Гетерогенное каталитическое сопряженное окисление CO — восстановление NO
Диссертация
Цель работы разработка катализаторов на основе синтетической алюмосиликатной пористой керамики (СПК) с использованием в качестве активных компонентов соединений Pt и Pd, оксидов переходных и щелочно-земельных металловисследование активности разработанных катализаторов в реакциях сопряженного окисления СО и восстановления NO в смесях этих газов с их различным содержанием импульсным… Читать ещё >
Содержание
- Актуальность работы
- Цель работы
- Научная новизна работы
- Практическая значимость работы
- Апробация работы
- Публикации
- Объем и стрзтсгура
- Глава 1. Каталитическое восстановление оксидов азота в присутствии кислорода, в присутствии СО и углеводородов, в присутствии аммиака (обзор литерату ры)
- -Катализаторы, не содержащие благородные металлы
- -Катализаторы, содержащие благородные металлы
- -Представления о механизме сопряженных реакций окисления СО и углеводородов/восстановления NOx. протекающих на поверхности «твердотельных» катализаторов
Список литературы
- Андерсон Дж. Структура металлических катализаторов. М: Мир. 1978. С. 5,40,58.
- Zhyu J.Z., Weber W.H., Gandhi H.S. // J. Phys. Cliem. 1988. V. 92. № 17. P. 4964.
- Zwinkels M.F.M., Jaras S.J., Menon G. // Proc. 6th Intern. Svmp. on Scientific Basis for Preparation of Heterogenious Catalysts. Lauvain-la-Neuve. Belgium. 1994. P. 85.
- Александров Ю.А., Цыганова Е. И., Калошина H.H. Состав для изготовления теплоизоляционных материалов. Пат. № 2 091 348. РФ. 1997.
- Мекеев Е.Е. «Каталитическое восстановление окиси азота на окисномедном катализаторе» // Вопросы современной фармации. Алма-Ата. 1985. С. 44−49.
- Koch Christian. Катализатор конверсии углеводородов и восстановления оксидов азота. Заявка 3 504 556. ФРГ. МКИ В 01 J 23/76, В 01 D 53/36. Опубл. 14.08.86.
- Ciahotny К., Machalek P., Pick P., Simanec J. «Возможность применения катализатора, не содержащего Pt, для удаления вредных веществ из выхлопных газов» // Sb. VSCHT Parze. D. 1988. № 56. P. 145−173.
- Hums Erich. Катализаторы для снижения концентрации NOx в дымовых газах. Заявка 3 634 335. ФРГ. МКИ В 01 J 27/198, В 01 J 27/19. Опубл. 21.04.88.
- Schwetje Norbert, Kipping Dieter. Цеолитныи катализатор и его применение для каталитического восстановления окислов азота. Заявка 3 634 243. ФРГ. МКИ4 В 01 J 29/08. Опубл. 21.04.88.
- Catalyst to decompose nitrogen oxides for diesel // Techno Jap. 1989. V. 22. № 6. P. 92.
- Parthasarathi Bera, Aruna S.T., Patil KX., Hegdea M. S. «Studies on Cu/Ce02: A New NO Reduction Catalyst Pages» // J. Catal. 1999. V.186. № 1. P. 36−44.
- Голосман E, 3 «Основные закономерности синтеза и формирования цементсодержащих катализаторов для различных процессов органического, неорганического и экологического катализа» // Кинетика и катализ. 2001. Т. 42. № 3. С. 383−393.
- Крылов О.В. «Катализ на пороге XXI века. Некоторые прогнозы"// Российский химический журнал. Т. XLIV. Часть 1. № 4. 2000. С. 5357.
- Сэкидо Аки, Татибана Хироити, Ниномия Иосихито. Способ очистки выхлопных газов. Заявка 58−183 927. Япония. МКИ В 01 D 53/32, В 01 D 53/34. Опубл. 27.10.83.
- Klimstra Jacob «Catalytic converters for natural gas fueled engenes a measurement and control problem» // SAE Techn. Pap. Ser. 1987. № 872 165. P. 1−13.
- Weisweiler Werner, Retzlaff Burkhard, Hochstein Bemd. Способ каталитического восстановления NO. Заявка 3 633 493. ФРГ. МКИ В 01 D 53/56, А 62 D 3/00. Опубл. 14.04.88.
