[go: up one dir, main page]

RU2434678C1 - Method of producing catalyst for profound oxidation of co and hydrocarbons and catalyst obtained using said method - Google Patents

Method of producing catalyst for profound oxidation of co and hydrocarbons and catalyst obtained using said method Download PDF

Info

Publication number
RU2434678C1
RU2434678C1 RU2010122763/04A RU2010122763A RU2434678C1 RU 2434678 C1 RU2434678 C1 RU 2434678C1 RU 2010122763/04 A RU2010122763/04 A RU 2010122763/04A RU 2010122763 A RU2010122763 A RU 2010122763A RU 2434678 C1 RU2434678 C1 RU 2434678C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
mixture
oxide
hydrocarbons
rest
Prior art date
Application number
RU2010122763/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Санин (RU)
Владимир Николаевич Санин
Вячеслав Николаевич Борщ (RU)
Вячеслав Николаевич Борщ
Дмитрий Евгеньевич Андреев (RU)
Дмитрий Евгеньевич Андреев
Елена Викторовна Пугачева (RU)
Елена Викторовна Пугачева
Владимир Исаакович Юхвид (RU)
Владимир Исаакович Юхвид
Юрий Николаевич Гривва (RU)
Юрий Николаевич Гривва
Дмитрий Владимирович Петров (RU)
Дмитрий Владимирович Петров
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН
Юрий Николаевич Гривва
Дмитрий Владимирович Петров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Учреждение Российской академии наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, Юрий Николаевич Гривва, Дмитрий Владимирович Петров filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН
Priority to RU2010122763/04A priority Critical patent/RU2434678C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2434678C1 publication Critical patent/RU2434678C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to catalysts. Described is a method of producing a catalyst for profound oxidation of CO and hydrocarbons, involving preparation of an exothermic mixture of powdered starting components containing the following in wt %: nickel oxide - 10.4-23.0; iron oxide 12.7-25.2; cobalt oxide 4.2-4.7; manganese oxide 2.4-2.6; aluminium - the rest; putting the mixture into a heat-resistant mould whose inner surface is coated with a functional protective layer made from a ground, molten oxide phase based on corundum and organic binder, putting the mould with the mixture into a centrifuge, melting the mixture and carrying out synthesis in combustion mode with centrifugal acceleration of 40-80 g in an air atmosphere, separating the desired molten alloy from synthesis by-products, grinding the alloy, extracting fractions in form of granules with size from 0.5 to 4.5 mm, followed by leaching the obtained product with aqueous solution of an alkali metal hydroxide and washing the catalyst. Described also is a catalyst obtained using the described method, which is in form of granules of polymetallic alloys of aluminides of Ni, Fe, Co and Mn with a highly-grained, nano-structured, active surface, with the following ratio of elements in terms of said metals in wt %: Ni - 16-41; Fe - 18-44; Co - 6-8; Mn - 2-2.5; Al - the rest.
EFFECT: simple and highly efficient method of producing a catalyst, high catalytic activity and low cost of the catalyst.
2 cl, 2 tbl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области каталитической химии, в частности к катализаторам на основе полиметаллических сплавов (типа Рэнея) и способам их получения, которые могут быть использованы для глубокого окисления СО и углеводородов, лежащих в основе экологически важных процессов очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и отходящих газовых потоков различных промышленных производств.The invention relates to the field of catalytic chemistry, in particular to catalysts based on polymetallic alloys (Rayney type) and methods for their preparation, which can be used for deep oxidation of CO and hydrocarbons, which are the basis for environmentally important processes for cleaning exhaust gases of internal combustion engines and exhaust gas flows of various industrial productions.

Известен способ приготовления порошкообразного никелевого катализатора (КТ) для гидрирования непредельных соединений и паровой конверсии метана, который включает смешивание исходных порошков из 68,5-95,0% никеля и 5,0-31,5% алюминия, обработку смеси в высокоэнергетическом измельчительном шаровом аппарате-аттриторе, при скорости вращения мешалки-импеллера 160-180 об/мин в течение 3-4 часов, с последующим выщелачиванием алюминия раствором щелочи и промывкой готового катализатора водой (SU1294372 Al, B01J25/04, 07.03.1987). В способе описан также катализатор, который представляет собой композиционные гранулы, структура которых представляет собой чередующиеся слои никеля и алюминия с наличием в полученном композиционном материале интерметаллидов типа NiAl и N3А1 с максимальной удельной поверхностью 10,37 м2/г. Испытание КТ в процессе конверсии природного газа показывает, что превращение метана составляет 41%, КТ работает в более широком температурном интервале (600-700°С).A known method of preparing a powdered Nickel catalyst (CT) for the hydrogenation of unsaturated compounds and steam reforming of methane, which includes mixing the original powders from 68.5-95.0% of Nickel and 5.0-31.5% of aluminum, processing the mixture in a high-energy grinding ball the apparatus-attritor, at a speed of rotation of the mixer-impeller of 160-180 rpm for 3-4 hours, followed by leaching of aluminum with an alkali solution and washing the finished catalyst with water (SU1294372 Al, B01J25 / 04, 03/07/1987). The method also describes a catalyst, which is a composite granule, the structure of which is alternating layers of nickel and aluminum with the presence in the obtained composite material of intermetallic compounds of the type NiAl and N 3 A1 with a maximum specific surface area of 10.37 m 2 / g. Testing the QD in the process of natural gas conversion shows that methane conversion is 41%, and the QD works in a wider temperature range (600-700 ° С).

