Способ приготовления катализатора для очистки выхлопных газов Советский патент 1980 года по МПК B01J37/00 B01J23/40 

1

Изобретение относится к технологии получения катализаторов для очистки газов от окиси углерода или углеводородов и может быть использовано, в частности, для очистки газовых выбросов автомобилей., двигателей внутреннего сгорания,работающих в подземных условиях, в глубоких карьерах, по очистке га зов химических производств.

Известен способ приготовления катализаторов для процессов окисления указанных газов, заключающийся в TQM, что получение формованных, нанесенных на носитель и устойчивых при высокой температуре платиновых или палладиевых катализаторов окисления осуществляют путем смещения сухой j молотой глины с АС (ОН}т с добавлением смазки, повышающих пористость. Формованную смесь сушат около 20 ч, прокаливают при 9001400°С и яатем пропитывают раствором соединений платины или палладия.. На такой поверхности содержится 0,05 вес,% платины или палладия 1 ,

Известен также способ приготовления катализатора, полученного нанесением наволокнистый носитель .

SiOo, A6,jO или алюмосиликат катализаторов, содержащих металлы платиновой группы 2. В этом способе приготовления катализатора носитель

5 пропитывают раствором сульфорезината металла P-t-группы, затем сушат в условиях предотвращения всякой миграции нанесенных веществ на частицах носителя. Прокалку ведут при

10 200-ЗОО С в содержащей Оа атмосфере и стабилизируют при 400 С до восстановления окиси металла.

Процесс приготовления таких катализаторов очень громоздкий, требует длительного времени сушки, высокой температуры прокалки, катализаторы имеют низкую тегтлопроводность, создают в процессе эксплуатации гидравлическое сопротивление, неравно20 доступную поверхность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ приготовления катализатора для очистки

25 выхлопных газов путем обработки металлического носителя - алюминия, взятого в виде пластины, трубы или проволоки, постоянным током или при наложении переменного тока на

30 постоянный в растворах щавелевой,

хромовой кислот с последующей пропиткой носителя водным раствором платинохлористоводородной кислоты или хлористого палладия, сушкой и прокалкой 3 ..

Катализатор, полученный известным способом, обладает недостаточно высокой активностью и механической прочностью. Так, степень окисления окиси углерода на катализаторе, полученном известным спосо 1

бом, при «/-3000 ч

-1,3 с при

(СО) 0,6% составляет при 180°С 45,7%, Кат ализатор, полученный известным способом, при 600°С не стоекS вначале пoявляютc.я тpeщины с последующим отлущиванием окисной пленки из-за плохой адгезии еес носителем.

Целью изобретения является получение катализатора с повышенной активностью и механической прочностью

Для достижения поставленной цели предложен способ приготовления катализатора для очистки выхлопных газов путем, обработки металлического носителя, в качестве которого используют титан, постоянным током в растворах соляной и серной кислот в количестве 60-65% г/л и 350400 г/л соответственнов течение 50-60 мин с последующей пропиткой носителя водным раствором платинохлористоводородной кислоты или хлористого палладия, сушкой и прокалкой.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются использование в качестве носителя титана И проведение его обработки в растворах соляной и серной кислот в количестве 60-65 ,г/л и 350-400 г/л соответственно, в течение 50-60 мян.

Катализатор, полученный предлагаемым способом, обладает повышенной активностью и механической прочностью по сравнению с катализатором, полученным известным спосо-: бом. Так, степень окисления Окиси углерода на катализаторе, полученном предлагаемым способом, при .W-3000 ч- 1,3 с при (СО) 0,ё% составляет при 100%. На протяжении 200 ч работы активность катализатора не понижается, разрушение «поверхности катализатора, JDпpeдeляeмoe визуально под микрЬскопом, не наблюдалось.

Пример, Титановые пластинки марки ВТ-1 размером 100-20i-0 , 2мм подвергают электрохимической обработке в электролите, который содержит, г/л: НСг (активатор) 6065, (ингибитор) 350-400.Электрохимическую обработку титановой поверхности проводят в электролизере, катодом служат свинцовые пластины, анод подводится к титановой поверхности. Плотность постоянного тока, полученного с помощью селенового выпрямителя, составляет 1,5- 2 А/дм , Продолжительность анодирования 50-60 мин.

При такой обработке на титановой, поверхности была получена пленка двуокиси титана толщиной 1520 мкм, поверхность пленки составляла 40-60%, удельная поверхность 500-700 . Для стабилизации анодированной поверхности перед нанесением катализатора титановые пластинки подвергают прокалке при 400-500С. в течение 1,5-2 ч.

Нанесение катализатора на оксидную пленку двуокиси титана .осуществляют путем погружения в водные растворы платинохлористоводородной кислоты или хлористого палладия до смачивания всей поверхности, .Погружение пластинки в раствор осуществляют трехкратно с промежуточной сушкой при 110-120 С в. течение 20-80 мин. Пропиточный раствор оставляют постоянным для всех трех пропиток. Для получения окис-, лов платины, палладия пластины после третьей пропитки прокаливают при 500°С в течение 1,5-2 ч. Вес активного вещества в катализаторе составляет 1 г/м поверхности.

На таком катализаторе степень окисления СО. при 300°С и объемных скоростях 20,30 и 50 тыс,ч практически равнялась 100%.

Катализатор на протяжении 200 ч работы не снизил свою активность. Катализатор, полученный предлагаемым способом, обладает низким гидравлическим сопротивлением, так сопротивление потоку газов при объемн.ой скорости 20, 30 и,

50 тыс.чсоставляло 16, 23 и 38мм вод,ст. соответственно.

В таблице 1 приведены данные испытания активности катализаторов, полученных известным ипредлагаемым способом. ( 3000 ч- , ,3 с) .

10,14

20,2 25,8 13,01 100 19,85

100

3,2

4,5

4,23

:4,7

21,8

1,67

5,00 2,5l 45,7

7,36 38,8 3,67

1,48 3,67

8,36

100

Формула изобретения

Способ приготовления катализатора для очистки выхлопных газов путем обработки металлического носителя, взятого в виде пластины, трубы или проволоки, постоянным током в растворах кислот с последующей пропиткой носителя водным раствором платинохлористоводородной кислоты или хлористого палладия, сушкой и прокалкой, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью и механической прочностью, в качестве

носителя используют титан и обработку его ведут в растворах соляной и серной кислот в количестве 6065 г/л и 350-400 г/л соответственно в течение 50-60 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Патент Японии 50-35512, 13(9), кл. G 01, В 01 J 21/02, опублик. 1975 (прототип).