Изобретение относится к катализаторам очистки от монооксида углерода автомобильных и промышленных выбросов, а также атмосферы в СОа-лазерах и дыхательных масках.
Целью изобретения является разработка нового, более активного низкотемпературного платинового катализатора
окисления СО, способного эффективно работать о более жестких условиях
Поставленная цель достигается тем, что с целью повышения активности, нанесение платины на носитель производится путем соосаждения компонентов из водного раствора, содержащего платинахлорпстоводо- родную кислоту и цирконилхлорид в весовом отношении 1:(23,1-138,7), действием раствора гидроксида калия, полученный
00
го
Ь.
го со
О
гель греют на водяной бане 2-3 ч, охлаждают, фильтруют, осадок на фильтре отмывают от маточного раствора.
Положительный эффект от заявляемого решения заключается в снижении в 2 раза температуры полного дожига монооксида углерода, т.е. в значительном росте каталитической активности. Так.если на катализаторе-прототипе полный (100%) дожиг СО был достигнут при 107°С. на предлагаемом нами - при 50°С,
Активность катализаторов, включая прототип, определяли по температуре полного дожига СО на лабораторной установке проточного типа при атмосферном давлении воздушной смеси, содержащей 1,0% СО при объемной скорости 10000 с хроматог- рафической регистрацией компонентов газовой смеси. Катализатор считали тем более активным, чем ниже была температура дожига СО.
Способ получения образцов иллюстрируют следующие примеры 1-8.
Пример 1. Для приготовления катализатора состава 0,5 мае. % Pt, 99,5 мае. % ZrOa готовят 30 мл водного раствора, содержащего платинахлористоводородную кислоту (HaPtCIs) и хлористый цирконил (ZrOCte) при соотношении компонентов (весовом) 1:138,7. Концентрации ионов платины и циркония были соответственно равны 0,625 и 93 r-ион/л. Полученный раствор при тщательном перемешивании приливают к 50 мл 1,8 н. раствора гидроксида калия. Смесь нагревают 2 или 3 ч на водяной бане и оставляют для старения выпавшего осадка на двое суток. Затем осадок отфильтровывают, отмывают от маточного раствора до отрицательной реакции на присутствие CI -ионов, сушат на воздухе при 110-120°С 5 ч, прокаливают при 500°С в течение 3 ч, таблетиру- ют и восстанавливают при 300°С 2 ч.
Пример 2. Для получения катализатора состава 1,0 мае. % Pt, 99,0 мае. % ZrOz готовят 30 мл водного раствора, содержащего Н2Р С1е и OCI2 при следующем весовом соотношении компонентов: 1:69,1. Концентрации ионов платины и циркония были соответственно равны 1,25 и 93 г-ион/л. Все последующие операции описаны в примере 1. Температуры восстановления: 100, 200 и 300°С.
Пример 3. Для получения катализатора состава 1,5 мае. Pt, 98,5 мае. % ZrOa готовят 30 мл водного раствора, содержащего HzPtCle и ZrOCh при следующем весовом соотношении компонентов: 1:51,8. Концентрации ионов платины и циркония были соответственно равны 1,875 и 91 гион/л. Дальнейшие операции описаны в примере 1.
Пример 4. Для получения катализатора состава 2,0 мае. % Pt, 98,0 мае. % Zr02
готовят 30 мл водного раствора, содержащего HaPtCle и ZrOCIa со следующим соотношением компонентов: 1:34,6. Концентрации ионов платины и циркония составляют соответственно 2,5 и 93 г-ион/л.
Все последующие операции описаны в примере 1.
Пример 5. Для получения катализатора состава 3,0 мае. % Pt. 97,0 мае. % Zr02 готовят 30 мл водного раствора, содержащего HaPtCie и ZrOCIz со следующим соотношением компонентов: 1:23.1. Концентрации ионов платины и циркония составляют соответственно 3,75 и 93 г-ион/л. Дальнейшие операции описаны в примере
1.
Пример 6. Для получения катализатора состава 0.1 мае. % Pt. 99,9 мае. % ZrOa готовят 30 мл водного раствора, содержащего H2PtCle и ZrOCh со следующим соотношением компонентов: 1:691. Концентрации ионов платины и циркония составляли соответственно 0,125 и 93 г- ион/л. Дальнейшие операции описаны в примере 1.
Пример. Для получения катализатора состава 0,2 мае. % Pt, 99,8 мае. % Zr02 готовят 30 мл водного раствора, содержащего H2PtCl6 и ZrOCl2 при весовом соотношении компонентов 1:345,5. Концентрации
ионов платины и циркония составляют соответственно 0,25 и 93 г-ион/л. Все последующие операции описаны в примере 1.
Пример 8 (прототип). Катализатор состава 2 мае. % Pt/AlaOa получен по способу-прототипу (9). 3 г оксида алюминия марки А-15 заливают 4 мл водного раствора пла- тинахлористоводородной кислоты CPI 15 г/л. Затем образец сушат 4-5 ч при 110-120°С, прокаливают 3 ч при 500°С и
восстанавливают в токе водорода при 600°С в течение 3 и 14 ч.
Температура достижения различных степеней окисления СО представлены в прилагаемой таблице.
