Катализатор для окисления оксида углерода

Катализатор для окисления оксида углерода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора (КТ) для окисления оксидов углерода , и может быть использовано для обезвреживания выхлопных газов автомобилей и выбросов промьшшенных предприятий. Для повышения активности и стабильности КТ в него дополнительно вводят оксиды стронция и алюминия . КТ имеет общую ф-лу La,., (,. v);7 Mn

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 01 J 23/84, 23/10, В 01 D 53/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ

Д,,„, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „:::

М А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4123296/31-04 (22) 24.09.86 (46) 30.03.88. Бюл. N - 12 (71) Институт общей и неорганической химии АН БССР (72) В.И.Варламов, В.С.Комаров и О.Н.Головчан (53) 66.097.3(088.8) (56) Патент США й- 4001371, кл. В 01 D 53/34, опублик. 1977.

Патент США 3914389, кл. В 01 J 23/10, опублик. 1975. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ОКСИДА УГЛЕРОДА (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора (КТ) для окисления оксидов углерода, и может быть использовано для обезвреживания выхлопных газов автомобилей и выбросов промышленных предприятий. Для повышения активности и стабильности КТ в него дополнительно вводят оксиды стронция и алюминия. КТ имеет общую ф-лу

La „Sr„Cu (<-ч1, Mn(-„1/ Al>0> э где х — 0-0,7, у — 0,1-0,5 и перовскитовую структуру. КТ обеспечивает полное превращение СО- СО при 130-186 С о

2 против 236 С в известном случае. Термостабильность КТ 650-950 С. 2 табл.

1 138

Изобретение относится к катализаторам окисления оксида углерода и может быть использовано для обезвреживания выхлопных газов автомобилей и выбросных газов промьппленных предприятий. Целью изобретения является повышение активности и термостабильности катализатора за счет дополнительного содержания оксидов стронция и алюминия и состава катализатора определенной формулы.

Пример. 1. Катализатор формуо 5 05 Coo»Мпо35Al О> оксид ного состава, мас. .: La О 39,6, SrO 25,5, СиО 13,2, MgO 14,4, Al О

7,3 получают следующим образом.

Последовательно смешивают 2М растворы азотнокислых солей в следующих количествах, мл: La(NO>)> 6Н О 7,5, Sr(NO ) 4ь5, Cu(NO ) .ЗН О 5,25, Mn(NO>) ° бН О 5,25, А1(ИО ) * 9Н О

4,5. В полученный сложный раствор азотнокислых солей металлов при перемешивании вносят 10,9 г двузамещенного лимоннокислого аммония. После его растворения массу выпаривают на водяной бане до смолоподобного состояния. Затем массу сушат под лампой накаливания в вытяжном шкафу до ее разложения. Полученную гомогенную смесь оксидов металлов тщательно перетирают, таблетируют и дробят до размера зерен 1-2 мм. Зерна каталио затора нагревают на воздухе до 750 С и выдерживают при этой температуре

12 ч. Активность готового катализатора определяют, в проточной установке в температурном интервале 100—

250 С при объемной скорости газового потока 10000 ч, содержащего,об. : оксид углерода 1,5, кислород 13,0, азот остальное. Хроматографический анализ выходящего из установки газа показывает, что 100-процентное превращение оксида в двуоксид углерода достигается при температуре реакции

130 С. !

Пример 2. Катализатор формулы 1ао,ч Sro, Сио,»Mgo, А1о,э Оэ оксидного состава, мас. %: Ьа О 63,8, SrO 4,4, СиО 12,0, МпО 13,2, А1 О

6,6 получают аналогично примеру 1. Берут 2М растворы азотнокислых солей и смешивают в следующих количествах: 1.а(ИО ). ° 6Н О 13,5 мл, Sr(NO ) 1в5 мль Си(НОэ) ЗН,О 5,25 ю

Mn(0q)> 6Н 0 5,25 млв А1(ИОэ)з 9НаО

4326 2

4,5 мл, двуэамещенного лимоннокислого аммония 12,7 r, Последующие операции аналогичны примеру 1. Температура реакции 100-процентного превра5 щения оксида в двуоксид углерода достигает 146 С.