Известен способ приготовления скелетного никелевого катализатора для гидрирования органических соединений для этого готовят никель-алюминиевый сплав механической обработкой в измельчительном шаровом аппарате в течение 30-40 мин порошков никеля 20-60% и алюминия при скорости аппарата 5-7 м/с в режиме стесненного удара, обеспечивающем условия самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с последующим выщелачиванием и отмывкой катализатора (SU 15 99083 Al, B01J 25/02, 15.10.1990). Скелетный целевой катализатор представляет собой композиционный материал интерметаллидов типа NiAl и Ni3Al, либо NiAl3 и Ni2А13, либо Ni2Al3. Катализатор при гидрировании, например, нитробензола обеспечивает высокую производительность по целевому продукту.There is a method of preparing a skeletal nickel catalyst for the hydrogenation of organic compounds. For this purpose, a nickel-aluminum alloy is prepared by machining in a grinding ball apparatus for 30-40 minutes nickel powders 20-60% and aluminum at a speed of the apparatus 5-7 m / s in the mode of constrained shock providing conditions for self-propagating high-temperature synthesis followed by leaching and washing of the catalyst (SU 15 99083 Al, B01J 25/02, 10/15/1990). The skeletal target catalyst is a composite material of intermetallic compounds such as NiAl and Ni 3 Al, or NiAl 3 and Ni 2 A1 3 , or Ni 2 Al 3 . The catalyst during the hydrogenation of, for example, nitrobenzene provides high performance on the target product.

Известен способ получения никелевого катализатора типа Ренея путем механохимического синтеза, включающий перетирание смеси исходных порошков никеля и алюминия в высокоскоростных планетарных мельницах при ускорениях 40…60 g, в инертной атмосфере с последующим выщелачиванием алюминия из продукта синтеза (Фасман А.Б. Никелевые катализаторы Ренея из механохимических сплавов Ni-Al. Изв. СО АН СССР, хим. науки, 1986, N 19, вып.6, с.83-85).A known method for producing a Raney-type nickel catalyst by mechanochemical synthesis, including grinding the mixture of the initial nickel and aluminum powders in high-speed planetary mills at accelerations of 40 ... 60 g, in an inert atmosphere, followed by leaching of aluminum from the synthesis product (Fasman AB, Raney nickel catalysts from mechanochemical alloys Ni-Al. Izv. SB AN SSSR, chemical science, 1986, N 19, issue 6, p. 83-85).

Недостатками указанных способов является сложность и энергоемкость процесса приготовления катализатора и их невысокая активность относительно глубокого окисления СО и углеводородов из-за загрязнения при перетирании.The disadvantages of these methods are the complexity and energy consumption of the catalyst preparation process and their low activity relative to the deep oxidation of CO and hydrocarbons due to contamination during grinding.

Известен способ получения никелевого катализатора типа Ренея, включающем приготовление исходной смеси порошков алюминия и никеля, ее термическую обработку в инертной среде с последующим выщелачиванием полученного продукта водным раствором гидроксида натрия, при этом исходную смесь берут при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминий 52…75; никель 25…48, а термическую обработку проводят локальным воспламенением указанной смеси, с последующим высокотемпературным реагированием компонентов в режиме горения (RU 2050192, B01J 25/02, 20.12.1992).A known method of producing a Raney-type nickel catalyst, comprising preparing an initial mixture of aluminum and nickel powders, heat treating it in an inert medium, followed by leaching the resulting product with an aqueous solution of sodium hydroxide, the initial mixture being taken in the following ratio, wt.%: Aluminum 52 ... 75; nickel 25 ... 48, and the heat treatment is carried out by local ignition of the mixture, followed by high-temperature reaction of the components in the combustion mode (RU 2050192, B01J 25/02, 20.12.1992).

