Котарева Ирина Алексеевна. Нанесенные металлокомплексные катализаторы низкотемпературного окисления оксида углерода (II) в воздухе

brief description

Котарева Ирина Алексеевна. Нанесенные металлокомплексные катализаторы низкотемпературного окисления оксида углерода (II) в воздухе : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.04 Москва, 2007 151 с., Библиогр.: с. 128-141 РГБ ОД, 61:07-2/725

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКА/ЦМИЯ ТОНКОЙ
ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ им. М.В. ЛОМОНОСОВА
На правах рукописи
Котарева Ирина Алексеевна
Нанесенные металлокомплексные катализаторы
низкотемпературного окисления оксида углерода (II)
в воздухе
специальность 02.00.04. Физическая химия
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата химических наук
Научный руководитель доктор химических наук, профессор Брук Лев Григорьевич
Москва 2007
Введение 6
Литературный обзор 7
Глава 1. Классификация и характеристики катализаторов окисления монооксида углерода 7
1.1. Оксидные катализаторы 7
1.2. Нанесенные металлические катализаторы 12
1.3. Оксидно-металлические катализаторы 20
1.4. Растворенные металлокомплексные катализаторы 23
1.5. Нанесенные металлокомплексные катализаторы 26
Гпава 2. Механизмы окисления монооксида углерода 30
2.1. Гомогенное окисление 30
2.2. Гетерогенное окисление 36
Постановка задач 42
Глава 3. Экспериментальная часть 43
3.1. Схема и описание установки 43
3.2. Методика проведения испытаний активности катализаторов окисления
монооксида углерода 44
3.3. Методика проведения кинетических исследований 45
3.4. Методика получения монооксида углерода 46
3.5. Методика получения диоксида серы 46
3.6. Методика получения сероводорода 47
3.7. Методика хроматографического анализа 47
3.8. Методика обработки результатов эксперимента 48
3.9. Статистическая обработка 50
Гпава 4. Результаты и их обсуждение 52
4.1. Результаты предварительных экспериментов по выбору
качественного состава катализатора 52
4.1.1. Выбор основных компонентов катализатора - благородного металла и
сокатализаторов 52
4.2. Выбор носителя 58
4.3. Влияние объемной скорости подачи ГВС 72
4.4. Оптимизация состава катализатора 73
4.4.1. Влияние содержания бромида лития на активность катализатора 73
4.4.2. Оптимизация содержания меди в каталитической композиции
PdCl2-CuCI2/AI203 75
4.4.3. Выбор содержания палладия в каталитической композиции
PdCI2-CuCI2/AI203 81
4.5. Исследование влияния добавок ванадия и фосфора на активность
катализатора окисления СО 84
4.6. Влияние температуры на работу каталитической
композиции PdCI2-CuCI2/AI203 86
4.7. Влияние природы аниона 87
4.8. Влияние возможных примесей в воздухе, очищаемом от СО, на активность
катализаторов 89
4.8.1. Влияние присутствия углеводородов на свойства
катализаторов окисления монооксида углерода 89
4.8.2. Влияние S02 на активность катализаторов окисления
монооксида углерода 90
4.8.3. Влияние добавок сероводорода на работу катализаторов окисления
монооксида углерода 95
з
4.8.4. Влияние серосодержащих соединений на работу катализаторов
при низкой концентрации монооксида углерода 98
4.9. Проведение испытаний на длительность работы
каталитической композиции 100
4.10. Проверка возможности использования электронной микроскопии и метода
ЭПР для изучения катализатора 104
4.11. Изучение кинетики и механизма окисления оксида углерода(И)
4.11.1. Выдвижение гипотез о механизме окисления СО 109
4.11.2. Дискриминация гипотез 112
Выводы 126
Список литературы 127
Приложения 142

bibliography

выводы
1. Показано, что лучшим носителем для системы PdCh-CuCb является Y-AI2O3 (структура дефектной шпинели), обеспечивающий получение методом холодной пропитки активного и стабильного катализатора окисления оксида углерода(Н) в воздухе. Получаемый катализатор стабилен в течение не менее 200 часов при содержании СО в воздухе 100-120 мг/м3, нагрузке 12000ч'1, относительной влажности ~50% и устойчив к появлению в воздухе примесей углеводородов (до 0,1%), H2S до 10 мг/м3, SO2 до 10 мг/м3, обеспечивая очистку воздуха до содержания СО ниже уровня ПДК для рабочей зоны (20 мг/м3).
2. Разработана адекватная кинетическая модель процесса, позволяющая описать влияние парциальных давлений оксида углерсда(П), кислорода и воды на скорость окисления СО в мягких условиях.
Установлено, что кинетические закономерности процесса могут быть согласованы с механизмами двух типов с различной ролью воды и кислорода. В случае первой группы кислород является окислителем восстановленных форм катализатора, во второй группе кислород и вода совместно участвуют в стадиях образования диоксида углерода.