Kinetic features of the steady state photocatalytic CO oxidation by air on TiO2, React. Kinet. Catal. Lett., 62 (1997), 83-88), представляющий собой диоксид титана анатазной модификации с удельной поверхностью 36 м2/г, синтезированный путем разложения сульфата титанила на воздухе при 750 °C. Указанный фотокатализатор способен окислять монооксид углерода при воздействии УФ-излучения при комнатных условиях. Основным недостатком данного фотокатализатора является то, что под действием УФ-излучения наблюдается очень низкая скорость окисления CO, а под действием видимого света окисление вообще не происходит.

Для решения задачи по увеличению адсорбционной емкости и скорости фотокаталитического окисления СО поверхность фотокатализатора можно модифицировать наночастицами благородных металлов, преимущественно платины. Наиболее близким к представленному изобретению является фотокатализатор (RU 2614761, B01J37/34, 29.03.2017), полученный путем добавления этанола и соединения-предшественника платины в водную суспензию диоксида титана, ее перемешивания, освещения ультрафиолетовым излучением, с последующим отделением осадка центрифугированием, его промывкой и сушкой, который предназначен для фотокаталитической очистки воздуха от загрязнения монооксидом углерода, а также от монооксида углерода, образующегося в качестве побочного продукта при фотокаталитическом окислении органических загрязнителей. Полученный таким образом фотокатализатор способен при освещении ультрафиолетовым излучением окислять монооксид углерода при комнатной температуре с высокой скоростью. Основным недостатком фотокатализатора, полученного описанным методом, является то, что он проявляет активность только под действием УФ-излучения и не активен под действием видимого света.

Раскрытие сущности изобретения.

Проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке катализатора для окисления монооксида углерода с расширенным спектром его действия, чтобы обеспечить фотокаталитическое окисление СО при комнатной температуре не только под действием УФ-излучения, но и под действием видимого света.

Техническим результатом является создание катализатора для фотоокисления монооксида углерода под действием излучения широкого спектрального диапазона, включающего ультрафиолетовое излучение и видимый свет, для быстрой фотокаталитической очистки воздуха от загрязнения монооксидом углерода, а также от монооксида углерода, образующегося в качестве побочного продукта при фотокаталитическом окислении органических загрязнителей.

Катализатор для фотоокисления монооксида углерода представляет собой нанокристаллический диоксид титана, содержащий в кристаллической решетке до 1 мас.% примеси азота, на поверхность которого нанесены наночастицы благородного металла - Pt или Pd или их смеси, с содержанием 0,05-4 мас. % Наличие примеси азота в кристаллической решетке диоксида титана обеспечивает формирование дополнительных энергетических уровней в его запрещенной зоне, что обеспечивает сдвиг края его поглощения в видимую область. Наличие наночастиц платины или палладия на поверхности диоксида титана обеспечивает повышение адсорбционной емкости катализатора по отношению к молекулам CO. В результате совокупного действия обоих факторов описанный катализатор проявляет под действием излучения ультрафиолетового и видимого диапазонов фотокаталитическую активность в реакции окисления монооксида углерода при комнатной температуре и обеспечивает очистку воздуха от его примесей с высокой скоростью.

Отличие спектральных характеристик диоксида титана, диоксида титана, содержащего примесь азота, и диоксида титана, содержащего примесь азота, на поверхность которого нанесены частицы переходных металлов, представлены на фиг. 1-2. Снимок просвечивающей электронной микроскопии катализатора с нанесенными наночастицами платины представлен на фиг. 3. Типичные кинетические кривые удаления СО и накопления СО2 при освещении катализатора для фотоокисления монооксида углерода видимым светом и УФ-излучением представлены на фиг. 4.

Фиг. 1. Спектры диффузного отражения, иллюстрирующие край поглощения диоксида титана (TiO2) и диоксида титана, содержащего примесь азота (TiO2-N).

Фиг. 2. Спектры диффузного отражения (а) и энергии фотовозбуждения (б) для TiO2-N и TiO2-N, содержащего на поверхности частицы переходных металлов.

Фиг. 3. Снимок просвечивающей электронной микроскопии, иллюстрирующий формирование наночастиц благородного металла на поверхности нанокристаллического диоксида титана TiO2-N.

Фиг. 4. Кинетические кривые удаления СО и накопления СО2 при освещении катализатора для фотоокисления монооксида углерода видимым светом (а) и УФ-излучением (б).

