Способ приготовления гидрофобизированного платинового катализатора для сжигания водорода
Сущность изобретения: продукт катализатор - платина на гйдрофобизированном у АЬОз. Область использования :для сжигания водорода. Катализатор готовят пропиткой стержней из оксида алюминия платинохлористоводородной кислотой, сушкой, пропиткой стабилизированной суспензией фторопласта-4, сушкой и прокаливанием на воздухе. Характеристика: катализатор повышенной активности. 1 табл. N- &
СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4827313/04 (22) 22;0.5.90 (46) 15.07.92. Бюл. М 26 (71) Научно-исследовательский физико-химический Институт им. Л.Я.Карпова . (72) В.А.Шепелин, Л.И;Эткина, Г.В.Котина, А.Л.Кураев, B.Ä. Келлер и С,С.Черный (53) 66,097.3 (088.8) (56) Боресков Г..К., Слинько М.Г. Химическая промышленность, 1956, c,69 — 77..
Патент CLUA йт 3622398, кл. Н 01 M 1/08, опублик. 1968.
Щербакова М.В. и др. Химическая промышленность, 1986, М 3, с.39-42.
Приготовление гидрофобиэированного катализатора ГК-1 для сжигания гремучего газа в среде с высокой влажностью. ЛабоИзобретение относится к каталитическому сжиганию водорода для предотвращения накопления его в помещениях до взрывоопасных концентраций в условиях различных нежелательных процессов с выделением водорода. К таким процессам могут относить взаимодействие воды с металлами (например, при аварии на АЭС), заряд аккумуляторных батарей, радиолиз водных растворов и другие.
Смесь водорода с кислородом воздуха является каталитически активной и может быть превращена в воду на катализаторах, в состав которых обычно входит пластина и(или) металлы платиновой группы. В качестве основы (носителя платины) используют
„„Я „„1747146 А1 (я)з В 01 J 37/02,23/54 — 17 :"ОВ", рат.техн. регламент, НИФХИ им. Л;Я.Карпова, 1982. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГИДРОФОБИЗИРОВАННОГО ПЛАТИНОВОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ СЖИГАНИЯ
ВОДОРОДА (57) Сущность изобретения: продукт катализатор — платина на гидрофобизированном
g Aha. Область использования: для сжигания водорода. Катализатор тотовят пропиткой стержней иэ оксида алюминия платинохлористоводородной кислотой; сушкой, пропиткой стабилизированной суспензией фторопласта-4, сушкой и прокаливанием на воздухе. Характеристика: катализатор повышенной активности. 1 табл. ь силикагель, оксид кремния, графит, оксид алюминия и другие.
Известен гидрофобизированный катализатор, отличающийся от обычногаФйлати- 4 нового повышенными водоотталкивающими свойствами и способностью сохранять рабо- Д тоспособность во влажной =реде и даже при (Ь . периодическом контакте с фазой воды (затоплении, выпадении конденсата. брызгах).: )»
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ изготовления гидрофобизированного катализатора (ГК-1), где основой служит стержень из пористой у-А120з, активной компонен Вой. платиновая чернь, распределенная в верхних слоях пористой массы..3 4 окисла алюминия, водооталкивающим по-, насохранениемтеплаотреакции.гремучего крытием — пленка фторопааста.-.4. аза. Чем меньше потери тепла внутрь катаИзвестный .способ включает йропитку лизатора по теплопровбдной осажденной в стержня раствором H2PtOs и подсушива-. порах платине,:тем вбольшей степени оно ниена воздухенапервомэтапе,.прокалива.- 5 (это тепло реакции) расходуется на испарение в токе водорода.при 320 С в течение . ниеизпоркатализаторэи:освобожденияих часа на втором зтапЕ и гидрофобизацие — для подвода гремучего газа. Предложенный обработку стабилизированной суспензией споСоб изготовления гидрофобизированно-. фторопласта.-4. на третьем. В отличие от го катализатора(ГК-5) дает большую локали.. стандартного платинового катализатора 10 зацию на поверхности эоны осаждения гидрофобизированный катализатор способ- йяатийы, что способствует созданию более бен функционировать во влажной. среде и . адиабатическйх условий сжигания водоропосле непосредственного контакта с водой, да. Это достигнуто благодаря. организации
Однако.с помощью известного способа интенсйвной диффузии платины изнутри можно приготовить далеко не идеальный 15 пористого носителя на поверхность за счет катализатор для влажйых.условий; гидрафо- малоПодвижного восстановителя ОП-7 и тобизированный катализатор реагирует.на на- . ro, что образуется при его:разложении во мокэние. временно ухудшая свою работу, . время прокаливания. 8 итоге, зона платинодля прототипа -(ГК-1) вмход .из состояния . вой черни s ГК-5 сосредоточена на глубину угнетения водой характеризуется Временем 20-0,1-0;2 мм. по сравнению с 1 мм в ГК-1..порядка:.часа (часов); в завирюооти от вре-: Сравненйе характеристик работы катализамейи намокания. Крометого,.извевтный:ката- ..: торов ГК-1 и ГК-5; проведенное ниже (в прилизатор характеризуется взрывоопасностью мера) для одних и тех же условий .процесм восстановленйя платины-вmxeво-:;.. - испытаний, показалоi преимущество подорода, Изгбтовление катализаЩроа ГК-1- в 25. следило, промышленных условиях:..соответственно .:, Кроме повышейия качества катализатора
: гребуег специального обсфудования и номе- - - (улучшение характерйстик его работы во влажщений;- целого комплекса мер по под ержа- . алых yc îâèÿõ; i том.числе и после контакта с нию:безопасности. -В ieiore, техвологйя " ведой)суще .твенноупрощенатехнология изизготовления ГК 1 многостадийна,.энерго- и: ЗО тотовления ГКЛредложенный способ изготовтрудоемка, ...: - .....: ления иеклвчает стадию восстановления
Цельизобретения-получение:катализа-.- .платины:и позволяет обезопасить процесс тора.с. повышенной активностью,:.. ... получения-гидрофобизирован ного катализатоПостанленная цель достигается спосо- . рэ, бом приготовления гидрофобизираванного 35: fl р и "м е р 1.: Предлагаемый способ платинового катализатора для сжиганйя во- . изготовлейия гидрофибизированного катадорода, включающим пропйтку стержня из лиэатора rlo упрощенной технологии реалиоксида алюминия раствором платинохлори-. зован следующим образом. стоводородной кй лоты, обработку стаби- 8 качестве основы катализатора ГК-5 лизированной суспензией фторопласта, 40 (также„как и для ГК-1) используют цилиндсушку и прокаливание нз аидухе; рические стержни y -AfzOg с удельной поОтличительными признаками йредло- рерхна4хью 100 м /r; диаметром 6 мм.
