RU2181618C1 - Catalyst for treatment of waste gases for reduction of their toxicity and method of production of such catalyst - Google Patents
Catalyst for treatment of waste gases for reduction of their toxicity and method of production of such catalyst Download PDFInfo
- Publication number
- RU2181618C1 RU2181618C1 RU2001109666/12A RU2001109666A RU2181618C1 RU 2181618 C1 RU2181618 C1 RU 2181618C1 RU 2001109666/12 A RU2001109666/12 A RU 2001109666/12A RU 2001109666 A RU2001109666 A RU 2001109666A RU 2181618 C1 RU2181618 C1 RU 2181618C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- carrier
- complexes
- production
- polymer system
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 title claims abstract description 7
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 title abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 12
- ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M thionine Chemical class [Cl-].C1=CC(N)=CC2=[S+]C3=CC(N)=CC=C3N=C21 ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 20
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- -1 Polyazo Polymers 0.000 abstract description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 3
- 150000002678 macrocyclic compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract 1
- QGKMIGUHVLGJBR-UHFFFAOYSA-M (4z)-1-(3-methylbutyl)-4-[[1-(3-methylbutyl)quinolin-1-ium-4-yl]methylidene]quinoline;iodide Chemical class [I-].C12=CC=CC=C2N(CCC(C)C)C=CC1=CC1=CC=[N+](CCC(C)C)C2=CC=CC=C12 QGKMIGUHVLGJBR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 28
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 14
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 12
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 8
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 7
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 7
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 7
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 7
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 7
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 7
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 5
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000004700 cobalt complex Chemical class 0.000 description 4
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 4
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 4
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- ZWLKKKRIYPQRQD-UHFFFAOYSA-N 14285-59-7 Chemical compound [H+].[H+].[H+].[H+].[Co+2].C12=CC(S(=O)(=O)[O-])=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=C(C=C32)S([O-])(=O)=O)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC(=CC1=1)S([O-])(=O)=O)=NC=1N=C1[C]3C=CC(S([O-])(=O)=O)=CC3=C2[N-]1 ZWLKKKRIYPQRQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical class [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 150000004699 copper complex Chemical class 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- ZWLUXSQADUDCSB-UHFFFAOYSA-N phthalaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=CC=C1C=O ZWLUXSQADUDCSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- KUCOHFSKRZZVRO-UHFFFAOYSA-N terephthalaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=C(C=O)C=C1 KUCOHFSKRZZVRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к катализаторам обработки отходящих газов и может быть использовано для снижения токсичности газов двигателей внутреннего сгорания, установок по производству, переработке органических продуктов и полимерных материалов. Снижение токсичности происходит за счет уменьшения содержания в отходящих газах таких веществ как NO, CO, остаточных углеводородов, О- или N-содержащих летучих органических соединений. The invention relates to catalysts for the treatment of exhaust gases and can be used to reduce the toxicity of gases of internal combustion engines, plants for the production, processing of organic products and polymeric materials. Reducing toxicity occurs due to a decrease in the content of such substances as NO, CO, residual hydrocarbons, O- or N-containing volatile organic compounds in the exhaust gases.
Известен [Патент ФРГ ДЕ-А 3522637] эффективный и относительно недорогой катализатор, получаемый из технических фталоцианинов металлов, нанесенных на носитель. Катализатор [Патент ФРГ ДЕ-А 3522637] предназначен для удаления оксидов азота, монооксида углерода и (или) остаточных углеводородов в результате каталитического окисления и (или) восстановления. Known [German Patent DE-A 3522637] an effective and relatively inexpensive catalyst obtained from industrial metal phthalocyanines deposited on a carrier. The catalyst [German Patent DE-A 3522637] is intended to remove nitrogen oxides, carbon monoxide and (or) residual hydrocarbons as a result of catalytic oxidation and (or) reduction.
Нанесение фталоцианинов металлов на носитель [Патент ФРГ ДЕ-А 3522637] осуществляется пропиткой носителя раствором или суспензией соответствующих фталоцианинов металлов в воде или же в органическом растворителе; нанесением с перемешиванием фталоцианинов металлов и материала носителя, находящегося в пылеобразном состоянии при последующем формовании носителя с нанесенным фталоцианином; нанесением на носитель раствора или суспензии соединения металла, которое затем превращают в желаемый фталоцианин металла; прямым синтезом фталоцианинов металлов на носителе. The application of metal phthalocyanines to the carrier [German Patent DE-A 3522637] is carried out by impregnating the carrier with a solution or suspension of the corresponding metal phthalocyanines in water or in an organic solvent; applying with stirring the phthalocyanines of metals and a carrier material in a dust-like state during subsequent molding of the carrier coated with phthalocyanine; applying to the carrier a solution or suspension of a metal compound, which is then converted to the desired metal phthalocyanine; direct synthesis of metal phthalocyanines on a carrier.
В прототипе [Патент ФРГ ДЕ 3917900 А1] применение катализатора [Патент ФРГ ДЕ-А 3522637] расширено на О- и (или) N-содержащие органические летучие соединения. Катализатор [Патент ФРГ ДЕ 3917900 А1 (прототип)] выполнен на основе фталоцианинов переходных металлов, нанесенных на носитель. Способ нанесения фталоцианинов переходных металлов [Патент ФРГ ДЕ 3917900 А1 (прототип)] аналогичен способу [Патент ФРГ ДЕ-А 3522637]. В качестве носителей [Патент ФРГ ДЕ-А 3522637] и [Патент ФРГ ДЕ 3917900 А1 (прототип)] предлагается использовать кремнистую инфузорную землю, оксид кремния, кордиерит, стеатит, щебенку, оксид алюминия, глину, каолин и перлит, полевой шпат, алюмосиликаты, особенно цеолит и др. In the prototype [German Patent DE 3917900 A1], the use of the catalyst [German Patent DE-A 3522637] is extended to O - and (or) N-containing organic volatile compounds. The catalyst [German Patent DE 3917900 A1 (prototype)] is made on the basis of transition metal phthalocyanines deposited on a carrier. The method of applying phthalocyanines of transition metals [German Patent DE 3917900 A1 (prototype)] is similar to the method of [German Patent DE-A 3522637]. As carriers [German Patent DE-A 3522637] and [German Patent DE 3917900 A1 (prototype)], it is proposed to use siliceous infusorized soil, silicon oxide, cordierite, steatite, gravel, aluminum oxide, clay, kaolin and perlite, feldspar, aluminosilicates , especially zeolite, etc.
