Катализатор окисления оксида углерода

Катализатор окисления оксида углерода

Реферат

Изобретение относится к катализаторам окисления оксида углерода (II), перспективным для очистки от него отходящих газов.

Известны катализаторы окисления СО, содержащие в большинстве случаев металлы платиновой группы, либо смеси их с оксидами металлов переменной валентности (Mn, Fe, Cu, Cr, СО и др.), либо смеси оксидов металлов с бентонитовой глиной (Патент RU №2156164. Катализатор окисления оксида углерода / Л.А.Воропанова, О.Г.Лисицына. 2000 г.), либо сплавы металлов с редкоземельными элементами (Патент RU №2171712. Катализатор окисления оксида углерода / В.И.Кононенко, И.А.Чупова, В.Г.Шевченко и др., 2001 г.).

Недостатками названных катализаторов являются сложный состав, дорогостоящее исходное сырье, трудоемкость изготовления и высокие температуры наиболее заметного каталитического превращения СО.

Ближайшим техническим решением к изобретению является катализатор для гидрирования диоксида углерода на основе соединений типа A^IIIB и A^IIB^VI - состава (GaAs)_0,5(ZnSe)_0,5 (A.c. №1212557).

Однако этот катализатор обладает невысокой активностью и селективностью по отношению к реакции окисления оксида углерода даже при высоких температурах.

Техническим результатом изобретения является повышение активности и селективности катализатора.

Указанный технический результат достигается тем, что, согласно заявляемому техническому решению, в качестве катализатора окисления оксида углерода применен теллурид кадмия, легированный селенидом цинка, - (CdTe)_0,95(ZnSe)_0.05.

Данный катализатор обеспечивает повышение активности, что выражается в увеличении степени превращения СО примерно в 2,6 раз, и селективности в реакции окисления СО: основным продуктом является CO₂.

Катализатор используют в реакции окисления оксида углерода следующим образом. Для получения 1 г катализатора слиток (CdTe)_0,95 (ZnSe)_0.05 измельчают в агатовой ступке до частиц диаметром 1-1,5 мм. В реакционную трубку импульсной каталитической установки загружают 1 г катализатора, состоящего из 95 мол.% CdTe и 5 мол.% ZnSe, и непосредственно перед проведением процесса активируют при 200°С в токе аргона в течение 2 ч. После этого через реакционную трубку с неподвижным слоем катализатора пропускают реакционную смесь СО:О₂=1:2 при давлении 1 атм. Газом-носителем может служить аргон либо воздух. Объемная скорость подачи газа-носителя 24 мл/мин, объем импульса 0,4 мл. Реакцию осуществляют в интервале температур 298-523 К. Анализ продуктов реакции проводят хроматографически.

Исследования показали, что при использовании заявляемого катализатора основным продуктом реакции является CO₂.

Результаты испытания катализатора приведены в таблице 1.

Как видно из таблицы, предлагаемый катализатор, состоящий из (CdTe)_0,95(ZnSe)_0.05, обладает высокой активностью (до 98%) и селективностью (до 100%) в реакции окисления оксида углерода до CO₂.

Указанный катализатор позволяет эффективно обезвреживать угарный газ.

Таблица 1
Катализатор обезвреживания оксида углерода
Состав катализатора	Температура, °C	Степень превращения оксида углерода (II), %
в аргоне
(CdTe)0,95(ZnSe)0.05	298	78,5
323	90,8
363	89,1
393	97,2
423	97,9
453	96,2
523	94,7

Применение теллурида кадмия, легированного селенидом цинка, в качестве катализатора окисления оксида углерода.