Пример 3. Катализатор формулы Lа о, Sr o> Сиод6Мп о з, Al о.з O оксидного состава, мас. : La 0 52,5, SrO 14,2, СиО 12,6, МпО 13,8, Аl О

6,9 получают аналогично примеру 1.

Берут 2М растворы азотнокислых солей и смешивают в следующих количествах, мл: La(NO>)z 6Н О 10,5, Sr(N0 ) 4,5, Cu(NOg) ° ЗН О 5,25, Mn(NO ) 6Н О 5,25, Al(NO ) 9H>0 4,5ь двузамещенного лимоннокислого аммония 11;8 г. Последующие операции ана2п логичны примеру 1. Температура реакции 100-процентного превращения оксида в двуоксид углерода достигает

143 С.

Пример 4. Катализатор форму25 лы Laos Sr оп Сио Мпод А1од Oý оксид ного состава, мас. .: La 0> 26,3, Sr0 36,9, СиО 13,9, NnO 15,2, А1 Оэ

7,7 получают аналогично примеру 1.

Берут 2М растворы аэотнокислых соЗ0 лей и смешивают в следующих количествах, мл: La(NO>) ° 6Н О 4,5, Sr(NOq) .

10,5, Cu(NO ) ° ЗН О 5,25, Mn(NO ) х х6Н О 5,25; Al(NO ) ° 9Н О 4,5, двузамещенного аммония лимоннокислого

10,0 г. Последующие операции анало35 гичны примеру 1, Температура реакции 100-процентного превращения оксида в двуоксид углерода 186 С.

Пример 5. Катализатор фор40 мулы Laos Sros Cuo4 Mno4 Àlo 03 оксидного состава, мас. : La 0

39,4, SrO 23,8, СиО 16,5, Mn0 18,0, Al О 2, 3 получают аналогично примеру 1 и вносят в раствор 10,5 г ам"

45 мония лимоннокислого двузамещенного, состоящий из 2М растворов азотнокислых солей, мл: La(NO ) 6H O 7,5, Sr(N0 ) 7,5, Cu(NO ) 3H O 6,75, Nn(NO ) 6H O 6,75, Al(NO ) 9Н 0

1,5. Температура реакции 100-процентного превращения оксида в двуоко сид углерода 155 С.

Пример б. Катализатор формулы Laos Sro> Сио, Мпо, А1о,q Оэ оксидного состава, мас./: La 0> 41,0, SrO 26,3, Си0 9,7, МпО 10,6,А1 0

12,4 получают аналогично примеру 1.

Берут 2М растворы азотнокислык

1 солей и смешивают в следующих коли1384326

25 чествах, мл: ?.а(ИО ) 6HzO 7,5, Sr(NO>)г 7,5, Си(ИО )г 3Н О 3,75, Mn(NO ) ° 6Н О 3,75, Al(NO ). ° 9Н О

7,5 и аммония лимоннокислого двузамещенного 11,3 r. Последующие операции аналогичны примеру.1. Температура реакции 100-процентного превращения оксида в двуоксид углерода

170 С. f0

П р и. м е р 7. Катализатор формулы 1.а о я Бгог Сио Мпо з А1о,з Оз оксидного состава, мас.7: LazO

57,9, SrO 9,7, СиО 12,3, МпО 13,5, Аl 0 6,8 получают аналогично примеру 1.

Берут 2М растворы азотнокислых солей в следующих количествах, мл:

?.а(ИО.) 6Н О 12,0, Sr(NO ) 3,0, Cu(NOg)z 3HzO 5,25, Mn(NO ) z ° 6Н О 20

5,25, Al(NO ) 9Н О 4,5, аммония лимоннокислого двузамещенного 12,2 ã.

Последующие операции аналогичны примеру 1. Температура реакции 100процентноГо превращения оксида в двуоксид углерода 144 С.