Полученный сплав при гидрировании гексена-1 показывает высокую степенью селективности, но малоактивный относительно глубокого окисления СО и углеводородов.The obtained alloy upon hydrogenation of hexene-1 shows a high degree of selectivity, but is inactive relative to the deep oxidation of CO and hydrocarbons.

Задачей изобретения является создание высокопроизводительного способа получения катализатора с высокоразветвленной наностроктурированной активной поверхностью (металлы типа Ренея) для глубокого окисления СО (монооксида углерода) и углеводородов, с высокой каталитической активностью за счет сбалансированного химического состава компонентов катализатора.The objective of the invention is to provide a high-performance method for producing a catalyst with a highly branched nanostructured active surface (Raney metals) for the deep oxidation of CO (carbon monoxide) and hydrocarbons with high catalytic activity due to the balanced chemical composition of the catalyst components.

Техническим результатом изобретения является упрощение способа получения, увеличение его производительности, повышение каталитической активности катализатора с наностроктурированной активной поверхностью при глубоком окислении СО и углеводородов, снижение стоимости, повышение выхода целевого продукта, повышение однородности по химическому и структурному составу.The technical result of the invention is to simplify the production method, increase its productivity, increase the catalytic activity of a catalyst with a nanostructured active surface during the deep oxidation of CO and hydrocarbons, reduce the cost, increase the yield of the target product, increase the uniformity in chemical and structural composition.

Технический результат достигается тем, что способ получения катализатора для глубокого окисления СО и углеводородов включает приготовление экзотермической смеси порошков исходных компонентов, содержащей, мас.%: оксид никеля 10,4-23,0; оксид железа 12,7-25,2; оксид кобальта 4,2-4,7; оксид марганца 2,4-2,6; алюминий остальное, помещение смеси в тугоплавкую форму, покрытую с внутренней поверхности функциональным защитным слоем, приготовленным из измельченной литой оксидной фазы на основе корунда и органического связующего, размещение формы со смесью на центрифуге, воспламенение смеси и проведение синтеза в режиме горения при центробежном ускорении 40-80 g, в атмосфере воздуха, отделением целевого литого сплава от побочных продуктов синтеза, размол сплава, выделение фракции в виде гранул с размером от 0,5 до 4,5 мм, последующее выщелачивание полученного продукта водным раствором гидроксида щелочного металла и отмывку катализатора. Катализатор для глубокого окисления СО и углеводородов, полученный по предлагаемому способу, представляет собой гранулы полиметаллических сплавов алюминидов металлов Ni, Fe, Co, и Mn с высокоразветвленной, наностроктурированной, активной поверхностью, при следующем соотношении элементов в пересчете на указанные металлы: мас.%: Ni 16-41; Fe 18-44; Co 6-8; Mn 2-2,5; Al остальное.The technical result is achieved by the fact that the method of producing a catalyst for the deep oxidation of CO and hydrocarbons involves the preparation of an exothermic mixture of powders of the starting components, containing, wt.%: Nickel oxide 10.4-23.0; iron oxide 12.7-25.2; cobalt oxide 4.2-4.7; manganese oxide 2.4-2.6; the rest is aluminum, placing the mixture in a refractory form, coated on the inner surface with a functional protective layer prepared from a crushed cast oxide phase based on corundum and an organic binder, placing the form with the mixture in a centrifuge, igniting the mixture and carrying out synthesis in the combustion mode under centrifugal acceleration 40- 80 g, in an atmosphere of air, by separating the target cast alloy from synthesis by-products, grinding the alloy, isolating a fraction in the form of granules with a size of 0.5 to 4.5 mm, followed by leaching to the floor chennogo product with an aqueous solution of alkali metal hydroxide and washing the catalyst. The catalyst for the deep oxidation of CO and hydrocarbons obtained by the proposed method is a granule of polymetallic alloys of aluminides of metals Ni, Fe, Co, and Mn with a highly branched, nanostructured, active surface, with the following ratio of elements in terms of these metals: wt.%: Ni 16-41; Fe 18-44; Co 6-8; Mn 2-2.5; Al the rest.