- Weisweiler Werner, RelzlaJOT Burkhard, Hochstein Bernd. Способ каталитического восстановления NO. Заявка 3 642 980. ФРГ. МКИ4 В 01 D 53/36, А 62 D 3/00. Опубл. 23.06.88.
- Пирогова Г. Н., Попова Н. Н., Коростелева Р. И., Воронин Ю. В. «Восстановление оксида азота II на шпинелях и перовскитах» // Журнал прикладной химии. 2000. Т. 73. № 1. С. 77−80.
- Савенков А. С., Сю Юнлун, Сибирцева М.А. «Кинетика каталитического разложения оксидов азота в окислительной среде» // Журнал прикладной химии. 2000. Т. 73. № 8. С. 1339−1343.
- Frasers J., Daniels F. «The Heterogeneous Decomposition of Nitric Oxide with Oxide Catalyst» // J. Phys. Chem. 1958. № 62. P. 215−220.
- Subbotina I.R., Shelimov B.N., Kazansky V.B., Lisachenko A. A., Che M., Coluccia S. «Selective Photocatalvtic Reduction of Nitric Oxide by Carbon Monoxide over Silica-Supported Molybdenum Oxide Catalysts"// J. Catal. 1999. V.184. № 2. P. 390−395.
- Koberstein E. 'Типы катализаторов очистки выхлопа автомобильного двигателя, их назначение и возможность практического использования» И VDI-Ber. 1984. № 531. Р. 385−401.
- Pereira Carmo J., Hegedus Louis, Maselii James M. Catalyst with high geometric surfase area Пат. 4 510 261. США. МКИ В 01 J 21/04. НКИ 502/304. Опубл. 09.04.85.
- Peters Alan W., Gwan Kim, Ernest Michael V. Small Bead auto exhaust catalyst. Пат. 4 513 101. США. МКИ В 01 J 21/04. НКИ 502/304. Опубл. 23.04.85.
- Engler В.Н., Koberstein Е., Volker Н. «Three-way catalyst perfomance using minimized rhodium loadings» // SAE Techn. Pap. Ser. 1987. № 872 097. P. 1−7.
- Williamson W. В., Summers J.C., White J.J., Marinangeli FLE. «Performance of copper base metal catalyst in stoichiometric automotive exhaust» // SAE Techn. Pap. Ser. 1987. № 872 132. P. 1−12.
- Gwan Kim, Ernest Michael V. Doubly promoted platinum group metal catalysts for emission control and method for making the catalysts. Пат. 4 654 319. США. МКИ В 01 J 21/04, В 01 J 23/10. НКИ 502/304. Опубл. 31,03,87.
- Wan Chung-Zong, Dettling Joseph C., Jagel Kenneth I. Three-way catalyst for lean exhaust systems. Пат. 4 678 770. США. МКИ В 01 J 23/10. НКИ 502/304. Опубл. 07.07.87.
- Ono Tetsuji, Ichihara Shoichi, Ohata Tomohisa, Terui Sadoo. Process for producing honey-comb catalyst for exhaust gas conversion. Пат. 4 504 598. США. МКИ В 01 J 21/04, В 01 J 21/06. НКИ 502/303. Опубл. 12.03.85.
- Koberslein Edgar, Engler Bemd, Domesle Rainer, Yolker Herbert. Трехфункциональный катализатор, не содержащий платины. Заявка 3 835 184. ФРГ. МКИ4 В 01 J 23/56. Опубл. 11.05.89.
- Maire G. «Catalyseurs d’epuration des gas d’echappement» // Courr. CNRS. 1988−1989. № 71. P. 75−76.
- Mergler Y.J., van Aalst A., van Delft, Nieuwenhuys B.E. «Promoted Pt Catalysts for Automotive Pollution Control: Characterization of Pt/Si02, Pt/CoOx/Si02, and Pt/MnOx/SiO Catalysts» // J. Catal 1996. V. 161. № 1, P. 310−318.