Пример 8. Катализатор формулы 1.ао Srp < Си, yq Мп д А1о,g О, оксидного состава, мас.7: LazО

33,6, SrO 30,7, СиО 13,5, МпО 14,8, А1 0 7,4 получают аналогично примеру 1, Берут 2М растворы азотнокислых солей и смешивают в следующих количествах, мл: La(NO ) 6Н,O 6,0, Sr(NO>)z 9,0, Си(ИО )г ЗН О 5,25, Мп(МО ) 6HzO 5,25, Al(NO ) 9Н О

4,5, аммония лимоннокислого двузамещенного 10,4 г. Последующие операции аналогичны примеру 1. Темпера40 тура реакции превращения оксида в о двуоксид углерода 136 С.

Пример 9. Катализатор формулы 1ао Srp, Си о 4 Мп Аl о,г О ок, сидного состава, мас.7.: LazO> 39,4, 45

Sr0 26,1, СиО 14,2, МпО 15,8, Al О

4,5 получают аналогично примеру 1.

Берут 2М растворы азотнокислых солей и смешивают в следующих количествах, мл: La(NO )., 6HzO 7,5, Sr(NO )z 7,5, Cu(NOq)z-3H О 6,0, Мп(ИО )г 6НгО 6,0, А1(ИОз)з 9Н О 3,0, аммония лиммонокислого двузамещенного 10,7 г. Последующие операции аналогичны примеру 1. Температура реакции 100-процентного превращения окси55 да в двуоксид углерода 138 С.

Пример 10. Катализатор формулы 1.ао, $го Сиа, Мпол Аlо,s О ок сидного состава, мас. 7: Ьа,О 41,2, SrO 25 О, СиО !1,5, МпОг !2 5, Al О

9 8 получают аналогично примеру 1.

Берут 2М растворы азотнокислых солей и смешивают в следующих количествах, мл: La(NO>)> 6НгО 7 5, Sr(NO )z 7 5, Си(110 )г ЗН О 4 5, Мп(ИО ), 6Н О 4,5, Al(NO ) 9Н О

6,0, аммония лимоннокислого двуэамещенного 11,1 г. Последующие операции аналогичны примеру 1. Температура реакции 100-процентного превращения а оксида в двуоксид углерода 142 С.

Результаты испытаний образцов предлагаемого и известного катализаторов приведены в табл. i.

Результаты оценки оптимальной температуры и термической стабильности наиболее активного образца катализатора формулы 1.ао Бго СиО, Мп д

Ala. О > и оксидного состава, мас.7.:

Lа О 39,6, SrO 25,5, СиО 13 2, МпО 14,4, Al О 7,3 приведены в табл. 2„

Показатель "активность" и "термостабильность катализатора выражают температурой реакции, при которой достигается 100-процентное превращение оксида в двуоксид углерода. Различие этих показателей состоит в том, что показатель "активность" характеризует катализатор после его предварительного нагрева на воздухе при о

750 С 12 ч, а "термостабильность" после дополнительного перегрева при

950 С 12 ч.

Из полученных данных видно, что предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью и термостабильностью по. сравнению с известным. Так, 100-процентная степень превращения оксида в двуоксид углерода после его предварительной прокалки при 750 и950 С достигается при 130 и 157 С, о что на 80 и 79 С ниже, чем в известном катализаторе.

Формула изобретения

Катализатор для окисления оксида углерода, включающий куприто-манганит лантана перовскитовой структуры, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и термостабильности катализатора, он дополнительно содержит оксиды стронция

1384326

Таблица 1

130

157

1.а $г„Си„Мп„, А1,, О, 146

La, Sr Сп Мп А1 О, 143

183

176

186

216

155

185

170

200

144

179

1.36

171

138

174

142

177

ИзЕаСпо Мп Оз

210

236 вестный

Т а б л и ц а

Предлагаемый

158

650

750

130

850

150

950

157

236 и алюминия, и состав катализатора соответствует следующей общей Формуле:

Ьа„Sros Си.,5Мп.„А1 о,, О, Lao > Sro Cuo s

o.s o s 0,45 О,es о, Известный

950

La, „Sr„Cu, g(Mn, y(,Alz0g, где х = 0,1-0,7, у = О, 1-0,5.