Катализатор для восстановления двуокиси азота до окиси азота Советский патент 1982 года по МПК C01B21/20 G01N31/10 

(ЗА) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДВУОКИСИ АЗОТА ДО ОКИСИ АЗОТА

1

Изобретение относится к газоаналитическим измерениям и может быть использовано при построении хемилюмйнесцентных газоанализаторов на окислы азота.

Для того, чтобы хемилюминесцентный первичный преобразователь, вкотором используется специфическая реакция окиси азота с озоном, применить для измерения концентраций двуокиси азота, последнюю необходимо восстановить (конвертировать) до окиси азота.

Работа в составе газоизмерительного прибора предъявляет ряд требований к катализатору, основные из которых состоят в сохранении высокой скорости и эффективности преобразования (не менее 95%)в течение весьма продолжительного времени непрерывной эксплуатации.

Известен катализатор, представляющий собой стекловидный углерод,, нагретый до температуры 200-600°ф.

Однако при повышенных температурах и в атмосфере, содержащей кислород, стеклоуглерод выделяет избыточное количество окиси азота, что вносит погрешность в измерение.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае10мому результату является катализатор на основе графита с нанесенным на его поверхность молибденом или вольфрамом. Рабочая температура «5 i 50-550c 2.

Недостаток известного катализатора восстановления двуокиси азота до окиси азота состоит в ограниченном сроке службы (до 30 суток).

20

Цель изобретения - увеличение срока службы катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в катализатор содержащий 9 грлфит, молибден или вольфрам, дополнительно введены натрий или калий при следующем соотношении компонентов, весД: Молибден или вольфрам 0,2-1,2 Натрий или калий0,06-0,2 Графит Остальное При пропускании через такой катализатор газовой смеси с N02 обеспечивается достаточно эффективное (96-98%) и быстрое (несколько секунд) преобразование до окиси азота при температуре , Срок службы,катализатора превышает 60 суток. Предлагаемый катализатор характеризуется увеличенным сроком службы, что удешевляет техническое обслужива ние газоанализатора , отсутствием вли яния других азотносодержащих соедине ний за счет снижется рабочей температуры катализатора; отсутствием раз ложения окиси азота на составляющие, что обеспечивает высокую точность из мерения концентрации окислов азота. Пример . Катализатор готовят из колотых гранул графита промышленного производства марки МГ-ООЧ. Сред ний размер гранул 2x3x3 мм . Гранулы обрабатываются водным раствором молибдата аммония или вольфрамат аммония. В раствор добавляют гидро- окись натрия или калия с расчетом, чтобы содержание щелочного металла составляло 10-30 вес.% от содержания молибдена (вольфрама). После удалени избытка раствора и сушки, графит прогревают при 600-700°С в потоке водорода. Испытание катализатора проводят в конверторе проточного типа. Объем рабочей камеры 25 см . Скорость анализируемой газовой смеси около 1 л/мин. На вход конвертора от генератора двуокиси азота подают газовую смесь N02+ воздух с содержанием NOj, равном 0,.% 80,0 79,0 87,0 95,5 98,5 98,0 97,0 78,5 77,5 36,3 97,0 96,5 97,5 Э3,5 4 Концентрацию двуокиси и окиси азота Иа входе и выходе конвертора измеряют с помощью газоанализатора APNA2000 (Хориба) Япония. Температура рабочей камеры конвертора 200-20С. Изменение степени восстановления :-, двуокиси азота в процессе непрерывной работы катализатора на углеродной основе при различном содержании молибдена или вольфрама приведены в табл.1. Из данных табл. 1 следует, что при содержании Мо или W менее 0,2% от веса графита катализатор имеет низкую степень преобразования, которая резко уменьшается через 10-15 суток непрерывной работы. При содержании Мо или W более 1,2 вес.% катализатор также обнаруживает уменьшение эффективности преобразования в процессе напрерывной работы. Таким o6pa30Mj оптимальное содержание Mo,W находится в пределах 0,2-1,2 вес.. В табл. 2 и 3 приведены данные, отражающие изменение (в процессе непрерывной работы) степени восстановления двуокиси азота на катализаторе, содержащем 0,6 вес. Мо(табл.2) или W (табл. 3), при различном содержании щелочного металла (Na или К). Из таблицы видно, что при содержаНИИ щелочного металла менее О,Об и более 0,2 вес.% степень преобразования N0, на катализаторе снижается до уровня 90% уже после 15-30 суток непрерывной работы. Катализатор, содержащий щелочной металл в количестве 0,06 - 0,2 аес., сохраняет высокую степень преобразования течение всего испытуемого периода. Таким образом, оптимальное содержание щелочного металла 0,06-0,2 вес.%) Предложенный катализатор имеет достаточно большой срок службы и обеспечивает высокую точность измере- ния концентрации окислов азота. Таблица f 96,5 98,0 95,0 97,0 97,5 98,0

Изменение степени восстановления (пп 100%) двуокиси азота в процессе непрерывной работы углеродного катализатора,

содержащем 0,6 весД молибдена при различном содержании щелочного металла (натрия или калия)

Продолжение табл. 1

-Таблица 2

,N0

NOi

Изменение степени восстановления (щ 100%) двуокиси азота в процессе непрерывной работы углеродного катализатора, содержащем 0,6 вес. молибдена при различном содержании щелочного металла (натрия или калия) 32 85,5 84,0 93,0 97,0 9б,5 84,5 81,5 95,0 96,5 97,5

Э

8 Продолжение табл. 2

Таблица 3

,N0 9,597,096,0 93,096,595,5 95,59,593,0 97,092,,5 95,089,087,0 96,085,08i,5 9,586,082,0 95,0 9б,5 97,582,579,0 9,0 96,0 97.081,5/6,5

52 81,0 82,0 atiS 93,5 65 76,0 78,5 96,0 96,5 70 71.0 73,0 97.5 97,0

Формула,изобретения

Катализатор для восстановления двуокиси азота до окиси азота, содержащий графит с нанесенным на его поверхность молибденом или вольфрамом, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы катализатора, он дополнительно содержит натрий или калий при следующем соотношении компонентов, весД.

Молибден или

вольфрам 0,2-1,2

Натрий или

калий 0,06-0,2

Гоафит Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США № 3730686.кл.23-232, 1973.