- Denton P., Giroir-Fendler A., Platiaud H., Primet M. «Role of the Nature of the Support (Alumina or Silica), of the Support Porosity, and of the Pt
- Dispersion in the Selective Reduction of NO by С3Н<5 under Lean-Burn Conditions"// J. Catal. 2000. V. 189. № 2. P. 410−420.
- Brosow Jorgen. Katalysator. Заявка 3 632 145. ФРГ. МКИ4 В 01 J 23/40. Опубл. 31.03.88.
- Wan Chung-Zong, Dettling Joseph C. Three-way catalyst of improved efficiency. Пат. 4 738 947. США. МКИ4 В 01 J 21/04. НКИ 502/304. Опубл. 19.04.88.
- Saito Koichi, Veda Kenji, Ikeda Yasuo. Exhaust gas cleaning catalyst and process of production thereof. Пат. 4 749 671. США. МКИ4 В 01 J 8/02. НКИ 502/64. Опубл. 07.06.88.
- Gutierrez L.B., Boix A.V., Petunchi J.O. «Promoting Effect of Pt on CoZeolites upon the SCR of NOx» // J. Catal. 1998. V. 179. № 1. P. 179 191.
- Gutierrez L B., Boix A.V., Lombardo E.A., Fierro L.G. «Study of the Co-Pt Synergism for the Selective Catalytic Reduction of NOx with CH4» // J. Catal. 2001. V. 199. № 1. P. 60−72.
- Herz Richard K., Shinouskis Edward J. «Dynamic behavior of automotive catalysts» // Ind. and Eng. Chem. Prod. Res. and Dev. 1985. V. 27. № 3. P. 385−390.
- Yokota Kouji, Muraki Hideaki, Fujitani Yoshivasu. «Rh-free three-way catalysts for automative exhaust control» // SAE Techn. Pap. Ser. 1985. № 850 129. P. 8.
- Williamson W. В., Gandhi H.S., Szpika M.E., Deakin A. «Durability of automotive catalysts for European applications» // SAE Techn. Pap. Ser. 1985. № 852 097. P. 33−43.
- Ono Tetsuji, Ichihara Shoichi, Ohata Tomohisa, Terui Sadoo. Process for producing honey-comb catalyst for exhaust gas conversion. Пат. 4 504 598. США. МКИ В 01 J 21/04. НКИ 802/303. Опубл. 12.03.85.
- Kruger Joachim. Получение и применение катализатора для очистки выхлопных газов автомобилей. Заявка 3 644 377. ФРГ. МКИ4 В 01 J 23/40, В 01 J 23/74. Опубл. 07.07.88.
- Bricker Maureen, Lawson R. Joe. Catalyst for treatment of exhaust gases from internal combustion engenes and method of manufacturing the catalyst. Пат. 4 791 091. США МКИ4 В 01 J 21/04. НКИ 502/303. Опубл. 13.12.88.
- Chiba Tadso, Funabiki Masaki, Watanabe Tsunao. Catalyst for purifying motor vehicle exhaust gases and process for producing the catalyst. Пат. 4 806 519. США. МКИ4 В 01 J 21/06. НКИ 502/252. Опубл. 21.02.89.
- Prigent Michel, Blanchard Gilbert, Garreau Francois, Courtil Philippe. Носитель и катализатор для обезвреживания выхлопных газов ДВС. Заявка 2 628 655. Франция. МКИ В 01 J 32/00. Опубл. 22.09.89.
- Guilhaume N., Frimet М. 'Three-Way Catalytic Activity and Oxygen Storage Capacity of Perovskite LaMn0.97&Rho.o2403+small delta"// J. Catal. 1997. V. 165. № 2. P. 197−204.
- Palermo A., Lambert R., Harkness I. R. Yentekakis I.V. Mariana O., Vayenas C.S. «Electrochemical Promotion by Na of the Platinum-Catalyzed Reaction Between CO and NO» // J. Catal. 1996. V. 161. № 1. P. 471−479.
- Oser P., Volker H. «Optimization of catalyst systems with emphasis on precious metal usage» // SAE Techn. Pap. Ser. 1987. № 872 096. P. 1−7.
- Boccuzzi F., Guglielminotti, Martra G., Cerrato G. «Nitric Oxide Reduction by CO on Cu/Ti02 Catalysts» // J. Catal. 1994. V. 146. № 2. P. 449−459.