Недостатком катализатора [Патент ФРГ ДЕ-А 3522637, Патент ФРГ ДЕ 3917900 А1 (прототип)] является то, что он не работоспособен при температуре выше 300oС, так как установлено, что фталоцианины металлов возгоняются при температуре около 300oС [Б.Д. Березин. Координационные соединения порфиринов и фталоцианинов. М. "Наука", 1987, с.25].The disadvantage of the catalyst [German Patent DE-A 3522637, German Patent DE 3917900 A1 (prototype)] is that it is not functional at temperatures above 300 o C, as it is established that metal phthalocyanines are sublimated at a temperature of about 300 o C [B. D. Berezin. Coordination compounds of porphyrins and phthalocyanines. M. "Science", 1987, p.25].
Этот недостаток катализатора приводит к тому, что, например, при очистке выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, где в глушителе разогретого двигателя температура может достигать более 300oС, длительность эксплуатации данного катализатора мала. По этой же причине затруднено использование катализатора на основе фталоцианинов металлов [Патент ФРГ ДЕ-А 3522637, Патент ФРГ ДЕ 3917900 А] (прототип)] в производстве и при переработке некоторых органических продуктов и полимерных материалов, например термостойких полимеров, и изделий из них.This disadvantage of the catalyst leads to the fact that, for example, when cleaning the exhaust gases of internal combustion engines, where in a muffler of a heated engine the temperature can reach more than 300 o C, the duration of operation of this catalyst is short. For the same reason, it is difficult to use a catalyst based on metal phthalocyanines [German Patent DE-A 3522637, German Patent DE 3917900 A] (prototype)] in the production and processing of certain organic products and polymeric materials, such as heat-resistant polymers, and products made from them.
Задачей изобретения является создание более эффективного, относительно недорогого катализатора обработки отходящих газов с повышенной термостойкостью. The objective of the invention is to provide a more efficient, relatively inexpensive catalyst for the treatment of exhaust gases with increased heat resistance.
Указанная задача достигается следующим. Катализатор обработки отходящих газов для снижения их токсичности, как и в прототипе, выполнен на основе вещества, содержащего цианиновые комплексы одного или нескольких переходных металлов и нанесенного на носитель, но в отличие от прототипа полиазамакроциклы входят в сшитую полимерную систему, а соотношение компонентов в мас. % составляет:
Вещество, содержащее цианиновые комплексы одного или нескольких переходных металлов - 0,2-0,5
Твердый минеральный носитель - Остальное
Способ получения катализатора обработки отходящих газов для снижения их токсичности, как и прототип, включает нанесение на носитель вещества, содержащего цианиновые комплексы одного или нескольких переходных металлов, но в отличие от прототипа после нанесения проводят термообработку вещества при 600-1000oС в aтмocферe инертного газа (аргона, азота), при этом возникает сшитая полимерная система из полиазамакроциклов, причем скорость нагрева до температуры термообработки должна быть не менее 3oС/с.The specified task is achieved as follows. The catalyst for processing exhaust gases to reduce their toxicity, as in the prototype, is based on a substance containing cyanine complexes of one or more transition metals and deposited on a carrier, but unlike the prototype, polyazamacrocycles are included in a crosslinked polymer system, and the ratio of components in wt. % is:
A substance containing cyanine complexes of one or more transition metals - 0.2-0.5
Solid Mineral Carrier - Else
The method of producing a catalyst for treating exhaust gases to reduce their toxicity, like the prototype, involves applying to the carrier a substance containing cyanine complexes of one or more transition metals, but in contrast to the prototype, the substance is heat treated after application at 600-1000 o C in an inert gas atmosphere (argon, nitrogen), this creates a cross-linked polymer system of polyazamacrocycles, and the heating rate to the heat treatment temperature should be at least 3 o C / s.
В результате осуществления изобретения увеличивается эффективность катализатора. Так, для NO в прототипе степень восстановления составляет 89% (пример 4 прототипа), а в предлагаемом изобретении - 98% при примерно одинаковой температуре реакции с прототипом (175 и 170oС соответственно), то есть она увеличивается на 9%.As a result of the invention, the efficiency of the catalyst is increased. So, for NO in the prototype, the degree of recovery is 89% (example 4 of the prototype), and in the present invention - 98% at approximately the same reaction temperature with the prototype (175 and 170 o C, respectively), that is, it increases by 9%.
Для анилина в прототипе степень окисления составляет 89% (пример 5 прототипа), а в предлагаемом изобретении - 96% при примерно одинаковой с прототипом температуре реакции (335 и 350oС соответственно), то есть степень окисления увеличивается на 7%.For aniline in the prototype, the oxidation state is 89% (example 5 of the prototype), and in the present invention, 96% at a reaction temperature approximately the same as that of the prototype (335 and 350 ° C., respectively), that is, the oxidation state increases by 7%.
Повышается также термостойкость предлагаемого катализатора. Это выражается в том, что при его непрерывной работе в течение 24 часов в одних проведенных нами опытах, а в других - в течение 72 часов высокая степень очистки остается без изменения при температуре более 300oС. При этом не наблюдается потери массы катализатора, то есть возгонки или разложения нанесенного на носитель вещества не происходит. Согласно проведенным авторами заявки опытов в прототипе это вещество возгоняется при температуре более 300oС.Also increases the heat resistance of the proposed catalyst. This is expressed in the fact that during its continuous operation for 24 hours in some of our experiments, and in others for 72 hours, a high degree of purification remains unchanged at a temperature of more than 300 o C. In this case, there is no loss of catalyst mass, then there is no sublimation or decomposition of the substance deposited on the carrier. According to the authors of the application of experiments in the prototype, this substance is sublimated at a temperature of more than 300 o C.
Веществами, содержащими цианиновые комплексы и нанесенными на носитель, могут являться фталоцианины переходных металлов, комплексы металлов с меламиноальдегидными смолами, смешанные цианидные комплексы переходных металлов. Substances containing cyanine complexes and supported on a carrier may include transition metal phthalocyanines, metal complexes with melamine aldehyde resins, mixed transition metal cyanide complexes.
Носителями являются те же материалы, что и указанные в прототипе: кремнистая инфузорная земля, оксид кремния, кордиерит, стеатит, щебенка, оксид алюминия, глина, каолин и перлит, полевой шпат, алюмосиликаты (особенно цеолиты), а также металл, стекло, керамика, стекло- и минеральное волокно, металлокерамика. The carriers are the same materials as those indicated in the prototype: siliceous infusoria, silica, cordierite, steatite, gravel, alumina, clay, kaolin and perlite, feldspar, aluminosilicates (especially zeolites), as well as metal, glass, ceramics , glass and mineral fiber, cermets.