Сопоставление этих результатов показывает, что предлагаемый катализатор существенно активнее катализатора- прототипа. Так. на образцах, содержащих 2% Pt. полный дожиг СО имеет место при
существенно разных температурах: если на катализаторе-прототипе (пример 8) - при 107°С, то на предлагаемом (пример 4) - при 50°С. Одинакового эффекта в очистке газов от СО можно достичь на катализаторе-про- тртипе (пример 8), содержащем 2,0% платины (температура полного дожита СО - 107°С) и на предлагаемом образце (пример 1) с 0,5% активного компонента (температура полного окисления СО - 100°С). Как вид- но из данных таблицы, на предлагаемом образце (пример 5) дожиг СО на 85% происходит уже при комнатной температуре. К тому же новый катализатор не спекается при повышении температуры восстановле- ния до 900°С. Так. на катализаторе 1,0 мае. % Pt/Zr02 (пример 2) полный дожиг СО имел место при 80°С, а после восстановления при 300-400°С - при 88-90°С.
Существенно снижена температура восстановления предлагаемого катализатора против прототипа. Так, если для катализатора-прототипа принят температурный интервал восстановления 550-650°С, то для образцов, синтезированных описанным в настоящем изобретении способом высокая активность достигается уже после восстановления при 200-300°С (пример 2). Температура восстановления - 130°С - является низкой для того, чтобы получить высокоак- тивный каталцздтор. Увеличение содержания платины1 более 3 мае-, % нецелесообразно, поскольку существенного снижения температуры окисления СО не наблюдалось.
Таким образом, к преимуществам предлагаемого катализатора по сравнению с прототипом следует отнести его значительно большую активность при низких температурах, достаточно высоких обьемных
5 10
15 0 5
0
скоростях газового потока и относительно низких температурах восстановления. Формула изобретения
1.Низкотемпературный катализатор для очистки промышленных газовых выбросов от монооксида углерода, содержащий платину и носитель, отличающийся тем. что, с целью повышения активности катализатора, в качестве носителя он содержит оксид циркония, полученный путем щелочного гидролиза соли циркония, при следующем содержании компонентов, мае.
%:
Платина0,5-3,0
Оксид цирконияОстальное
2.Способ получения низкотемпературного катализатора для очистки промышленных газовых выбросов от монооксида углерода, включающий нанесение платины на носитель, сушку, прокаливание на воздухе и восстановление водородом, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью, нанесение платины на носитель производят путем соосаждения компонентов из водного раствора, содержащего платинахлори- стоводородную кислоту и цирконилхлорид в массовом соотношении 1:(23,1-138,7), действием раствора гидроксида калия, полученный гель греют на водяной бане 2-3 ч, охлаждают, фильтруют, осадок на фильтре отмывают от маточного раствора, восстанавливают при 200-300°С.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНООКСИДА АЗОТА, КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОНООКСИДА АЗОТА И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОНООКСИДА АЗОТА | 1990 |
|
RU2039006C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ДОЖИГАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ В ГАЗАХ | 1993 |
|
RU2072898C1 |
| СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ (ВАРИАНТЫ) | 2008 |
|
RU2388532C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ДОЖИГАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ В ГАЗАХ | 2005 |
|
RU2287368C1 |
| НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЙ КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ДОЖИГАНИЯ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА | 2012 |
|
RU2500469C1 |
| Способ получения биметаллического электрокатализатора на основе платиновых ядер | 2021 |
|
RU2778126C1 |
| СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АЛЮМОПЛАТИНОВОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ВЫБРОСНЫХ ГАЗОВ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, МОНООКСИДА УГЛЕРОДА И ОКСИДОВ АЗОТА | 1990 |
|
RU2026738C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА | 1986 |
|
SU1840593A1 |
| ОКСИДНЫЙ КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ЛЕГКИХ БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ | 2012 |
|
RU2486005C1 |
| Катализатор для изомеризации углеводородов и способ его приготовления | 1991 |
|
SU1824231A1 |
Изобретение может быть использовано для очистки от монооксида углерода автомобильных и промышленных выбросов, а также атмосфера в СОг-лазерах и дыхательных масках Катализатор содержит платину и оксид циркония,полученный путем щелочного гидролиза соли циркония, при следующем соотношении компонентов, мае. % платина 0,5-3,0; оксид циркония - остальное Способ предусматривает нанесение платины на носитель путем соосаждения компонентов из водного растоора, содержащего плэти- нахлористоводородную кислоту и цирко- нилхлорид в массовом соотношение 1.(23.1-138,7)действием раствора гидрокси да калия, полученный гель греют на водяной бане 2-3 ч, охлаждают, фильтруют осадок на фильтре отмывают от маточного раствора. 2 с п. ф лы, 1 табл. (Л С
Результаты исстедования предлагаемого катализатора Р /2г02 и катализатора-прототипа Z% Pt/ AI203 в реакции окисления СО
. г - --.- J- -. -- - -- - - у- - -- - ---f- - -.у --- -. -
Соотношение (ве-|Длитель- )Температу-(Состав готового TeMneDaTyPa (°C) достижения СПКЛР) кш 1пнрн- ность ВЫ- оа ВОССТа-. „„-„„„„„.„т,., f lemiepaiypa v w/ .iwviru