- Dekker F.H.M., Kraneveld S., Bliek A., Kapteijn F., Moulijn J.A. «NO Reduction over Alumina-Supported Cu and Cu-Cr Studied with the Step-Response Method"// J. Catal. 1997. V. 170. № 1. P. 168−180.
- Spassova I., Khristova M., Panayotov D., Mehandjiev D. «Coprecipitated CuO-MnOx Catalysts for Low-Temperature CO-NO and C0-N0−02 Reactions»//J. Catal. 1999. V. 185. № 1. P. 43−57.
- Kamata H., Takaliaslii K., Odenbrand C.U.-I. «Kinetics of the Selective Reduction of NO with NH3 over a V205(W03)/Ti02 Commercial SCR Catalyst» // J. Catal. 1999. V. 185. № 1. P. 106−113.
- Guglielminotti E., Boccuzzi F., Manzoli M., Pinna F., 8сафа M. «Ru/Zr02 Catalysts- I. 02j CO, and NO Adsorption and Reactivity» // J. Catal. 2000. V. 192. № 1. p. 149−157.
- Freysz J.-L., Saussey J., Lavolley J.-C., Bourges P. «/я Situ FTIR Study of the NO+CO Reaction on a Silica-Supported Platinum Catalyst at
- Atmospheric Pressure Using a New Pulse Technique» I I J. Catal. 2001. V. 197. № 1. P. 131−136.
- Cowan A.D., Dumpelmann R., Cant N.W. 'The Rate-Determining Step in the Selective Reduction of Nitric-Oxide by Methane over a Co-ZSM-5 Catalyst in the Presence of Oxygen» // J. Catal. 1995. V. 151. № 2. P. 356−363.
- Aylor A.W., Lobree L.J., Reimer J.A., Bell A.T. «NO Adsorption, Desorption, and Reduction by Clover Mn-ZSM-5» // J. Catal. 1997. V. 170. № 2. P. 390−401.
- Fornasiero P., Rango Rao G., Kalmagepar J., L’Erario, Graziani M. «Reduction of NO by CO over Rh/Ce02-Zr02 Catalysts: Evidence for a Support-Promoted Catalytic Activity» // J. Catal. 1998. V. 175. 2. P. 269−279.
- Granger P., Dathy C., Lecomte J.J., Leclercq L., Prigent M., Mabilon G., Leclercq G. «Kinetics of the NO and CO Reaction over Platinum Catalysts» // J. Catal. 1998. V. 173. № 2. P. 304.
- Granger P., Lecomte J.J., Dathy C., Leclercq L., Leclercq G. «Kinetics of the CO+NO Reaction over Rhodium and Platinum-Rhodium on Alumina» // J. Catal. 1998. V. 175. № 2. P. 194−203.
- Captain D. KL, Amiridis M.D. «In Situ FTIR Studies of the Selective Catalytic Reduction of NO by C3H6 over Pt/Al203 // J. Catal. 1999. V. 184. № 2. P. 377−389.
- Kaucky D., Vondrova A., Ddeek J. Wichterlova B. «Activity of Co Ion Sites in ZSM-5, Ferrierite, and Mordenite in Selective Catalytic Reduction of NO with Methane'7// J. Catal. 2000. V. 194. № 2. P. 318 329.
- Adelman B.J., Beutel Т., Lei G.-D. Sachtler W. M. H. «Mechanistic Cause of Hydrocarbon Specificity over Cu/ZSM-5 and Co/ZSM-5 Catalysts in the Selective Catalytic Reduction of N0X7/ J. Catal. 1996. V. 158. № 1. P. 327−335.
- Yan J.-Y., Kung H. H, Sachtler W.M.H, Kung M.C. «Synergistic Effect in Lean NOx Reduction by CH4 over Со/АЬОз and H-Zeolite Catalysts» //J. Catal. 1998. V. 175. № 2. P. 294−301.
- Zhank X.K., Walters A.B., Vannice M.A. «Catalytic Reduction of NO by CH4 over Li-Promoted MgO» // J. Catal. 1994. V. 146. № 2. P. 568 578.