Термообработку проводят в диапазоне температур 600-1000oС, так как при температуре менее 600oС не происходит необходимого сшивания цианиновых колец, а при температуре выше 1000oС протекают процессы деструкции нанесенного вещества. Процесс образования сшитой полимерной структуры протекает быстро (в течение 20 минут [Электрохимия порфиринов. /М.Р. Тарасевич, К.А. Радюшкина, В. А. Богдановская. М.: Наука, 1991, 312 с.]), поэтому важен быстрый нагрев до необходимой температуры. Необходимость атмосферы инертного газа объясняется тем, что необходимо исключить присутствие кислорода во время термической обработки. Так как в присутствии кислорода происходит окисление исходного металлокомплекса.Heat treatment is carried out in a temperature range of 600-1000 o C, since at a temperature of less than 600 o C there is no necessary crosslinking of cyanine rings, and at a temperature above 1000 o C, the processes of destruction of the applied substance proceed. The process of formation of a crosslinked polymer structure proceeds quickly (within 20 minutes [Electrochemistry of porphyrins. / M.R. Tarasevich, K. A. Radyushkina, V. A. Bogdanovskaya. M: Nauka, 1991, 312 p.]), Therefore fast heating to the required temperature. The need for an inert gas atmosphere is explained by the fact that it is necessary to exclude the presence of oxygen during heat treatment. Since in the presence of oxygen, the initial metal complex is oxidized.
Возникновение сшитой полимерной системы может быть определено при помощи ИК-спектроскопии по исчезновению полос поглощения изолированных C=N-связей в области 1630-1700 см-1 и появлению широкой полосы поглощения в области 1450-1600 -1, относящейся к возникновению сшитой полимерной системы, состоящей из цианиновых фрагментов C=N.The appearance of a crosslinked polymer system can be determined using IR spectroscopy by the disappearance of the absorption bands of isolated C = N bonds in the region of 1630-1700 cm -1 and the appearance of a wide absorption band in the region of 1450-1600 -1 , related to the appearance of a crosslinked polymer system, consisting of cyanine fragments C = N.
Возможно применение других известных способов определения завершения структурной перестройки [Г. Б. Сейфер, З.А. Тарасова, С.Н. Кузмина. Исследование процесса термолиза железосинеродистого меламиния в аргоне. // Координационная химия. 1979. Т. 5, вып. 11. С.1665-1669.]. Длительность этого процесса зависит от природы наносимых на носитель веществ, содержащих цианиновые комплексы переходных металлов, их количества, материала носителя. Perhaps the use of other known methods for determining the completion of structural adjustment [G. B. Seifer, Z.A. Tarasova, S.N. Kuzmina. Investigation of the process of thermolysis of iron-synergy melamine in argon. // Coordination chemistry. 1979.Vol. 5, no. 11. S.1665-1669.]. The duration of this process depends on the nature of the substances deposited on the carrier containing cyanine complexes of transition metals, their amount, carrier material.
Поскольку в результате осуществления способа получается катализатор, активный компонент которого представляет собой сшитую полимерную систему, которую можно выразить следующей структурной формулой:
где R - полисопряженная система из фрагментов исходных веществ.Since the process results in a catalyst, the active component of which is a crosslinked polymer system, which can be expressed by the following structural formula:
where R is a polyconjugate system of fragments of the starting materials.
Это активное вещество не возгоняется, как это происходило до термообработки, в результате чего увеличивается термостойкость катализатора. This active substance is not sublimated, as it happened before the heat treatment, as a result of which the thermal stability of the catalyst increases.
Пример 1. Носитель, в качестве которого используют γ-Аl2О3 с размерами частиц 1-1,5 мм, пропитывают раствором тетрасульфофталоцианина кобальта (ТСФцСо) с концентрацией ТСФцСо 2 г/л в течение 24 часов. Образец сушат при комнатной температуре в течение 6 часов и при 100oС в течение 3 часов. Затем образец катализатора подвергают термообработке при 800 или 1000oС в среде инертного газа, например, гелия или аргона. Возникновение сшитой полимерной системы контролируют с помощью ИК-спектроскопии. Полученный катализатор испытывают на каталитическую активность в процессах очистки воздуха от токсичных веществ. Результаты сведены в таблицу 1.Example 1. The carrier, which is used as γ-Al 2 O 3 with particle sizes of 1-1.5 mm, is impregnated with a solution of cobalt tetrasulfophthalocyanine (TSFcCo) with a concentration of TCFcCo 2 g / l for 24 hours. The sample was dried at room temperature for 6 hours and at 100 ° C. for 3 hours. Then, the catalyst sample is subjected to heat treatment at 800 or 1000 o C in an inert gas, such as helium or argon. The occurrence of a crosslinked polymer system is controlled by IR spectroscopy. The resulting catalyst is tested for catalytic activity in the processes of air purification from toxic substances. The results are summarized in table 1.
В примере 1 соотношение компонентов в катализаторе составляет, мас.%: вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла 0,3, твердый минеральный носитель остальное. In example 1, the ratio of components in the catalyst is, wt.%: A substance containing cyanine complexes of a transition metal of 0.3, a solid mineral support the rest.
Активность катализатора не уменьшается при 450oС и его непрерывной работе в течение 24 часов, кроме того, кратковременное повышение температуры до 800oС в течение 1 часа с возвратом к исходному состоянию не сказывается на его активности, что свидетельствует об отсутствии возгонки нанесенного вещества и повышении термостойкости катализатора в целом.The activity of the catalyst does not decrease at 450 o C and its continuous operation for 24 hours, in addition, a short-term increase in temperature to 800 o C for 1 hour with a return to its original state does not affect its activity, which indicates the absence of sublimation of the applied substance and increasing the heat resistance of the catalyst as a whole.
Испытания аналогичного катализатора, не прошедшего термообработку, на восстановление NO оксидом углерода при 450oС дает следующие результаты. В начале работы катализатора степень восстановления составляет 99,2%, через 0,5 часа - 80%, через 1 час - 20%, через 2 часа с момента начала работы - 0%. Это уменьшение степени восстановления происходит из-за возгонки вещества, нанесенного на носитель, о чем свидетельствует потеря массы катализатора. Из таблицы 1 следует, что степень восстановления NO по сравнению с прототипом [пункт а) таблицы 1] увеличивается на 9% (у прототипа в примере 4 - 89%), а степень окисления анилина [пункт е) таблицы 1] - на 7% (у прототипа в примере 5 - 89%), что говорит о повышении эффективности предлагаемого катализатора.Testing a similar catalyst that did not undergo heat treatment for the reduction of NO with carbon monoxide at 450 ° C gives the following results. At the beginning of the operation of the catalyst, the degree of recovery is 99.2%, after 0.5 hours - 80%, after 1 hour - 20%, after 2 hours from the start of operation - 0%. This decrease in the degree of reduction occurs due to the sublimation of the substance deposited on the carrier, as evidenced by the loss of mass of the catalyst. From table 1 it follows that the degree of recovery of NO compared with the prototype [paragraph a) of table 1] increases by 9% (the prototype in example 4 has 89%), and the oxidation state of aniline [paragraph e) of table 1] - by 7% (the prototype in example 5 - 89%), which indicates an increase in the efficiency of the proposed catalyst.