В качестве полупроводниковой основы катализатора используют нанокристаллический кристаллический диоксид титана в анатазной модификации, содержащий в кристаллической решетке до 1 мас.% примеси азота для возможности поглощения видимого света. Синтез диоксида титана с примесью азота осуществляют путем осаждения TiO2 из водного раствора сульфата титанила водным раствором аммиака с последующим прокаливанием при температуре 400-450 °C, что позволяет получать диоксид титана, допированный азотом, который способен поглощать не только УФ-излучение, но и видимый свет, что расширяет спектр его действия. Спектры диффузного отражения, иллюстрирующие наличие поглощения в видимой области спектра для диоксида титана, содержащего примесь азота, по сравнению с обычным диоксидом титана, представлены на Фиг. 1.

Благородным металлом, наночастицы которого наносят на поверхность азот-допированного диоксида титана, является Pt или Pd или их смесь. В качестве предшественника благородного металла преимущественно используется ацетилацетонат платины (Pt(AcAc)2), динитродиамминплатина (Pt(NH3)2(NO2)2), ацетилацетонат палладия (Pd(AcAc)2) или ацетат палладия (Pd(OAc)2). Нанесение металла осуществляют с использованием описанной методики (RU 2637120, B01J37/08, 30.11.2017) путем пропитки приготовленного нанокристаллического диоксида титана, содержащего примесь азота, металлоорганическим предшественником благородного металла, предварительно растворённым в неароматическом органическом растворителе, не содержащем гетероатомы (P, S, Cl), в качестве которого преимущественно используют ацетилацетон, с последующим постоянным перемешиванием до полного высыхания суспензии. Оставшийся растворитель полностью удаляют на ротационном испарителе, и после этого осадок прокаливают при температуре не менее, чем на 5 °С выше температуры разложения используемого металлоорганического предшественника, но не более 250 °С в течение 3 ч. Содержание благородного металла в катализаторе составляет 0,05-4 мас. %.

Принцип работы получаемого фотокатализатора заключается в следующем: молекулы монооксида углерода адсорбируются на поверхности частиц благородного металла, после чего реагируют с фотосгенерированными активными формами кислорода, образующимися на поверхности частицы металла и/или TiO2 при его облучении ультрафиолетовым излучением и/или видимым светом.

Осуществление изобретения

В качестве полупроводниковой основы катализатора является нанокристаллический диоксид титана анатазной модификации со средним размером кристаллитов 11 нм, содержащий в кристаллической решетке до 1 мас.% примеси азота, который синтезируют путём осаждения TiO2 из водного раствора сульфата титанила водным раствором аммиака с последующим прокаливанием при температуре 400-450 °С (по методике, описанной в работе (N. Kovalevskiy, D. Selishchev, D. Svintsitskiy, S. Selishcheva, A. Berezin, D. Kozlov, Synergistic effect of polychromatic radiation on visible light activity of N-doped TiO2 photocatalyst, Catal. Commun. 134 (2020) 105841). Для сравнительных примеров используют нанокристаллический диоксид титана TiO2 Hombikat UV100 фирмы Sachtleben Chemie GmbH (Германия), являющийся 100% анатазом с удельной поверхностью 350 м2/г и размером кристаллитов 10-15 нм, который не содержит примесь азота и не может поглощать видимый свет.

В качестве металлоорганических предшественников металлов используют: ацетилацетонат палладия (99%, Pd(AcAc)2) или платины (97%, Pt(AcAc)2) фирмы «Sigma-Aldrich» (США), ацетат палладия (99%, Pd(OAc)2) и динитродиамминплатина (Pt(NH3)2(NO2)2) фирмы «Красцветмет» (Россия). В качестве органического растворителя используют ацетилацетон (ОСЧ, C5H8O2) фирмы Sisco Research Laboratories Pvt. Ltd. (India).

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Получают катализатор для окисления монооксида углерода на основе нанокристаллического диоксида титана анатазной модификации с примесью азота и с нанесенными наночастицами платины. В качестве металлоорганического предшественника в данном примере используют ацетилацетонат платины Pt(AcAc)2, растворенный в ацетилацетоне. Осадок, полученный после удаления растворителя, прокаливают при температуре 250 °С в течение 3 часов. Массовое содержание платины в катализаторе составляет 0,05-4 %.

Образец помечают как ωPt1/TiO2-N, где ω - содержание Pt в мас. %.