- Winter E.R.S. «The Catalytic Decomposition of Nitric Oxide by Metallic Oxides"//J. Catal. 1971. № 22. P. 158−170.
- Sourirayan S., Blumenthal J.L. // Actes du 2e Congres Intemat. De Catalyse. 2 Ed. Technip. Paris. 1961. P. 2521.
- Zhank X.K., Walters A.B., Vannice M.A. «NO Adsorption, Decomposition, and Reduction by Methane over Rare Earth Oxides» // J. Catal. 1995. V. 155. № 2. P. 290−302.
- Xie S., Rosynek M.P., Lunsford J.H. «Catalytic Reactions of NO over 07 mol% Ba/MgO Catalysts: II. Reduction with CH4 and CO» // J. Catal. 1999. V. 188. № 1. P. 32−39.
- Fliatoura K.D., Verykios X.E., Costa C.N. Efstathiou A.M. «Selective Catalytic Reduction of Nitric Oxide by Methane in the Presence of Oxygen over CaO Catalyst» // J. Catal. 1999. V. 183. № 2. P. 323−335.
- Kondarides D.I., Chafik Т., Verykios X.E. «Catalytic Reduction of NO by CO over Rhodium Catalysis: 3. The Role of Surface Isocyanate Species"Hi. Catal. 2000. V. 193. № 2. P. 303−307.
- Liu I.O.Y., Cant N.W. «The Formation and Reactions of Hydrogen Cyanide under the Conditions of the Selective Catalytic Reduction of NO by Isobutaneon Cu-MFI"//J. Catal. 2000. V. 195. № 2. P. 352−359.
- El-Malki El.-M., van Santen R.A., Sachtler W.M.H. «Active Sites in Fe/MFI Catalysts for NOs Reduction and Oscillating N20 Decomposition // J. Catal 2000. V. 196, № 2, P, 212−223,
- Юрьева T.M., Поповский B.B., Боресков Г. К. «Каталитические свойства окислов металлов IV периода периодической системы вотношении окислительных реакций. II. Разложение окиси азота"// Кинетика и катализ. 1965. № 6. С. 1041−1045.
- Shelef М., Kummer J.T. // Chem. Engin. Progress symposium Series. Important Chemical Reactions in Air Pollution Control. 1968 V. 67. № 115. P. 74.
- Голодец Г. И. «Анализ предэкспоненциального фактора гетерогенно-каталитического процесса разложения окиси азота»// Кинетика и катализ. 1965. № 6. С. 1123−1124.
- Голодец Г. И. Гетерогенно-каталитические реакции с участием кислорода. Киев. Наукова думка. 1977. С. 97.
- Справочник химика под ред. Б. П. Никольского. JL: «Химия». Т.2. С. 10.
- Адсорбция поверхностно-активных веществ. Методическая разработка для лабораторного практикума по курсу коллоидной химии. Горьковский гос. ун-т. Горький. 1988.
- Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т. I. М. «Химия». 1973. С. 419.
- Bassette D.W., Habgood H.W. «A Gas Chromatographic Study of llie Catalytic Isomerization of Cyclopropane » //J. Phys. Chem. 1960. V. 64. P. 769−773.
- Александров Ю.А., Ворожейкин И. А., Ивановская К. Е. «Сопряженное окисление СО и восстановление NO на Pd- и Ptсодержащих алюмосшшкатных катализаторах» // Журнал физической химии. 2003. Т. 77. № 2, С. 255−259.
- Ковба Л.М., Трунов В. К. Рентгенофазовый анализ. Издательство Московского университета. 1976. С. 148.
- Erdley L., Paulik F. «I. Термическое изучение осадков оксалатов Са, Sr, Ва, Ми и Zn. II. Осадки А1(ОН)3» И Acta Chem. Acad. Sci. Hund. 1955. V. 7. P. 27.
- Термические константы веществ: справочник под ред. В. П Глушко М. 1974. Вып. VII. Ч. 1. С. 196−197.
- Александров Ю.А., Цыганова Е. И., Шекунова В.М, Ивановская К. Е., Ворожейкин И. А «Вспененные керамические носители для катализаторов окисления монооксида углерода"// Журнал общей химии. 2001. Т. 71. Вып. 1. С. 46−50.