Сущность способа получения катализатора состоит в использовании тепловой энергии, выделяемой в ходе протекания экзотермических реакций в волне горения после инициирования смеси исходных реагентов при центробежном ускорении 40-80 g. В результате реализации высоких температур непосредственно в волне горения процесс синтеза является кратковременным и занимает несколько десятков секунд. Синтез проводят в атмосфере воздуха на центробежных установках. Нанесенный на внутреннюю поверхность формы функциональный защитный слой на основе оксида алюминия исключает контакт расплава целевого продукта с материалом формы и снижает скорость охлаждения расплава, выполняя функцию теплоизоляционного слоя. В целом наличие функционального слоя приводит к увеличению времени "жизни" расплава, что способствует более полному фазоразделению при перегрузках 40-80 g, позволяет упростить конструкцию центрифуги и проводить синтез на больших массах исходных смесей. Толщина слоя зависит от соотношения исходных компонентов, величины гравитации и объема формы.The essence of the method of producing a catalyst is to use the thermal energy released during exothermic reactions in the combustion wave after initiating a mixture of the starting reagents at a centrifugal acceleration of 40-80 g. As a result of the implementation of high temperatures directly in the combustion wave, the synthesis process is short-lived and takes several tens of seconds. The synthesis is carried out in an atmosphere of air in centrifugal units. A functional protective layer based on aluminum oxide deposited on the inner surface of the mold eliminates the contact of the melt of the target product with the mold material and reduces the cooling rate of the melt, acting as a heat-insulating layer. In general, the presence of a functional layer leads to an increase in the “life” time of the melt, which contributes to a more complete phase separation at overloads of 40-80 g, allows us to simplify the design of the centrifuge and carry out the synthesis on large masses of the initial mixtures. The thickness of the layer depends on the ratio of the initial components, the magnitude of gravity and the volume of the form.

После синтеза продукт представляет собой слиток, который состоит из двух слоев: нижний - интерметаллидный сплав на основе алюминидов Ni, Fe, Со и Mn, и верхний - литой оксидный материал на основе Al2O3 (корунд), слои отделяют друг от друга и используют по назначению. Литой оксидный материал на основе Аl2O3 используют для изготовления суспензии на покрытие внутренней поверхности используемых литейных форм из материала графит.After synthesis, the product is an ingot that consists of two layers: the lower is an intermetallic alloy based on aluminides Ni, Fe, Co and Mn, and the upper is a cast oxide material based on Al 2 O 3 (corundum), the layers are separated from each other and use as intended. Cast oxide material based on Al 2 O 3 is used to make a suspension for coating the inner surface of the used molds from graphite material.

Нижний - интерметаллидный слиток сплава на основе алюминидов Ni, Fe, Со, и Mn (Ni-Fe-Co-Mn-Al) подвергают размолу и классификации на стандартном оборудовании, время занимает от 20 до 60 мин, после чего выделенные фракции гранул с размером 0,5 до 4,5 мм выщелачивают водным раствором гидроксида щелочного металла в течение 20-40 минут в нержавеющих емкостях, с последующей отмывкой катализатора до нейтральной реакции промывных вод.The lower intermetallic ingot of the alloy based on the aluminides Ni, Fe, Co, and Mn (Ni-Fe-Co-Mn-Al) is subjected to grinding and classification on standard equipment, the time takes from 20 to 60 minutes, after which the separated fractions of granules with size 0.5 to 4.5 mm is leached with an aqueous solution of alkali metal hydroxide for 20-40 minutes in stainless containers, followed by washing the catalyst to a neutral wash water reaction.

Катализатор, полученный по описанному способу, представляет собой гранулы с размером частиц 0,5-4,5 мм, состоящие из алюминидов металлов Ni, Fe, Co и Mn с наностроктурированной активной поверхностью (типа металлов Ренея). Такие гранулы катализатора используют для глубокого каталитического окисления СО и углеводородов, лежащих в основе экологически важных процессов очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и отходящих газовых потоков различных промышленных производств.The catalyst obtained by the described method is a granule with a particle size of 0.5-4.5 mm, consisting of aluminides of metals Ni, Fe, Co and Mn with a nanostructured active surface (such as Raney metals). Such catalyst granules are used for the deep catalytic oxidation of CO and hydrocarbons, which are the basis for environmentally important processes for purification of exhaust gases from internal combustion engines and exhaust gas streams of various industrial plants.

Пример 1Example 1

Готовят экзотермическую реакционную смесь исходных компонентов при следующем соотношении, мас.%: оксид никеля -23,0; оксид железа -12,7; оксид кобальта -4,2; оксид марганца -2,4; алюминий - до 100.An exothermic reaction mixture of the starting components is prepared in the following ratio, wt.%: Nickel oxide -23.0; iron oxide -12.7; cobalt oxide -4.2; manganese oxide -2.4; aluminum - up to 100.