Испытания активности синтезированных фотокатализаторов проводят в реакции фотокаталитического окисления монооксида углерода, которая протекает согласно следующему брутто-уравнению:

Эксперименты проводят при температуре 25 °С в статическом реакторе, встроенном в кюветное ИК-Фурье спектрометра Nicolet 380 фирмы Thermo Fisher Scientific (США). Испытания проводят следующим образом: в статический реактор помещают исследуемый образец катализатора, напускают 800-850 млн. д. атм монооксида углерода, включают освещение и следят за изменением концентрации СО и СО2, образующегося в ходе протекания реакции, по изменению интенсивности соответствующих полос поглощения на ИК-спектрах. Освещение катализатора осуществляют светодиодными источниками УФ- (365 нм, 20 мВт/см2) и видимого (450 нм, 100 мВт/см2) диапазонов. По начальной скорости расходования СО оценивают каталитическую активность образца в окислении СО под действием УФ-излучения и видимого света (Фиг. 4).

Результаты испытаний образцов катализатора по примеру 1 представлены в таблице 1.

Таблица 1 Наименование образца Скорость окисления СО под действием УФ-излучения,
млн. д. атм/мин
Скорость окисления СО под действием видимого света,
млн. д. атм/мин
0,05Pt1/TiO2-N 3,6 1,5 0,5Pt1/TiO2-N 15,4 6,6 1Pt1/TiO2-N 38,3 17,7 2Pt1/TiO2-N 49,7 22,6 4Pt1/TiO2-N 136 64,8

Из представленных в таблице 1 данных видно, что образцы катализатора на основе нанокристаллического диоксида титана анатазной модификации с примесью азота и с нанесенными наночастицами платины обладают фотокаталитической активностью и окисляют СО при комнатной температуре под действием как УФ-излучения (столбец 2), так и видимого света (столбец 3). Данные в таблице 1 (столбец 2 и столбец 3) также показывают, что в диапазоне содержаний платины от 0,05 до 4 мас. % наблюдается рост активности катализатора с увеличением количества металла. Методом просвечивающей электронной микроскопии было установлено, что платина присутствует на поверхности катализатора в виде наночастиц (Фиг.3).

Пример 2

Аналогичен примеру 1 с содержанием металла 1 мас. % с тем исключением, что в качестве предшественника платины используют динитродиамминплатину (Pt(NH3)2(NO2)2).

Образец помечают как 1Pt2/TiO2-N.

Пример 3

Аналогичен примеру 1 с содержанием металла 1 мас. % с тем исключением, что благородным металлом является палладий и в качестве его предшественника используют ацетилацетонат палладия Pd(AcAc)2.

Образец помечают как 1Pd1/TiO2-N.

Пример 4

Аналогичен примеру 1 с содержанием металла 1 мас. % с тем исключением, что благородным металлом является палладий и в качестве его предшественника используют ацетат палладия Pd(OAc)2.

Образец помечают как 1Pd2/TiO2-N.

Пример 5

Аналогичен примеру 1 с общим содержанием металла 1 мас. % с тем исключением, что благородным металлом является смесь платины и палладия и в качестве их предшественников используют ацетилацетонат платины Pt(AcAc)2 и ацетилацетонат палладия Pd(AcAc)2. Соотношение платины к палладию в катализаторе составляет 4:1.

Образец помечают как 1PtPd/TiO2-N

Пример 6 (сравнительный)

Аналогичен примеру 1 с содержанием металла 1 мас. % с тем исключением, что переходным металлом является медь и в качестве ее предшественника используют ацетат меди Cu(OAc)2.

Образец помечают как 1Cu/TiO2-N.

Пример 7 (сравнительный)

Аналогичен примеру 1 с содержанием металла 1 мас. % с тем исключением, что используют нанокристаллический диоксид титана TiO2 Hombikat UV100.

Образец помечают как 1Pt1/TiO2.

Пример 8 (сравнительный)

Аналогичен примеру 1 с тем исключением, что не добавляют предшественник металла.

Образец помечают как TiO2-N.

Пример 9 (сравнительный)

Аналогичен примеру 1 с тем исключением, что используют нанокристаллический диоксид титана TiO2 Hombikat UV100 и не добавляют предшественник металла.

Образец помечают как TiO2.

Сравнение активности образцов катализатора по примерам 1-5 с образцами сравнения по примерам 6-9 представлено в таблице 2.