Пример 2. Носитель, в качестве которого используют γ-Аl2О3 с размерами частиц 1-1,5 мм, пропитывают насыщенным раствором фталоцианина металла (ФцМе) в диметилформамиде при 80oС в течение 4 часов. После пропитки образец катализатора промывают водой и сушат при комнатной температуре до постоянной массы. Затем образец катализатора подвергают термообработке в течение 1 часа при 600-800oС в среде инертного газа гелия. Возникновение сшитой полимерной системы контролируют при помощи ИК-спектроскопии. Полученный катализатор испытывают на каталитическую активность в реакции окисления формальдегида.Example 2. The carrier, which is used as γ-Al 2 O 3 with a particle size of 1-1.5 mm, is impregnated with a saturated solution of metal phthalocyanine (FCMe) in dimethylformamide at 80 o C for 4 hours. After impregnation, the catalyst sample is washed with water and dried at room temperature to constant weight. Then the catalyst sample is subjected to heat treatment for 1 hour at 600-800 o C in an inert gas of helium. The appearance of a crosslinked polymer system is controlled by infrared spectroscopy. The resulting catalyst is tested for catalytic activity in the oxidation reaction of formaldehyde.
В примере 2 соотношение компонентов в катализаторе составляет, мас.%:
вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла - 0,2
твердый минеральный носитель - остальное.In example 2, the ratio of components in the catalyst is, wt.%:
a substance containing cyanine complexes of a transition metal - 0.2
solid mineral carrier - the rest.
Результаты сведены в таблицу 2. The results are summarized in table 2.
Активность катализатора не уменьшается при 450oС и его непрерывной работе в течение 72 часов, что свидетельствует об отсутствии возгонки нанесенного вещества и повышении термостойкости катализатора в целом.The activity of the catalyst does not decrease at 450 o C and its continuous operation for 72 hours, which indicates the absence of sublimation of the deposited substance and an increase in the heat resistance of the catalyst as a whole.
Пример 3. Носитель γ-Аl2О3 с размером частиц 1-1,5 мм пропитывают в течение суток насыщенным водным раствором CoCl2 при комнатной температуре, высушивают до постоянного веса при 80oС.Example 3. The carrier γ-Al 2 About 3 with a particle size of 1-1.5 mm is impregnated for a day with a saturated aqueous solution of CoCl 2 at room temperature, dried to constant weight at 80 o C.
В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и термометром, загружают при перемешивании 6 г меламина, 3,2 г терефталевого альдегида, 30 см3 пропитанного носителя. Содержимое колбы нагревают до 60oС и выдерживают при этой температуре 60 мин. Затем отключают нагрев, перемешивают содержимое еще 2 часа и оставляют стоять 24 часа. Образец катализатора отделяют от жидкости, промывают водой и сушат при комнатной температуре в течение 6 часов и при 100oС в течение 3 часов.In a three-necked flask equipped with a mechanical stirrer and thermometer, 6 g of melamine, 3.2 g of terephthalic aldehyde, 30 cm 3 of impregnated carrier are loaded with stirring. The contents of the flask are heated to 60 o C and maintained at this temperature for 60 minutes Then turn off the heat, mix the contents for another 2 hours and leave to stand for 24 hours. A sample of the catalyst is separated from the liquid, washed with water and dried at room temperature for 6 hours and at 100 o C for 3 hours.
Термообработку катализатора проводят в течение 1 часа при 800oС. Возникновение сшитой полимерной системы контролируют при помощи ИК-спектроскопии.The heat treatment of the catalyst is carried out for 1 hour at 800 o C. the occurrence of a crosslinked polymer system is controlled by infrared spectroscopy.
Каталитическая активность полученного катализатора проверяется в реакции окисления формальдегида кислородом при температуре воздуха 450oС. Параметры очищаемого газа: объемная скорость подачи 3000 ч-1; содержание СН2О - 0,075 об.%, остальное воздух. Степень очистки - 99,5%.The catalytic activity of the obtained catalyst is checked in the oxidation reaction of formaldehyde with oxygen at an air temperature of 450 o C. The parameters of the purified gas: volumetric feed rate of 3000 h -1 ; the content of CH 2 O is 0.075 vol.%, the rest is air. The degree of purification is 99.5%.
В примере 3 соотношение компонентов в катализаторе составляет, мас.%:
вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла - 0,3
твердый минеральный носитель - остальное
Активность катализатора не уменьшается при 450oС и его непрерывной работе в течение 72 часов.In example 3, the ratio of components in the catalyst is, wt.%:
a substance containing cyanine complexes of a transition metal - 0.3
solid mineral carrier - the rest
The activity of the catalyst does not decrease at 450 o With and its continuous operation for 72 hours.
Пример 4. Носитель γ-Аl2О3 с размерами частиц 1-1,5 мм пропитывают в течение суток насыщенным раствором CoCl2 или CuSO4 при комнатной температуре, высушивают до постоянного веса при 80oС.Example 4. The carrier γ-Al 2 About 3 with a particle size of 1-1.5 mm is impregnated during the day with a saturated solution of CoCl 2 or CuSO 4 at room temperature, dried to constant weight at 80 o C.
В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и термометром, загружают при перемешивании 6 г меламина, 10 см3 37%-го формалина, 15 см3 воды и 20 см3 пропитанного носителя. Раствором соды доводят рН реакционной массы до 8,5-9,5. Содержимое колбы нагревают до 80-90oС и выдерживают при этой температуре 45 мин. Раствор сливают, катализатор промывают водой и сушат при комнатной температуре в течение 6 часов и при 100oС в течение 3 часов.In a three-necked flask equipped with a mechanical stirrer and thermometer, 6 g of melamine, 10 cm 3 of 37% formalin, 15 cm 3 of water and 20 cm 3 of impregnated carrier are loaded with stirring. With a solution of soda, the pH of the reaction mixture is adjusted to 8.5-9.5. The contents of the flask are heated to 80-90 o C and maintained at this temperature for 45 minutes The solution was drained, the catalyst was washed with water and dried at room temperature for 6 hours and at 100 ° C. for 3 hours.
