Катализатор для окисления окиси углерода Советский патент 1983 года по МПК B01J21/00 B01J23/10 

Изобретение относится к катали заторам для окисления окиси углерода как наиболее токсичной примеси выхлопных газов автомобилей и выброс ных газов ряда производств химической и металлургической промышленности. Наиболее эффективными катализатоpctMH для окисления окиси углерода яв ляются катализаторы на основе платины и ее сплавов 1. Однако высокая стоимость таких катализаторов, оФносительно большой расход дефицитного благородного металла и быстрое отравление окисшами свинца и серы не позволяют применят платиновые катализаторы в широких промышленных масштабах.. Предложен ряд катализаторов 2 для окисления окиси углерода структуры перовскита общей формулы СехСоОз где ,02-0,1, дополнительно содержащий двуокись церия и закись-окись кобальта при следующем соотношении компонентов, вес.%: Се021-50 CojOj0,5-23 Остальное. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является катализатор для окисления окиси углерода, представляющий собой смешанный оксид перовскитовой структуры, включающий кобальтит лантана, общей формулы 2г 0,1 SrO,51 La 0,39 С-оО (3±m), где ,26 СЗ. Недостатком известного катализатора является относительно низкаш активность в реакции окисления окиси углерода. Так, 50%-ная степень превращения окиси углерода в двуокись при объемной скорости 36000 ч стигается при 200°С. Цель изобретения - повышение активности катализатора. Для достижения поставленной цели катализатор для окисления окиси углерода, в ключ аюаи и оксид псровскитовой стр уктуры - кобгшьтит лантана, дополнительно содержит оксидал магния и алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%; Оксид магния 3,8-12,0 Оксид алюминия 4,7-26,3 Кобальтит лантана Остальное Предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью по сравнению с известным. Так, степень превращения окиси углерода в двуокись при 160 и и объемной скорости 36000 ч- равна 50 и 100% соответственно. . Катализатор приготавливают следующим образом. Смешивают в необходимых пропорциях водные растворы азотнокислых солей лантана, кобальта, магния, алюминия с раствором трехзамещенного ли моннокислого аммония. Мольное отнсяше ние трехзамещенного лимоннокислого аммония к сумме азотнокислых солей составляет 0,4-0,8. Сложный раствор выпаривают, сушат под лампой накаливания до разложения солей. Полученну оксидную массу размалывают, таблети.руют, дробят до размера частиц 1-2 м и прокаливают на воздухе при .6001000, лучше при 700°С, в течение .10-12 ч. Пример 1. Катализатор .соста ва, мас.%: 1аСоОз 84,2; МдО 7,6) 8,8 приготавливают следующим образом, К 50 мл 1м раствора Co(N05), -вНлО приливают 50 мл 1М раствора LalNOjfg хбН,О, 25 мл 1м раствора Мд(МОз)2. хбНоб и 25 мл 1М раствора А1 (N03)3 . Эту смес,ь растворов приливают к 100 МП 1м раствора трехзамещенного лимоннокислого аммония при перемешивании, затем выпаривают на водяной бане до смолообразного состояния. Полученную массу сушат под лампой на каливания при работающей тяге до раз ложения солей. Смесь оксидов тщатель но измельчают, таблетируют и дробят до частиц 1-2 мм. Гранулы нагревают на воздухе до 700°С и выдерживают пр этой температуре в течение 12 ч. Активность готового катализатора определяют в проточной установке при 100 250°С и объемной скорости 36000 ч-ч газовой смеси, содержащей 3,2% окиси углерода, 10,0% паров .воды,12,3% кис лорода, остальное - азот. Хроматогра фический анализ выходящих газов пока зал, что при температуре реакции 160°С степень превращения окиси углерода в двуокись равна 50%, а при 178°С - 100%. Пример 2. Катализатор соста ва, мас.%: LaCoOg 72,9; MgO 12,0, А12Оз 15,1 приготавливают аналогиино примеру 1..К 50 мл 1м раствора Co(NO 3)2,- бНпО приливают 50 мп 1М раствора 1а(МОз)з-6Н2О, 50 мл 1М Мд (МОз) И. 50 мл 1М раствора А1 (НОзЬЗН О. Эту смесь растворов приливают к 125 мп 1М раствора трехзамещенного лимоннокислого аммония. Дальнейшие операции осуществляют, как в примере 1., Активность готового катализатора также определяют аналогично примеру 1. При степень превраще1}ия окиси углеро а равна 50%, а при - 100%. Приме р 3i.Катализатор состава, мас.%: LaCoOj 91,5; MgO 3,8, приготавливают, как в примере 1. К 50 МП 1М раствора Со(N03) приливают 50 мп 1М раствора La(N03 )2 -6Н2О, 12,5 мл 1М раствора Мд(МОз )2 и 12,5 мл 1М раствора А1(NOj)з9Н2О. Эту смесь растворов приливают к 75 МП 1М раствора трехзамещенного лимоннокислого аммония. Дальнейшие операции, как в примере 1. Активность готового катализатора определяют, как в примере 1. При степень превращения окиси углерода равна 50, а при 100%. Пример 4. Катализатор состава, мас.%: LaCoO-j 64,3; MgO 10,4, AlgOg 26,3 получают аналогично примеру 1. К 50 МП 1м раствора Co(NOj)2 приливсцот 50 мл 1М раствора La (N03)3-6Н2О, раствора Мд(МОз)2-бНдО и.100 мл 1М раствора А1(N0 3)39Н2О. Эту смесь растворов приливают к 170 мп 1М раствора трехзамещенного лимоннокислого аммония. Дальнетиие операции, как в примере 1. АКТИВНОСТЬ готового катализатора определяют, как в примере 1. При 180°С степень прерващения окиси углерода составляет 50, а при 194с 100%. Результаты испытаний активности образцов предлагаемого и известного катализаторов приведены в табл.1. Результаты оценки термической стабильности наиболее активного образца состава LaCoOs 84,2%;MgO 7,0%, AlgOj 8,8% приведены в табл.2. Температуры 50 и 100% степени превращения окиси углерода определяют после предварительного прогрева образца в воздухе при 800, 900. и . Активность определяют, как в примере 1. Из полученных данных видно, что с увеличением температуры прогрева незначительно снижается активность катализатора и в то же время она выше активности известного. Таким образом, используя катализатор предлагаемого состава с повышенной активностью и термической стабильностью, можно значительно интенсифицировать процесс дожига высокотоксичной примеси окиси углерода, что особенно важно в процессе очистки выхлопных газов.

Таблица 1

Формула изобретения . Катализатор для окисления окиси углерода, включающий оксид перовскитовой структуры - кобальтит лантана/ .о.т.личающийся тем, что, с целью повьииения активности катали-65 wO затора, он дополнительно содержит оксидм магния и алюминия при следунщем соотношении компонентов, мас.%г Оксид магния 3,8-12,1) ОКСид алюминия 4,7-26,3 Кобальтит лантана Остальное

79920808

Источники информации,2. Авторское свидетельство СССР

п жнятыо во внимание при экспертизе, 701693. кл. В 01 J 23/10 1976.

1. Томас Ч. Проквлшенные каталитические процессы и эффективные катали-3..Патент США 0 41246&9, заторы. М., Кир, 1973, с.169-173.кл. 423-437. опублик. 1978 (прототип)