Таблица 2 Пример № Наименование образца Скорость окисления СО под действием УФ-излучения,
млн. д. атм/мин
Скорость окисления СО под действием видимого света,
млн. д. атм/мин
Пример 1 1Pt1/TiO2-N 38,3 17,7 Пример 2 1Pt2/TiO2-N 34,1 15,3 Пример 3 1Pd1/TiO2-N 32,2 13,6 Пример 4 1Pd2/TiO2-N 30,7 13,1 Пример 5 1PtPd/TiO2-N 42,2 18,1 Пример 6
(сравнительный)
1Cu/TiO2-N 0,02 -
Пример 7
(сравнительный)
1Pt1/TiO2 34,3 -
Пример 8
(сравнительный)
TiO2-N 0,005 -
Пример 9
(сравнительный)
TiO2 0,01 -

Из представленных в таблице 2 данных (столбец 3 и столбец 4) видно, что образцы катализатора, содержащие в своем составе благородный металл, в качестве которого выступает платина или палладий или их смесь (примеры 1-5 и пример 7), наночастицы которого наносят с использованием разных предшественников, имеют существенно большую фотокаталитическую активность в окислении СО по сравнению со сравнительными образцами диоксида титана, не содержащими металл (примеры 8 и 9) или содержащими неблагородный металл, в качестве которого выступает медь (пример 6). Это иллюстрирует исключительную значимость благородного металла в составе предлагаемого катализатора для фотоокисления монооксида углерода. Благородный металл обеспечивает повышение адсорбционной способности катализатора по отношению к монооксиду углерода и улучшение переноса фотогенерированных носителей зарядов. При этом, при совместном нанесении двух благородных металлов, преимущественно платины и палладия, может достигаться синергетический эффект увеличения активности за счет улучшения межфазного переноса электронов (пример 5).

Данные в таблице 2 показывают, что в отличие от образца на основе нанокристаллического диоксида титана TiO2 Hombikat UV100 (пример 7), не содержащего примеси азота и не способного поглощать видимый свет, образцы катализатора на основе нанокристаллического диоксида титана анатазной модификации с примесью азота проявляет высокую фотокаталитическую активность в окислении СО не только под действием УФ-излучения, но и под действием видимого света (таблице 2 столбец 4). При этом наблюдается высокая скорость окисления СО в обоих спектральных диапазонах. Это иллюстрирует исключительную значимость нанокристаллического диоксида титана, содержащего примесь азота, в составе предлагаемого катализатора для фотоокисления монооксида углерода, поскольку он имеет расширенный спектр действия за счет возможность поглощения квантов света видимого диапазона.

Таким образом, представленные выше примеры в полной мере иллюстрируют то, что предложенный катализатор обеспечивает фотокаталитическое окисление СО при комнатных условиях не только под действием УФ-излучения, но и под действием видимого света и может использоваться для быстрой фотокаталитической очистки воздуха от загрязнения монооксидом углерода, а также от монооксида углерода, образующегося в качестве побочного продукта при фотокаталитическом окислении органических загрязнителей.

Похожие патенты RU2841051C1

название год авторы номер документа
Способ приготовления металл-нанесенного катализатора для процесса фотокаталитического окисления монооксида углерода 2016
  • Козлов Денис Владимирович
  • Селищев Дмитрий Сергеевич
  • Колобов Никита Сергеевич
  • Козлова Екатерина Александровна
RU2637120C1
Способ получения фотокатализатора для окисления монооксида углерода 2015
  • Козлов Денис Владимирович
  • Селищев Дмитрий Сергеевич
  • Колобов Никита Сергеевич
  • Козлова Екатерина Александровна
RU2614761C1
ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ СОРБИРУЮЩИЙ ТКАНЕВЫЙ МАТЕРИАЛ 2014
  • Пармон Валентин Николаевич
  • Козлов Денис Владимирович
  • Селищев Дмитрий Сергеевич
  • Колинько Павел Анатольевич
  • Грибов Евгений Николаевич
RU2562485C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОГО СОРБИРУЮЩЕГО ТКАНЕВОГО МАТЕРИАЛА 2014
  • Пармон Валентин Николаевич
  • Козлов Денис Владимирович
  • Селищев Дмитрий Сергеевич
  • Колинько Павел Анатольевич
  • Грибов Евгений Николаевич
RU2559506C1
КОМПОЗИТНЫЙ ФОТОКАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И ВОЗДУХА 2011
  • Козлов Денис Владимирович
  • Селищев Дмитрий Сергеевич
  • Колинько Павел Анатольевич
  • Козлова Екатерина Александровна
RU2478413C1
Композиция для нанесения фотоактивного покрытия на поверхность пористых и непористых материалов и обеспечения окислительной деструкции химических веществ 2022
  • Селищев Дмитрий Сергеевич
  • Степанов Григорий Александрович
  • Соловьева Мария Игоревна
  • Журавлев Евгений Сергеевич
  • Рихтер Владимир Александрович
  • Козлов Денис Владимирович
RU2793180C1
Способ получения модифицированного фотокатализатора на основе диоксида титана 2017
  • Барсуков Денис Валерьевич
  • Сапрыкин Алексей Викторович
  • Субботина Ирина Рудольфовна
  • Першин Алексей Николаевич
RU2640811C1
СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ ДИОКСИДА ТИТАНА АНАТАЗНОЙ АЛЛОТРОПНОЙ МОДИФИКАЦИИ НАНОЧАСТИЦАМИ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ (ВАРИАНТЫ) 2019
  • Волкова Юлия Сергеевна
  • Саломатина Евгения Владимировна
  • Смирнова Лариса Александровна
RU2731277C1
КОМПОЗИТНЫЙ АДСОРБЦИОННО-КАТАЛИТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ 2011
  • Козлов Денис Владимирович
  • Селищев Дмитрий Сергеевич
  • Колинько Павел Анатольевич
  • Козлова Екатерина Александровна
RU2465046C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ТИТАНА (ВАРИАНТЫ) 2003
  • Козлов Д.В.
  • Трубицына О.М.
  • Воронцов А.В.
  • Першин А.А.
RU2243033C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 841 051 C1