Термообработку образцов катализатора проводят, как описано выше в примере 3. Возникновение сшитой полимерной системы контролируют при помощи ИК-спектроскопии. Heat treatment of the catalyst samples is carried out as described above in example 3. The occurrence of a crosslinked polymer system is controlled by infrared spectroscopy.
Полученный катализатор подвергают испытанию в реакции окисления формальдегида кислородом воздуха при 450oС.The resulting catalyst is tested in the oxidation reaction of formaldehyde with atmospheric oxygen at 450 o C.
Результаты представлены в таблице 3. The results are presented in table 3.
Активность катализатора не уменьшается при 450oС и его непрерывной работе в течение 72 часов.The activity of the catalyst does not decrease at 450 o With and its continuous operation for 72 hours.
В примере 4 соотношение компонентов в катализаторе составляет % маc.:
вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла - 0,5
твердый минеральный носитель - остальное
Пример 5. 20 см3 носителя γ-Al2O3 с размерами частиц 1-1,5 мм пропитывают горячим насыщенным раствором меламина (70-80oС) в течение 15 минут и приливают насыщенный раствор феррицианида калия в мольном отношении 3:1. Раствор сливают, катализатор промывают водой и сушат при комнатной температуре в течение 6 часов и при 100oС в течение 3 часов.In example 4, the ratio of components in the catalyst is% wt .:
a substance containing cyanine complexes of a transition metal - 0.5
solid mineral carrier - the rest
Example 5 20 cm 3 of the carrier γ-Al 2 O 3 with a particle size of 1-1.5 mm is impregnated with a hot saturated solution of melamine (70-80 o C) for 15 minutes and poured in a saturated solution of potassium ferricyanide in a molar ratio of 3: 1 . The solution was drained, the catalyst was washed with water and dried at room temperature for 6 hours and at 100 ° C. for 3 hours.
Термообработку катализатора проводят в течение 0,5 часа при 700oС в атмосфере инертного газа (аргона, азота). Возникновение сшитой полимерной системы контролируют при помощи ИК-спектроскопии.The heat treatment of the catalyst is carried out for 0.5 hours at 700 o C in an atmosphere of inert gas (argon, nitrogen). The appearance of a crosslinked polymer system is controlled by infrared spectroscopy.
Полученный катализатор подвергают испытанию в реакции окисления формальдегида кислородом воздуха при 450oС.The resulting catalyst is tested in the oxidation reaction of formaldehyde with atmospheric oxygen at 450 o C.
Из примеров 1-5 следует, что полученный катализатор является более эффективным и термостойким, чем прототип. From examples 1-5 it follows that the resulting catalyst is more efficient and heat-resistant than the prototype.
Пример 6. На твердый минеральный носитель, а именно на кремнистую инфузорную землю, или оксид кремния, или кордиерит, или стеатит, или щебенку, или оксид алюминия, или глину, или каолин, или перлит, или полевой шпат, или алюмосиликаты (особенно цеолиты), или металл, или стекло, или керамику, или стеклю или минеральное волокно, или металлокерамику, наносят вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла, а именно раствор тетрасульфофталоцианианина кобальта. Затем проводят термообработку вещества при 800oС в атмосфере инертного газа, например гелия или азота, или углекислого газа. Возникновение сшитой полимерной системы контролируют с помощью ИК-спектроскопии. При этом соотношение в полученном катализаторе между веществом, содержащим цианиновые комплексы переходного металла и носителем составляло, маc.%:
вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла - 0,2
твердый минеральный носитель - остальное
Полученный катализатор испытывают на каталитическую активность в процессах очистки воздуха от токсичных веществ. Результаты сведены в таблицу 4.Example 6. On a solid mineral carrier, namely on siliceous infusorian soil, or silicon oxide, or cordierite, or steatite, or gravel, or aluminum oxide, or clay, or kaolin, or perlite, or feldspar, or aluminosilicates (especially zeolites ), or metal, or glass, or ceramics, or glass or mineral fiber, or cermets, apply a substance containing transition cyanine complexes, namely a solution of cobalt tetrasulfophthalocyanine. Then carry out the heat treatment of the substance at 800 o C in an atmosphere of inert gas, such as helium or nitrogen, or carbon dioxide. The occurrence of a crosslinked polymer system is controlled by IR spectroscopy. The ratio in the obtained catalyst between the substance containing the cyanine complexes of the transition metal and the carrier was, wt.%:
a substance containing cyanine complexes of a transition metal - 0.2
solid mineral carrier - the rest
The resulting catalyst is tested for catalytic activity in the processes of air purification from toxic substances. The results are summarized in table 4.
Пример 7 аналогичен примеру 5 за исключением того, что соотношение компонентов в полученном после термообработки катализаторе, мас.%:
вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла - 0,4
твердый минеральный носитель - остальное
Результаты испытаний сведены в таблицу 4.Example 7 is similar to example 5 except that the ratio of components in the resulting catalyst after heat treatment, wt.%:
a substance containing cyanine complexes of a transition metal - 0.4
solid mineral carrier - the rest
The test results are summarized in table 4.
Пример 8 аналогичен примеру 5 за исключением того, что соотношение компонентов в полученном катализаторе, мас.%:
вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла - 0,5
твердый минеральный носитель - остальное
Результаты испытаний сведены в таблицу 4.Example 8 is similar to example 5 except that the ratio of components in the resulting catalyst, wt.%:
a substance containing cyanine complexes of a transition metal - 0.5
solid mineral carrier - the rest
The test results are summarized in table 4.
Таким образом, примеры 6-8 иллюстрируют возможность получения технического результата в указанных в формуле интервалах значений соотношения компонентов. Thus, examples 6-8 illustrate the possibility of obtaining a technical result in the intervals specified in the formula for the ratio of the components.