Предварительно на внутреннюю поверхность графитовой формы наносят суспензию, приготовленную из измельченной литой оксидной фазы на основе корунда (побочный продукт способа) и органического связующего (поливинилбутераля на спирту). Ламинированную форму подвергают высушиванию при температуре 150°С не менее 1,5 часа. Затем готовую смесь засыпают в форму и помещают в центробежную установку. Ротор центрифуги приводят во вращение и создают перегрузку 40 g, после чего реакционную смесь воспламеняют электрической спиралью. После завершения процесса горения продукт синтеза охлаждают и извлекают из реакционной формы. Продукт синтеза состоит из двух слоев: нижний -интерметалидный сплав на основе алюминидов Ni-Fe-Co-Mn и верхний (побочный продукт синтеза) - литой оксидный материал Аl2O3 (корунд) с незначительными примесями не остановленных исходных оксидов металлов. Слои легко отделяются друг от друга. Сплав на основе алюминидов подвергают размолу и классификации на стандартном оборудовании в течение 60 мин, после чего выделенные фракции гранул с размером 0,5 до 4,5 мм выщелачивают водным раствором гидроксида щелочного металла в течение 20 минут с последующей отмывкой катализатора до нейтральной реакции промывных вод.Previously, a suspension is prepared on the inner surface of the graphite form, prepared from a crushed cast oxide phase based on corundum (a by-product of the method) and an organic binder (alcohol polyvinyl butyral). The laminated form is dried at a temperature of 150 ° C for at least 1.5 hours. Then the finished mixture is poured into a mold and placed in a centrifugal installation. The centrifuge rotor is rotated and creates an overload of 40 g, after which the reaction mixture is ignited by an electric spiral. After completion of the combustion process, the synthesis product is cooled and removed from the reaction form. The synthesis product consists of two layers: the lower is an intermetallic alloy based on aluminides Ni-Fe-Co-Mn and the upper (by-product of the synthesis) is a cast oxide material Al 2 O 3 (corundum) with minor impurities of unstopped starting metal oxides. Layers are easily separated from each other. The aluminide-based alloy is subjected to grinding and classification on standard equipment for 60 minutes, after which the separated granule fractions with a size of 0.5 to 4.5 mm are leached with an aqueous alkali metal hydroxide solution for 20 minutes, followed by washing the catalyst to a neutral wash water reaction .

Содержание элементов в целевом продукте составляет, мас.%: Ni-41; Fe-18; Со-6,0; Mn-2,0; Аl - остальное.The content of elements in the target product is, wt.%: Ni-41; Fe-18; Co-6.0; Mn-2.0; Al is the rest.

Другие примеры осуществления способа представлены в таблице 1.Other examples of the method are presented in table 1.

Состав и свойства целевого материала по примерам представлены в таблице 2.The composition and properties of the target material by examples are presented in table 2.

Как видно из представленных данных, предложенный способ позволяет получать полиметаллический катализатор, содержащий в своем составе Ni, Fe, Mn, Со и Аl с содержанием не более 0,6 мас.% примесей. Выход целевого катализатора от расчетных значений составляет 92-97% (в зависимости от условий гравитации и соотношения компонентов). После размола и химической обработки гранул катализатора их удельная поверхность составляет не менее 22,2 м2 /г. Катализатору присвоен технологический термин ИнтерКат-2-СВС-Ц.As can be seen from the data presented, the proposed method allows to obtain a polymetallic catalyst containing in its composition Ni, Fe, Mn, Co and Al with a content of not more than 0.6 wt.% Impurities. The yield of the target catalyst from the calculated values is 92-97% (depending on the conditions of gravity and the ratio of components). After grinding and chemical treatment of the catalyst granules, their specific surface area is at least 22.2 m 2 / g. The catalyst is assigned the technological term InterKat-2-SVS-Ts.

Рентгенофазовый анализ синтезированного полиметаллического катализатора выявил наличие семи основных интерметалидных фаз: NiAl3, FeА13, Ni2Al3, Mn4Al11, Mn5Al8, Mn6Al и СоАl3. В процессе выщелачивания интерметалидного сплава происходит удаление алюминия с понижением его содержания с 52 до 19 мас.% в целевом катализаторе.X-ray phase analysis of the synthesized polymetallic catalyst revealed the presence of seven main intermetalide phases: NiAl 3 , FeA1 3 , Ni 2 Al 3 , Mn 4 Al 11 , Mn 5 Al 8 , Mn 6 Al and CoAl 3 . In the process of leaching of the intermetallic alloy, aluminum is removed with a decrease in its content from 52 to 19 wt.% In the target catalyst.