- Александров Ю.А., Ворожейкин И. А., Ивановская К. Е., Цыганова Е. И. «Окисление монооксида углерода на Сг-, Мп-, Fe-, Со-, Ni-содержащих катализаторах с пенокерамическим носителем»// Журнал общей химии. 2001. Т. 71. Вып. 6. С. 881−883.
- Александров Ю.А., Ворожейкин И. А., Ивановская К. Е. «Новый высокоэффективный катализатор глубокого окисления СО»// Журнал физической химии. 2001. Т. 75. № 11. С. 2090−2091.
- Александров Ю.А., Ворожейкин И. А., Ивановская К. Е. «Окисление монооксида углерода на Pd- и Мп-содержащих контактах» // Сб. тезисов докладов второй конференции молодых ученых-химиков г. Н.Новгорода. ННГУ. 1999. С. 5.
- Ворожейкин И, А., Ивановская К. Е, «Mn-содержащий катализатор глубокого окисления СО» // Сб. тезисов докладов конференции «Экология и жизнь», г. Великий Новгород. 2000. С. 3,119.
- Ворожейкин И.А., Ивановская К. Е., Александров Ю. А. «Окисление монооксида углерода на Fe-, Со-, Ni-содержащих катализаторах с пенокерамическим носителем»// Вестник ННГУ. Серия «Химия». 2000. Вып. 2. С. 92−95.
- Ворожейкин И А., Ивановская К. Е «Новый пенокерамический носитель катализаторов окисления СО» // Сб. тезисов докладов юбилейной X всероссийской студенческой научной конференции, г. Екатеринбург. 2000. С. 30.
- Ивановская К.Е., Ворожейкин И. А «Мп-содержащие катализаторы глубокого окисления СО» // Сб. тезисов докладов третьей конференции молодых ученых-химиков г. Н. Новгорода 2000. Вестник ННГУ. Серия «Химия». 2000. Вып. 2. С. 227.
- Александров Ю.А., Шекунова В. М., Цыганова Е. И. и др. // Сб. тезисов докладов международной конференции «Мегаллорганические соединения материалы III тысячелетия», г. Н.Новгород. 2000. С. 132.
- Александров Ю.А., Ворожейкин И. А., Ивановская К. Е. «Многокомпонентные оксидные катализаторы окисления СО» // Сб. тезисов докладов шестой нижегородской сессии молодых ученых, г. Н.Новгород. 2001. С. 114.
- Ворожейкин К А., Ивановская К. Е., Мирясов А. С., Иванов Д. Г., Шубин А. С. «Полифосфатная высокотемпературная керамика -новый материал широкого назначения» // Сб. тезисов докладов четвертой конференции молодых ученых-химиков г. Н.Новгорода. 2001, С. 22.
- Ворожейкин И.А. Дисс. «Окисление монооксида углерода на Сг-, Mn-, Fe-, Со-, Ni-содержащих катализаторах с иенокерамическим носителем» канд. хим. наук. Н.Новгород. 2000.
- Ивановская К.Е., Ворожейкин И. А., Шубин А. С. «1Ч=катализаторы реакций в газовой смеси CO+NO с новым носителем» // Сб. тезисов докладов международной студенческой конференции «Фундаментальные науки специалист}' нового века», г. Иваново. 2002. С. 40.
- Накамото К. ИК-спектры неорганических и координационных соединений. М. Мир. 1966. С. 151.
- Пецев Н., Димитров X. «О применении импульсного нехроматографического метода для исследования кинетики гетерогенных каталитических реакций» // Кинетика и катализ. 1966. Т. VII. Вып. 3. С. 535−539.
- Бремер Г., К.-П. Вендландт. Введение в гетерогенный катализ. М. Мир. 1981. С. 64, 67.
- Розовский, А Я. Гетерогенные химические реакции. Кинетика и макрокинетика М.: Наука. 1980. С. 8.
- Эмануэль Н.М., Кнорре ДГ. Курс химической кинетики. М.: BUI. 1974. С. 180.
- Выражаю искреннюю благодарность и глубокую признательность своему научному руководителю доктору химических наук, профессору Александрову Юрию Арсентьевичу за постоянную помощь в написании диссертационной работы.