Пример 9. Example 9
На твердый минеральный носитель, а именно на кремнистую инфузорную землю, или оксид кремния, или кордиерит, или стеатит, или щебенку, или оксид алюминия, или глину, или каолин, или перлит, или полевой шпат, или алюмосиликаты (особенно цеолиты), или металлы, или стекло, или керамику, или стекло или минеральное волокно, или металлокерамику, наносят вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла, а именно комплекс металла с меламиноальдегидной смолой, например комплекс кобальта (2+) со смолой, полученной конденсацией меламина с терефталевым альдегидом. Затем проводят термообработку носителя при 800oС в атмосфере инертного газа. Возникновение сшитой полимерной системы контролируют с помощью ИК-спектроскопии. При этом соотношение в полученном катализаторе между веществом, содержащим цианиновые комплексы переходного металла, и носителем составляет, мас.%:
вещество, содержащее цианиновые комплексы переходногометалла - 0,2
твердый минеральный носитель - остальное
Каталитическая активность полученного катализатора проверяется в реакции окисления формальдегида кислородом при температуре воздуха 450oС. Параметры очищаемого газа: объемная скорость подачи 3000 ч-1; содержание СН2О - 0,075 об.%, остальное воздух. Степень очистки 99,6%.On a solid mineral carrier, namely on siliceous infusorian soil, or silica, or cordierite, or steatite, or gravel, or alumina, or clay, or kaolin, or perlite, or feldspar, or aluminosilicates (especially zeolites), or metals, or glass, or ceramics, or glass or mineral fiber, or cermets, apply a substance containing cyanine complexes of a transition metal, namely a metal complex with a melamine-aldehyde resin, for example a complex of cobalt (2+) with a resin obtained by condensation of melamine with ter phthalaldehyde. Then carry out the heat treatment of the carrier at 800 o C in an atmosphere of inert gas. The occurrence of a crosslinked polymer system is controlled by IR spectroscopy. The ratio in the resulting catalyst between the substance containing the cyanine complexes of the transition metal and the carrier is, wt.%:
a substance containing cyanine complexes of a transition metal - 0.2
solid mineral carrier - the rest
The catalytic activity of the obtained catalyst is checked in the oxidation reaction of formaldehyde with oxygen at an air temperature of 450 o C. The parameters of the purified gas: volumetric feed rate of 3000 h -1 ; the content of CH 2 O is 0.075 vol.%, the rest is air. The degree of purification is 99.6%.
Активность катализатора не уменьшается при 450oС и его непрерывной работе в течение 72 часов.The activity of the catalyst does not decrease at 450 o With and its continuous operation for 72 hours.
Пример 10
Пример аналогичен примеру 8 за исключением того, что соотношение в катализаторе компонентов, мас.%:
вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла - 0,5
твердый минеральный носитель - остальное
Условия проверки каталитической активности аналогичны примеру 8. Степень очистки 99,5%. Активность катализатора не уменьшается при 450oС и его непрерывной работе в течение 72 часов.Example 10
The example is similar to example 8 except that the ratio in the catalyst component, wt.%:
a substance containing cyanine complexes of a transition metal - 0.5
solid mineral carrier - the rest
The conditions for checking the catalytic activity are similar to example 8. The degree of purification of 99.5%. The activity of the catalyst does not decrease at 450 o With and its continuous operation for 72 hours.
Примеры 3,9,10 иллюстрируют возможность получения технического результата в интервалах значений, указанных в формуле, соотношения компонентов. Examples 3,9,10 illustrate the possibility of obtaining a technical result in the ranges of values specified in the formula, the ratio of components.
Пример 11
На твердый минеральный носитель, а именно кремнистую инфузорную землю, или оксид кремния, или кордиерит, или стеатит, или щебенку, или оксид алюминия, или глину, или каолин, или перлит, или полевой шпат, или алюмосиликаты (особенно цеолиты), или металлы, или стекло, или керамику, или стекло или минеральное волокно, или металлокерамику, наносят вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла, а именно комплекс металла с меламиноальдегидной смолой, например комплекс кобальта (2+) с меламинформальдегидной смолой. Затем проводят термообработку носителя при 800oС в атмосфере инертного газа. Возникновение сшитой полимерной системы контролируют с помощью ИК-спектроскопии. При этом соотношение в полученном катализаторе между веществом, содержащим цианиновые комплексы переходного металла, и носителем составляет, мас.%:
вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла - 0,2
твердый минеральный носитель - остальное.Example 11
On a solid mineral carrier, namely siliceous infusorian soil, or silicon oxide, or cordierite, or steatite, or gravel, or aluminum oxide, or clay, or kaolin, or perlite, or feldspar, or aluminosilicates (especially zeolites), or metals or glass, or ceramics, or glass or mineral fiber, or cermets, apply a substance containing cyanine complexes of a transition metal, namely a metal complex with a melamine-aldehyde resin, for example a complex of cobalt (2+) with a melamine-formaldehyde resin. Then carry out the heat treatment of the carrier at 800 o C in an atmosphere of inert gas. The occurrence of a crosslinked polymer system is controlled by IR spectroscopy. The ratio in the resulting catalyst between the substance containing the cyanine complexes of the transition metal and the carrier is, wt.%:
a substance containing cyanine complexes of a transition metal - 0.2
solid mineral carrier - the rest.
Каталитическая активность полученного катализатора проверяется в реакции окисления формальдегида кислородом воздуха при 450oС. Параметры очищаемого газа: объемная скорость подачи 3000 ч-1; содержание СН2О - 0,075 об.%, остальное воздух. Степень очистки для комплекса кобальта: 99,6%. Активность катализатора не уменьшается при 450oС и его непрерывной работе в течение 72 часов.The catalytic activity of the obtained catalyst is checked in the oxidation reaction of formaldehyde with atmospheric oxygen at 450 o C. The parameters of the purified gas: volumetric feed rate of 3000 h -1 ; the content of CH 2 O is 0.075 vol.%, the rest is air. The degree of purification for the cobalt complex: 99.6%. The activity of the catalyst does not decrease at 450 o With and its continuous operation for 72 hours.
Пример 12
Пример аналогичен примеру 11 за исключением того, что соотношение в катализаторе компонентов, мас.%:
вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла - 0,4
твердый минеральный носитель - остальное
Условия проверки каталитической активности аналогичны примеру 10. Степень очистки для комплекса кобальта: 99,7%, для комплекса меди: 99,2%. Активность катализатора не уменьшается при 450oС и его непрерывной работе в течение 72 часов.Example 12
The example is similar to example 11 except that the ratio in the catalyst component, wt.%:
a substance containing cyanine complexes of a transition metal - 0.4
solid mineral carrier - the rest
The conditions for checking the catalytic activity are similar to Example 10. The degree of purification for the cobalt complex: 99.7%, for the copper complex: 99.2%. The activity of the catalyst does not decrease at 450 o With and its continuous operation for 72 hours.
Примеры 4, 11, 12 иллюстрируют возможность получения технического результата в указанных в формуле интервалах значений соотношения компонентов. Examples 4, 11, 12 illustrate the possibility of obtaining a technical result in the ranges of component ratios indicated in the formula.