На фиг.1 представлены данные сканирующей электронной микроскопии микроструктуры поверхности гранул (а. фиг.1) полиметаллического Ni-Fe-Co-Mn-Al катализатора, которые свидетельствуют о сильно эродированном характере рельефа частиц катализатора. На фотографиях при большем увеличении (б, в) на отдельных участках образцов заметно образование слоя наноразмерных пластин диаметром 1-2 мкм и толщиной 20-70 нм. Указанные в таблице составы катализатора использовались для глубокого окисления СО и углеводородов на модельной смеси СО, пропана, кислорода и азота. Зависимость конверсии пропана и СО от температуры для образцов заявляемого катализатора Ni-Fe-Co-Mn-Al в соответствии с примерами представлены на фиг.2, где видно, что температура 100%-ной конверсии СО составляет 175°С. Конверсия 90% пропана (С3Н8) достигается при 250°С. Эти данные свидетельствуют о возможности эффективного использования полученных катализаторов для очистки выхлопных газов.Figure 1 presents the data of scanning electron microscopy of the microstructure of the surface of the granules (a. Fig. 1) of a polymetallic Ni-Fe-Co-Mn-Al catalyst, which indicate a strongly eroded nature of the relief of the catalyst particles. In photographs with a higher magnification (b, c), in certain sections of the samples, a layer of nanosized plates with a diameter of 1-2 microns and a thickness of 20-70 nm is noticeable. The catalyst compositions indicated in the table were used for the deep oxidation of CO and hydrocarbons in a model mixture of CO, propane, oxygen, and nitrogen. The dependence of the conversion of propane and CO on temperature for samples of the inventive catalyst Ni-Fe-Co-Mn-Al in accordance with the examples presented in figure 2, where it is seen that the temperature of 100% conversion of CO is 175 ° C. The conversion of 90% propane (C 3 H 8 ) is achieved at 250 ° C. These data indicate the possibility of efficient use of the obtained catalysts for purification of exhaust gases.

Таким образом, заявляемая в формуле совокупность признаков позволяет получать полиметаллический материал на основе алюминидов Ni, Fe, Co и Mn, который после химической обработки (выщелачивания) используется в качестве катализатора глубокого окисления СО и углеводородов для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и отходящих газовых потоков различных промышленных производств.Thus, the combination of features claimed in the formula allows obtaining a polymetallic material based on aluminides Ni, Fe, Co, and Mn, which, after chemical treatment (leaching), is used as a catalyst for the deep oxidation of CO and hydrocarbons for purification of exhaust gases from internal combustion engines and exhaust gas streams various industrial productions.

Предложенный способ получения каталитического материала на основе литых полиметаллических сплавов не требует больших затрат электроэнергии, имеет высокую производительность, экологически чист за счет отсутствия в продуктах синтеза газообразных продуктов, а полученный после выщелачивания каталитический материал имеет высокий уровень каталитической активности в реакциях глубокого окисления СО и углеводородов.The proposed method for producing catalytic material based on cast polymetallic alloys does not require large amounts of electricity, has high productivity, is environmentally friendly due to the absence of gaseous products in the synthesis products, and the catalytic material obtained after leaching has a high level of catalytic activity in the reactions of deep oxidation of CO and hydrocarbons.

Таблица 1Table 1 № примераExample No. Состав реакционной, экзотермической смеси компонентов, мас.%The composition of the reaction, exothermic mixture of components, wt.% Параметры способаMethod Parameters Оксид никеляNickel oxide Оксид железаIron oxide Оксид кобальтаCobalt oxide Оксид марганцаManganese Oxide АлюминийAluminum Гравитацион-ные условия, gGravity conditions, g Время щелочного травления, минThe time of alkaline etching, min 1one 23,023.0 12,712.7 4,24.2 2,42,4 остальноеrest 4040 4040 22 18,618.6 18,218.2 4,64.6 2,52.5 остальноеrest 6060 30thirty 33 10,410,4 25,225,2 4,74.7 2,62.6 остальноеrest 8080 20twenty

Таблица 2table 2 № ПримераNo. of Example Содержание примесей (Al2O3), мас.%The content of impurities (Al 2 O 3 ), wt.% Состав синтезируемого сплава до выщелачивания, % мас. The composition of the synthesized alloy before leaching,% wt. Состав гранул катализатора после выщелачивания, % мас.The composition of the granules of the catalyst after leaching,% wt. Удельная поверхность гранул после выщелачивания, м2 The specific surface of the granules after leaching, m 2 / g 1one 0404 Ni-20,6; Fe-12,5; Со-3,9; Mn-1,57; Аl-ОстальноеNi-20.6; Fe-12.5; Co-3.9; Mn-1.57; Al-Else Ni-41,0;Fe-18,0; Со-6,0; Mn-2,0; Аl- ОстальноеNi-41.0; Fe-18.0; Co-6.0; Mn-2.0; Al- The rest 22 2 22 2 22 0,50.5 Ni-18; Fe-18,5; Со-4,0; Mn-1,6; Аl-ОстальноеNi-18; Fe-18.5; Co-4.0; Mn-1.6; Al-Else Ni-36,0; Fe-30,0; Со-7,0; Mn2,2; Аl-ОстальноеNi-36.0; Fe-30.0; Co-7.0; Mn2.2; Al-Else 25,425,4 33 0,60.6 Ni-ll; Fe-24,6; Со-4,2; Mn-1,65; Аl-ОстальноеNi-ll; Fe-24.6; Co-4.2; Mn-1.65; Al-Else Ni-16,0; Fe-44,0; Со-8,0; Mn-2,5; Аl-ОстальноеNi-16.0; Fe-44.0; Co-8.0; Mn-2.5; Al-Else 27 727 7