2 женного способаявляются исключение опе- .: длиной 80мм и осевым каналом 1 мм. Стеррации восстановления, измейение жни пропитывают в водном растворе последовательности операцйй и изменение. 45 HgPtCtg при перемешивании до полного исусловий .. прокаливания, Таким образом,:: то@ения растаора, Концентрацию исходно. получение дисперсности платины на основе го раствора задают. та кой, чтобы пористого оксида алюминия-и гидрофобйза- содержание платины на каждом стержне цию ведут s.oäíó стадию. Раль восстанови-. было не менее 0.01-r. Контроль за содержателя для платинохлористоводородной. 50. ноем платины в раствореосуществляют покислоты и ее солей выполняет компонент . лярографически. стабилизированной суспензии фпоропла- Пропитанные стержни из реактора песта 00-7 и(или) продукты его разложения во реносят непосредственно в суспензию гидвремя прокаливания. При этом полученная рофобизатора (стабилизированную платиновая чернь распределяется в зоне, в 55 суспензию порошка фторопласта-4). С этого
5-..10 раз более узкой, чем в образцах ГК-1, момента все операции ведут в соответствии что связано со способностью катализатора с регламентом изготовления гидрофобизиреактивироваться после намокания. рованного катализатора ГК-1, т.е, выдержи8 то же время известно. что способ- вают стержни в стабилизированной ность быстро. реактивироваться обусловле- суспензии.фторопласта в течение 7-8 мин.
1747146
Составитель Л.Эткина
Редактор М.Бандура Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н Ревская
Заказ 2456 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 подсушивают на воздухе и прокаливают также:на воздухе в течение 10 мин при температуре спекания фторопласта "320 С. Так . получают первый слой гидрофобной пленки, Перед нанесением каждого из последу- 5 ющих -,трех слоев ° катализаторы обрабатывают. водой, 1
Изъявленные.образцы катализатора ГК-5 испы. тывают: на спОсОбность восстанавливать перво. начальную акэвность после их 1- минутнао . 10, найжаню в ваде. Испьпания проводят в тех же . условиях,чго были названы для ГК-1.8проточной устаноаа навходвфеактор подают газовуюсмесь из азота и 3 ; $ гремучего газа (2Hz + Щ насыщенную до 100 )(-ной относительной влаж- 15 насти при КРС,а на выходе регистрируютпроцес неспфевШего гремучего газа; По щдвращ@ ии об. разца катализатора после йамокания в реактор
: активность его временно падает, а на регистрируемой самописцем зависимости "про- 20 цент несгоревшего гремучего газа — время" отмечают максимальную величину этого процента (параметр Ам ) и количество несгоревшего газа (в мл) за час; что соответстаует интегралу под кривой за это же время, 25 параметр S. Чем лучше качество платиновой черни и выше водоотталкивание, тем меньше Аыдкс и S, наоборот. Данная графоаналитическая методика использована как в изобретении,.так и в прототипе, что дает 30 возможность сравнить результаты испытаний для ГК-1 {прототип) и ГК-5 (значения параметров Амакс и S для ГК-1вычислены из приведенйых в йрототипе графиков).
Согласно прототипу, сухой ГК-1 во влажной атмосфере не сжигает весь водород— стационарное значение А© составляет 0.10.2, ГК-5 в аналогичных условиях сжигает водород полностью А - О, Результаты испытаний образцов ГК-1 и
ГК-5.после нэмокания представлены в таб-. лице.
Пример ы 2,.3. Приготовление катализатора осуществляют как в примере 1, только время намокания для примера 2 составляет 5 мин. а для примера 3 -15.
Результаты испытаний. сведены в таблицу.
Формула изобретения
Сгюсоб приготовления гидрофобизированного платинового катализатора для сжигания водорода, включающий пропитку стержней иэ оксида. алюминия: раствором . платинохлористоводородной-кислоты, сушку, обработку стабилизированной. суспензией фторопласта и прокаливание, о т л и ч а ющи йс я тем,что, с целью получения катализатора с повышеннои активностью, после пропитки стержня его обрабатывают стабилизированной суспензией фторопласта, затем сушат и прокаливание ведут на.воздухе.