Пример 13
На твердый минеральный носитель, а именно кремнистую инфузорную землю, или оксид кремния, или кордиерит, или стеатит, или щебенку, или оксид алюминия, или глину, или каолин, или перлит, или полевой шпат, или алюмосиликат, наносят вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла, а именно феррицианид меламиния. Затем проводят термообработку носителя при 800oС в атмосфере инертного газа. Возникновение сшитой полимерной системы контролируют с помощью ИК-спектроскопии. При этом соотношение в полученном катализаторе между веществом, содержащим цианиновые комплексы переходного металла, и носителем составляет, мас.%:
вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла - 0,2
твердый минеральный носитель - остальное
Каталитическая активность полученного катализатора проверяется в реакции окисления формальдегида кислородом воздуха при 450oС. Параметры очищаемого газа: объемная скорость подачи 3000 ч-1; содержание СН2О - 0,075 об.%, остальное воздух. Степень очистки для комплекса кобальта: 99,1%. Активность катализатора не уменьшается при 450oС и его непрерывной работе в течение 72 часов.Example 13
A substance containing cyanine complexes is applied to a solid mineral carrier, namely siliceous infusorian soil, or silicon oxide, or cordierite, or steatite, or gravel, or alumina, or clay, or kaolin, or perlite, or feldspar, or aluminosilicate. transition metal, namely melamine ferricyanide. Then carry out the heat treatment of the carrier at 800 o C in an atmosphere of inert gas. The occurrence of a crosslinked polymer system is controlled by IR spectroscopy. The ratio in the resulting catalyst between the substance containing the cyanine complexes of the transition metal and the carrier is, wt.%:
a substance containing cyanine complexes of a transition metal - 0.2
solid mineral carrier - the rest
The catalytic activity of the obtained catalyst is checked in the oxidation reaction of formaldehyde with atmospheric oxygen at 450 o C. The parameters of the purified gas: volumetric feed rate of 3000 h -1 ; the content of CH 2 O is 0.075 vol.%, the rest is air. The degree of purification for the cobalt complex: 99.1%. The activity of the catalyst does not decrease at 450 o With and its continuous operation for 72 hours.
Приведенные примеры иллюстрируют возможность получения технического результата в условиях, соответствующих формуле. The given examples illustrate the possibility of obtaining a technical result under conditions corresponding to the formula.
Пример 14
На твердый минеральный носитель, а именно кремнистую инфузорную землю, или оксид кремния, или кордиерит, или стеатит, или щебенку, или оксид алюминия, или глину, или каолин, или перлит, или полевой шпат, или алюмосиликаты (особенно цеолиты), или металлы, или стекло, или керамику, или стекло или минеральное волокно, или металлокерамику, наносят вещество, содержащее цианиновые комплексы переходного металла, а именно комплекс металла с меламиноальдегидной смолой, например комплекс кобальта (2+) с меламинформальдегидной смолой. Затем проводят термообработку носителя при 800oС в атмосфере инертного газа (аргона, азота) путем медленного нагревания образца до указанной температуры. В результате чего получают образцы черного цвета, не проявляющие каталитической активности. Черный цвет образцов свидетельствовал об образовании углерода (то есть разложении первоначальных комплексов) на поверхности катализатора.Example 14
On a solid mineral carrier, namely siliceous infusorian soil, or silicon oxide, or cordierite, or steatite, or gravel, or aluminum oxide, or clay, or kaolin, or perlite, or feldspar, or aluminosilicates (especially zeolites), or metals or glass, or ceramics, or glass or mineral fiber, or cermets, apply a substance containing cyanine complexes of a transition metal, namely a metal complex with a melamine-aldehyde resin, for example a complex of cobalt (2+) with a melamine-formaldehyde resin. Then carry out the heat treatment of the carrier at 800 o C in an atmosphere of inert gas (argon, nitrogen) by slowly heating the sample to a specified temperature. As a result, black samples are obtained that do not exhibit catalytic activity. The black color of the samples indicated the formation of carbon (i.e., decomposition of the initial complexes) on the surface of the catalyst.
Пример 15
Пример 15 аналогичен примеру 14 за исключением того, что скорость нагревания образца до температуры 800oС была более 3oС/с. В результате чего получали образцы синего цвета (что характерно для комплексов кобальта),проявляющие каталитическую активность. Каталитическая активность полученного катализатора проверяется в реакции окисления формальдегида кислородом воздуха при 260oС. Параметры очищаемого газа: объемная скорость подачи 50000 ч-1; содержание СН2О - 0,075 об.%, остальное воздух. Степень очистки для комплекса кобальта: 93%.Example 15
Example 15 is similar to example 14 except that the rate of heating of the sample to a temperature of 800 o C was more than 3 o C / s. As a result, blue samples were obtained (which is typical for cobalt complexes) exhibiting catalytic activity. The catalytic activity of the obtained catalyst is checked in the oxidation reaction of formaldehyde with atmospheric oxygen at 260 o C. The parameters of the purified gas: volumetric feed rate of 50,000 h -1 ; the content of CH 2 O is 0.075 vol.%, the rest is air. The degree of purification for the cobalt complex: 93%.
Примеры 14, 15 иллюстрируют необходимость нагрева образцов со скоростью не менее 3oС/с при термической обработке каталитических систем.Examples 14, 15 illustrate the need for heating samples at a rate of at least 3 o C / s during heat treatment of catalytic systems.