Реферат патента 2025 года Катализатор для фотоокисления монооксида углерода под действием ультрафиолетового излучения и видимого света

Изобретение относится к химической технологии. Предложен катализатор для фотоокисления монооксида углерода, включающий носитель на основе нанокристаллического диоксида титана в анатазной модификации, содержащий в кристаллической решетке до 1 мас.% примеси азота. На поверхность носителя методом пропитки нанесены наночастицы Pd, или Pt, или их смеси при соотношении платины к палладию 4:1. Содержание Pd, или Pt, или их смеси в катализаторе составляет 0,05-4 мас.%. Изобретение позволяет очищать воздух от монооксида углерода с высокой скоростью при комнатной температуре. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 9 пр.

Формула изобретения RU 2 841 051 C1

1. Катализатор для фотоокисления монооксида углерода под действием ультрафиолетового излучения и видимого света при комнатной температуре, включающий носитель, представляющий собой нанокристаллический диоксид титана в анатазной модификации, содержащий в кристаллической решетке до 1 мас.% примеси азота, полученный путем осаждения TiO2 из водного раствора сульфата титанила водным раствором аммиака с последующим прокаливанием, с нанесенными на поверхность допированного азотом диоксида титана наночастицами Pd, или Pt, или их смеси при соотношении платины к палладию в катализаторе 4:1 соответственно, которые наносят путём пропитки раствором соединения металлоорганического предшественника в ацетилацетоне, при этом содержание Pd, или Pt, или их смеси составляет 0,05-4 мас.%.

2. Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что предшественником платины является ацетилацетонат платины Pt(AcAc)2 или динитродиамминплатина Pt(NH3)2(NO2)2.

3. Катализатор по п. 1 отличающийся тем, что предшественником палладия является ацетилацетонат палладия Pd(AcAc)2 или ацетат палладия Pd(OAc)2.

4. Катализатор по п. 1 отличающийся тем, что осадок, образующийся после смешения водного раствора сульфата титанила с водным раствором аммиака, прокаливают на воздухе при температуре 400-450°C.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2025 года RU2841051C1

CN 108722464 A, 02.11.2018
Способ приготовления металл-нанесенного катализатора для процесса фотокаталитического окисления монооксида углерода 2016
  • Козлов Денис Владимирович
  • Селищев Дмитрий Сергеевич
  • Колобов Никита Сергеевич
  • Козлова Екатерина Александровна
RU2637120C1
KR 20070112080 A, 22.11.2007
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ТИТАНА (ВАРИАНТЫ) 2003
  • Козлов Д.В.
  • Трубицына О.М.
  • Воронцов А.В.
  • Першин А.А.
RU2243033C1
CN 101301619 A, 12.11.2008
KIM W
et al., Visible light photocatalytic activities of nitrogen and platinum-doped TiO2: Synergistic effects of co-dopants, Applied Catalysis B: Environmental, 2014, Vol
Раздвижной паровозный золотник со скользящими по его скалке поршнями и упорными для них шайбами 1922
  • Трофимов И.О.
SU147A1
ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВЕТРЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ 1923
  • Маевский Н.Г.
SU642A1

RU 2 841 051 C1

Авторы

Селищев Дмитрий Сергеевич

Козлов Денис Владимирович

Даты

2025-06-02Публикация

2023-12-28Подача