Claims (2)

1. Способ получения катализатора для глубокого окисления СО и углеводородов, включающий приготовление экзотермической смеси порошков исходных компонентов, содержащей, мас.%: оксид никеля 10,4-23,0; оксид железа 12,7-25,2; оксид кобальта 4,2-4,7; оксид марганца 2,4-2,6; алюминий остальное, помещение смеси в тугоплавкую форму, покрытую с внутренней поверхности функциональным защитным слоем, приготовленным из измельченной литой оксидной фазы на основе корунда и органического связующего, размещение формы со смесью на центрифуге, воспламенение смеси и проведение синтеза в режиме горения при центробежном ускорении 40-80 g, в атмосфере воздуха, отделением целевого литого сплава от побочных продуктов синтеза, размол сплава, выделение фракции в виде гранул с размером от 0,5 до 4,5 мм, последующее выщелачивание полученного продукта водным раствором гидроксида щелочного металла и отмывку катализатора.1. A method of producing a catalyst for the deep oxidation of CO and hydrocarbons, comprising preparing an exothermic mixture of powders of the starting components, containing, wt.%: Nickel oxide 10.4-23.0; iron oxide 12.7-25.2; cobalt oxide 4.2-4.7; manganese oxide 2.4-2.6; the rest is aluminum, placing the mixture in a refractory form, coated on the inner surface with a functional protective layer prepared from a crushed cast oxide phase based on corundum and an organic binder, placing the form with the mixture in a centrifuge, igniting the mixture and carrying out synthesis in the combustion mode under centrifugal acceleration 40- 80 g, in an atmosphere of air, by separating the target cast alloy from synthesis by-products, grinding the alloy, isolating a fraction in the form of granules with a size of 0.5 to 4.5 mm, followed by leaching to the floor chennogo product with an aqueous solution of alkali metal hydroxide and washing the catalyst. 2. Катализатор для глубокого окисления СО и углеводородов, полученный по способу п.1, представляющий собой гранулы полиметаллических сплавов алюминидов металлов Ni, Fe, Со и Мn с высокоразветвленной, наноструктурированной, активной поверхностью, при следующем соотношении элементов в пересчете на указанные металлы: мас.%:
Ni 16-41 Fe 18-44 Со 6-8 Мn 2-2,5 Аl Остальное
2. The catalyst for the deep oxidation of CO and hydrocarbons obtained by the method of claim 1, which is a granule of polymetallic alloys of aluminides of metals Ni, Fe, Co and Mn with a highly branched, nanostructured, active surface, with the following ratio of elements in terms of these metals: .%:
Ni 16-41 Fe 18-44 With 6-8 Mn 2-2.5 Al Rest
RU2010122763/04A 2010-06-04 2010-06-04 Method of producing catalyst for profound oxidation of co and hydrocarbons and catalyst obtained using said method RU2434678C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010122763/04A RU2434678C1 (en) 2010-06-04 2010-06-04 Method of producing catalyst for profound oxidation of co and hydrocarbons and catalyst obtained using said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010122763/04A RU2434678C1 (en) 2010-06-04 2010-06-04 Method of producing catalyst for profound oxidation of co and hydrocarbons and catalyst obtained using said method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2434678C1 true RU2434678C1 (en) 2011-11-27

Family

ID=45318099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010122763/04A RU2434678C1 (en) 2010-06-04 2010-06-04 Method of producing catalyst for profound oxidation of co and hydrocarbons and catalyst obtained using said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2434678C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017040355A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-09 University Of Massachusetts Compositions and methods for co2 adsorption and conversion to long-chain hydrocarbons
RU2750802C1 (en) * 2020-09-25 2021-07-02 Общество с ограниченной ответственностью "РВК. Катализ" (ООО "РВК. Катализ") Method for preparing deep oxidation catalyst and method for catalytic combustion of sludge from municipal wastewater treatment plants