Claims (1)
Вещество, содержащее цианиновые комплексы одного или нескольких переходных металлов - 0,2-0,5
Твердый минеральный носитель - Остальное
2. Способ получения катализатора обработки отходящих газов для снижения их токсичности, включающий нанесение на носитель вещества, содержащего цианиновые комплексы одного или нескольких переходных металлов, отличающийся тем, что после нанесения проводят термообработку вещества при 600-1000oС в атмосфере инертного газа до возникновения сшитой полимерной системы, причем скорость нагрева должна быть не менее 3oС/с.1. The catalyst for the treatment of exhaust gases, made on the basis of a substance containing cyanine complexes of one or more transition metals and deposited on a solid mineral carrier, characterized in that the polyazamacrocycles are included in the crosslinked polymer system, and the ratio of components is, wt. %:
A substance containing cyanine complexes of one or more transition metals - 0.2-0.5
Solid Mineral Carrier - Else
2. A method of producing a catalyst for treating exhaust gases to reduce their toxicity, comprising applying to the carrier a substance containing cyanine complexes of one or more transition metals, characterized in that after application, the substance is heat treated at 600-1000 o C in an inert gas atmosphere until a crosslinked polymer system, and the heating rate should be at least 3 o C / s.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109666/12A RU2181618C1 (en) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | Catalyst for treatment of waste gases for reduction of their toxicity and method of production of such catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109666/12A RU2181618C1 (en) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | Catalyst for treatment of waste gases for reduction of their toxicity and method of production of such catalyst |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2181618C1 true RU2181618C1 (en) | 2002-04-27 |
Family
ID=20248288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001109666/12A RU2181618C1 (en) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | Catalyst for treatment of waste gases for reduction of their toxicity and method of production of such catalyst |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2181618C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584158C1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-05-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Университет Имени Н.Г. Чернышевского" | Catalyst for purification of gases from nitrogen and carbon (ii) oxides |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4009120A (en) * | 1975-08-18 | 1977-02-22 | Uop Inc. | Process for the regeneration of a solid bed metal phthalocyanine catalyst system |
| US4028269A (en) * | 1975-08-21 | 1977-06-07 | Uop Inc. | Process for the preparation of a solid bed catalyst system |
| US4234455A (en) * | 1979-04-09 | 1980-11-18 | Uop Inc. | Catalyst preparation |
| US4970188A (en) * | 1985-06-25 | 1990-11-13 | Friedrich Steinbach | Catalyst for removing nitrogen oxides, carbon monoxide, and/or residual hydrocarbons from exhaust gases |
| DE3917900A1 (en) * | 1989-06-01 | 1990-12-06 | Steinbach Friedrich | USE OF A CARRIER-BASED TRANSITION METAL PHTHALOCYANINE CATALYST TO REMOVE ORGANIC COMPOUNDS CONTAINING OXYGEN AND / OR NITROGEN FROM EXHAUST GASES |
| SU1611410A1 (en) * | 1988-07-20 | 1990-12-07 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Method of cleaning waste gases from nitrogen oxide |
| SU1699552A1 (en) * | 1989-04-24 | 1991-12-23 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Method of cleaning effluent gases from nitrogen oxides |
| SU1719036A1 (en) * | 1989-01-06 | 1992-03-15 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Method of cleaning effluent gases from nitrogen oxides |
| SU1761235A1 (en) * | 1989-06-26 | 1992-09-15 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Method for cleaning off-gases from nitrogen oxides |
-
2001
- 2001-04-10 RU RU2001109666/12A patent/RU2181618C1/en active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4009120A (en) * | 1975-08-18 | 1977-02-22 | Uop Inc. | Process for the regeneration of a solid bed metal phthalocyanine catalyst system |
| US4028269A (en) * | 1975-08-21 | 1977-06-07 | Uop Inc. | Process for the preparation of a solid bed catalyst system |
| US4234455A (en) * | 1979-04-09 | 1980-11-18 | Uop Inc. | Catalyst preparation |
| US4970188A (en) * | 1985-06-25 | 1990-11-13 | Friedrich Steinbach | Catalyst for removing nitrogen oxides, carbon monoxide, and/or residual hydrocarbons from exhaust gases |
| SU1611410A1 (en) * | 1988-07-20 | 1990-12-07 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Method of cleaning waste gases from nitrogen oxide |
| SU1719036A1 (en) * | 1989-01-06 | 1992-03-15 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Method of cleaning effluent gases from nitrogen oxides |
| SU1699552A1 (en) * | 1989-04-24 | 1991-12-23 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Method of cleaning effluent gases from nitrogen oxides |
| DE3917900A1 (en) * | 1989-06-01 | 1990-12-06 | Steinbach Friedrich | USE OF A CARRIER-BASED TRANSITION METAL PHTHALOCYANINE CATALYST TO REMOVE ORGANIC COMPOUNDS CONTAINING OXYGEN AND / OR NITROGEN FROM EXHAUST GASES |
| SU1761235A1 (en) * | 1989-06-26 | 1992-09-15 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Method for cleaning off-gases from nitrogen oxides |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584158C1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-05-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Университет Имени Н.Г. Чернышевского" | Catalyst for purification of gases from nitrogen and carbon (ii) oxides |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ukisu et al. | Surface isocyanate intermediate formed during the catalytic reduction of nitrogen oxide in the presence of oxygen and propylene | |
| KR870000961A (en) | Divalent metal-aluminate catalyst, preparation method thereof, and divalent metal-alumate spinel catalyst carrier production method. | |
| EP0658368A1 (en) | NOx removal catalyst and method of purifying exhaust gas by using the same | |
| KR20010098787A (en) | A process and catalyst for reducing nitrogen oxides | |
| CA2191962A1 (en) | Chromium catalyst and catalytic oxidation process | |
| RU2181618C1 (en) | Catalyst for treatment of waste gases for reduction of their toxicity and method of production of such catalyst | |
| JPH08506992A (en) | Catalyst used in oxidation | |
| KR970020183A (en) | Catalyst for purification of exhaust gas from automobiles and method for producing same | |
| US4197272A (en) | Catalytic exhaust system | |
| Xin et al. | In situ FTIR study of the selective catalytic reduction of NO on Pt/ZSM-5 | |
| JP2006007216A (en) | Silver added catalyst for exhaust gas treatment | |
| CN110220941B (en) | Method for measuring carbon deposition content inside and outside microporous molecular sieve | |
| JPH0332746A (en) | Method for utilizing transition metal phthalocyanine catalyst supported on carrier for removal of oxygen and/or nitrogen- containing organic compound from waste gas | |
| RU2072898C1 (en) | Method of preparing catalyst for afterburning of organic admixtures in gases | |
| RU2134613C1 (en) | Method of manufacturing textile catalyst on fiberglass carrier | |
| Pestryakov et al. | Low temperature gas purification on ultradispersed oxide catalysts | |
| RU2525396C1 (en) | Composition of charge for high-porosity ceramic material with latticed-cellular structure | |
| KR20130103849A (en) | Catalyst for selective oxidation of ammonia, manufacturing method same and process for selective oxidation of ammonia using same | |
| SU1611410A1 (en) | Method of cleaning waste gases from nitrogen oxide | |
| RU2072260C1 (en) | Method of preparing palladium-containing catalyst for process of reducing nitrogen oxides in exhaust gases | |
| SU1263340A1 (en) | Method of preparing catalyst for cleaning effluent gases from harmful organic admixtures and carbon oxide | |
| SU1505575A1 (en) | Method of obtaining alumoferrumoxide catalyst | |
| RU2024302C1 (en) | Method for production of catalyst for co complete combustion | |
| JPH0671554B2 (en) | Catalyst for direct decomposition of nitrogen oxides in flue gas | |
| JP2835438B2 (en) | Catalyst for oxidizing oxygen-containing organic compounds and method for oxidizing and removing oxygen-containing organic compounds using the catalyst |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -MM4A- IN JOURNAL: 34-2004 |