Катализатор для разложения озона Советский патент 1992 года по МПК B01J23/84 B01D53/36 

;с/

Г1

IV.

Использование: в производствах с участием озона: очистка сточных вод, обработка полупроводников в микроэлектронной промышленности, дезинфекция в медицине и сельском хозяйстве и т.д. Катализатор содержит следующие компоненты мас.%: двуокись марганца 30-40, окись меди 20-30 талюм остальное. 1 табл.

Изобретение относится к гетерогенным катализаторам разложения озона и может быть использовано в производствах с участием озона: очистка сточных вод, обработка полупроводников в микроэлектронной промышленности, дезинфекция в медицине и сельском хозяйстве и т.д.

Известен механически прочный катализатор для разложения озона, содержащий никель или закись никеля и серебро на носителе - шариковом алюмосиликате. Недостатком этого катализатора является содержание в нем дорогостоящего металла - серебра,

Наиболее близким к предлагаемому является катализатор гопкалит ГФГ. содержащий 55-65% мае. Мп02, 15-26% мае. СиО и 12-15% мае. связующего - бентонитовой глины, который применяют в промышленности для разложения озона

Недостатками этого катализатора являются: снижение активности при работе во влажной среде: низкие механическая прочность и термостойкость; расползание гранул катализатора в воде.

Цель предлагаемого изобретения - повышение активности катализатора во влажной среде при одновременном повышении его механической прочности и термостойкости.

Цель достигается тем. что предложенный катализатор в качестве связующего содержит талюм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 30-40 МпОа. 20-30 СиО и - остальное.

Отличием предложенного катализатора разложения озона от прототипа является то, что он в качестве связующего талюм при следующем отношении компонентов: Мп02 - 30-40%, СиО - 20-30% TI - 30-50% (мас.%).

.«а

о оо

Гч

Установлено что введение в качестве связующего талюма (моно и диалюмината кальция) только при вышеуказанном соотношении компонентов приводит к повыше нию активности катализатора во влажной среде

При содержании талюма менее 30% вес катализатор рассыпается При содержании талюма более 50% низка активность катализатора Кроме того введение талюма повышает механическую прочность и термостойкость катализатора Предлагаемый нами катализатор можно назвать гопталюм

П р и м е р 1 Предварительно измель ченные Mn02, CuO, талюм, взятые в количестве 40 2 26 8 и 33 г соответственно смешивают с 50 г воды до образования пластичной массы которую формуют в экстру- даты диаметром 1 3-1 4 мм и длиной 3-4 мм Экструдаты провяливают в течение суток на воздухе при комнатной температуре подвергают гидротермальной обработке при температуре 90-100°С в течение 4 ч сушат при 200°С в течение 2 ч и прокаливают при 300°С в течение 3 ч в печи кипящего слоя в токе осушенного воздуха Синтезированный катализатор был использован для разложения озона в сухой и влажной (80 90% влажности) озоно-кислородной смесях

Условия испытания катализаторов

скорость озоно-кислородной смеси 20 л/час,

входная концен.рация (08-09) 10

молекул Оз

Ј, продолжительность испытаемний 5 ч

За меру активности катализаторов принимают коэффициент активности у (коэффициент разложения озона) показы вающий долю распавшихся молекул при столкновении с поверхностью катализатора в общем числе столкновении с поверхностью Коэффициент активности у рассчитывают по формуле

1о

У

Aw In Со/С

VT

w - объемная скооость см /сек

, молекул С0 входная концентрация--

см

Оз

„ молекул Оз С-выходная концентрация -

см

VT - тепловая скорость молекул см/с S - внешняя поверхность катализатора

см

П р и м е р 2 Катализатор гопталюм состава 36% Мп02 24% CuO 40% талюма Приготовлен аналогично примеру 1

h р и м е р 3 Катализатор кэпталюм состава 30%МпОа 20% CuO 50% талюм Приготовлен аналогично примеру 1

П р и м е р 4 Катализатор гопталюм 5 состава 27% МпОа 18% - CuO 55% -талюм Приготовлен аналогично примеру 1

П р и м е р 5 Катализатор гопгалюм состава 12% МпОа 8% CuO 80% талюм Приготовлен аналогично примеру 1 10Примерб Катализатор гопталюм

СОСТЗЕЭ 45% Мп02 30% - CuO 25% - талюм Приготовлен аналогично примеру 1

П р и м е р 7 Катализатор гопталюм состава 56% Мл02 11% CuO 33% талюм 15 Приготовлен аналогично примеру 1

Пример8 Катализатор гопталюм состава 52% МпОз 18% - CuO 30% - талюм Приготовлен аналогично примеру 1

П р и м е р 9 Кататизатор гопталюм 20 состава 33% Мп02 34% - CuO 33% - талюм Приготовлен аналогично примеру 1

П р и м е р 10 Катализатор гопталюм состава 402% Мп02 268% - CuO 33% - тапюм Приготовлен аналогично примеру 1 25 за исключением температуры прокаливания равной 450°С

П р и м е р 11 Катализатор гопталюм состава 40 2% Мп02 26 8% CuO 33% та люм Приготовлен аналогично примеру 1 за 30 исключением температуры прокаливания равной 580°С

П р и м е р 12 Катализатор гопгалюм состава 30% Мп02 20% - CjO 50% - талюм Приготовлен аналогично примеру 1 за 35 исключением температуры прокаливания равной 450°С

П р и м е р 13 Катализатор гоптапкж состава 30% МпОа 20% - CuO 50% талюм Приготовлен аналогично примеру 1 за иск- 40 тючением температуры прокаливания равной 580°С

П р и м е р 14 Промышленный катализатор юпкзлит (прототип, прокапенный при 300°С

15Г р и м е р 15 Промыш )енный катали

затор гопкали прототип) прокаленный при 450°С

П р и м е о 16 Промышленный катали затор гопкалит (прототип) прокаленный 50 при 580°С

Результаты испытаний катализаторов представлены в таблице

аким образом заявляемый катализатор по сравнению с прототипом во влажной 55 среде повышает коэффициент активнисти разложения озона с02 10 4 до 0 6 10 4 те в 3 раза кроме того механическая прочность на износостойкость повышается с 783 до 98 2% атег чостойкость катализато ра при прокаливай„ 450 до 600°С

Экструдаты предлагаемого катализатора не расползаются в воде

Формула изобретения Катализатор для разложения озона, содержащий двуокись марганца,окись меди и связующее, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора

0

1

2

3

36

30

27

12

45

56

52

33

40,

40,

30

30

26,

24

20

18

8

30

11

18

34

26,

26,

20

20

33 40 50 55 80

25 33 30 33 33 33 50 50

0,5 0,5 0,4 0.2

1,5 1, 1,2 1,0 0,7

экструдаты рассыпались

0,3

0,2 0,6 0,6

0,5

1,3 1,2

1,0

1,1 0,8

1,7 2,0

М 1.6

при работе во влажной среде при одновременном повышении механической прочности и термостойкости, он в качестве связующего содержит талюм при следующем содержании компонентов, мас.%:

двуокись марганца30-40;

окись меди20-30;

талюмОстальное.

87,1 У8,2

1,0

1,1 0,8

1,7 2,0

М 1.6