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU988329A1 (en) * 1981-08-06 1983-01-15 Ленинградский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.Ленсовета Method of producing sphere catalyst of oxydation for carbon oxide and hydrocarbons
RU2050192C1 (en) * 1992-03-10 1995-12-20 Институт структурной макрокинетики РАН Method for production of raney nickel catalyst
RU92001525A (en) * 1993-10-19 1997-02-27 Фирма "БИОМ" CATALYST FOR CLEANING EXHAUST GASES OF ICE, AND ALSO SMOKE AND WASTE GASES OF HEAT UNITS AND INDUSTRIAL PRODUCTION
EP0763380A1 (en) * 1995-09-18 1997-03-19 Basf Aktiengesellschaft Layered catalysts
JP2003175337A (en) * 1994-10-04 2003-06-24 Nissan Motor Co Ltd Three-way catalyst for purifying exhaust gas using A-site deficient perovskite composite oxide

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU988329A1 (en) * 1981-08-06 1983-01-15 Ленинградский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.Ленсовета Method of producing sphere catalyst of oxydation for carbon oxide and hydrocarbons
RU2050192C1 (en) * 1992-03-10 1995-12-20 Институт структурной макрокинетики РАН Method for production of raney nickel catalyst
RU92001525A (en) * 1993-10-19 1997-02-27 Фирма "БИОМ" CATALYST FOR CLEANING EXHAUST GASES OF ICE, AND ALSO SMOKE AND WASTE GASES OF HEAT UNITS AND INDUSTRIAL PRODUCTION
JP2003175337A (en) * 1994-10-04 2003-06-24 Nissan Motor Co Ltd Three-way catalyst for purifying exhaust gas using A-site deficient perovskite composite oxide
EP0763380A1 (en) * 1995-09-18 1997-03-19 Basf Aktiengesellschaft Layered catalysts

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017040355A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-09 University Of Massachusetts Compositions and methods for co2 adsorption and conversion to long-chain hydrocarbons
RU2750802C1 (en) * 2020-09-25 2021-07-02 Общество с ограниченной ответственностью "РВК. Катализ" (ООО "РВК. Катализ") Method for preparing deep oxidation catalyst and method for catalytic combustion of sludge from municipal wastewater treatment plants

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2016145065A (en) IRON-BASED STRUCTURED CATALYST FOR THE PRODUCTION OF α-OLEPHIN FROM SYNTHESIS-GAS AND METHOD FOR ITS PRODUCTION AND APPLICATION
CA2472607A1 (en) Catalyst enhancement
RU2434678C1 (en) Method of producing catalyst for profound oxidation of co and hydrocarbons and catalyst obtained using said method
Yang et al. Mechanochemical synthesis of solid catalysts and application in catalytic reaction
CN102941102A (en) Preparation process of composite copper powder catalyst
WO2013187323A1 (en) Gold cluster catalyst and method for producing same
Zeifert et al. Raney-nickel catalysts produced by mechanical alloying
JP2014152153A (en) Method for producing 1,2-pentane diol
CN101342487A (en) Supported catalyst for selective hydrogenation of p-chloronitrobenzene and preparation method thereof
EP1534870A1 (en) Reactive milling process for the manufacture of a hydrogen storage alloy
Matsuo et al. Carboxylative cyclization of propargylic amines with carbon dioxide catalyzed by poly (amidoamine)-dendrimer-encapsulated gold nanoparticles
KR101795150B1 (en) Composite of molybdenum oxide and method for manufacturing the same
US4175954A (en) Self-disintegrating Raney metal alloys
Liu et al. Selective Amination of Phenol to Cyclohexylamine over Metal‐Acid Bifunctional Catalysts Derived from Nickel Phyllosilicates
JP6226341B2 (en) Gold cluster catalyst
JP4937584B2 (en) Intermetallic compound Ni3Al catalyst for methanol reforming and methanol reforming method using the same
Haddad et al. Nanosheets CoMn2O4 as a nanocatalyst for green reduction of nitrophenol compounds
JP2008043927A (en) Method of manufacturing hydrogen storage material
RU2455065C1 (en) Method of producing catalyst for synthesis of higher hydrocarbons from co and h2 and catalyst obtained using said method
CN1605387A (en) Quenched Ni skeleton catalyst for preparing 3-phenylpropyl aldehyde by cinnamaldehyde hydrogenization and its preparing process
TW201941828A (en) Porous molded body and manufacturing method thereof, catalyst for dimerization of alpha-olefin and manufacturing method thereof, and manufacturing method of alpha-olefin dimer
RU2227067C1 (en) Method of production of catalyst and a method of production of hydrocarbons and their oxygen-containing derivatives with the catalyst use
Sereda et al. The formation of intermetallic catalysts porous structures
RU2270877C1 (en) Method of production of cast alloy in burning mode
JPS5935898B2 (en) Simultaneous production of cyclopentene and camphor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200605