Катализатор для окисления окиси углерода
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик пв992080 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03. 08. 81 (21) 3329645/23-04
РЦМК з с присоединением заявки М (23) ПриоритетВ 01 З 21/00
В 01 3 23/30
Государствеииый комитет
СССР по делам изобретений и открытий
РЗт УДК 66.097.3 (088.8) Опубликовано ЗОЛ 183. Бюллетень HP 4
Дата опубликования описания 300183 т
1 . -,- . 1 / *";,=
В.И.Варламов, В.С.Комаров и А А.КлийеНКОва
i вп »; "у (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Институт общей и неорганической химии
AH Белорусской CCP (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ОКИСИ У1 ЛЕРОДА
Изобретение относится к катали. заторам для окисления окиси углеро. да как наиболее токсичной примеси выхлопных газов автомобилей и выбросных газов ряда производств химической и металлургической проыяшленности.
Наиболее эффективными катализаторами для окисления окиси углерода являются катализаторы на основе платины и ее сплавов (1 J.
Однако высокая стоимость таких катализаторов, относительно большой расход дефицитного благородного металла и быстрое отравление окислами свинца и серы не позволяют применять платиновые катализаторы в широких пронишленных масштабах.
Предложен ряд -катализаторов (2 ) для окисления окиси углерода структуры перовскита.общей формулы ба х СехСО03, где х=0,02-0,1, дополнительно. содержащий двуокись церия и закись-окись кобальта при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:
Се0Р 1-50
СоЗО4 0,5-23 птахе„СоО Остальное.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является катализатор для. окисления окиси углерода, представляющий собой смешанный оксид перовскитовой структуры, включающий кобальтит лантана, общей формулы
Zr 0,1 Sr 0,51 La 0,39 Соо. (3+ m), где m-=0-0,26 3 ).
Недостатком известного катализатора является относительно низкая активность в реакции окисления окиси
- углерода. Так, 50%-ная степень пре" вращения окиси углерода в двуокись при объемной скорости 36000 ч"" достигается при 200 С.
Цель изобретения - повышение активности катализатора.
Для достижения поставленной цели катализатор для окисления окиси углерода, включающий оксид перовскитовой структуры — кобальтит лантана, дополнительно содержит оксиды магния и алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ|
Оксид магния 3,8-12 0
Оксид алюминия 4,7-26,3
Кобальтит лантана Остальное
Предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью по сравнению
992080 с известным. Так, степень превращения окиси углерода в двуокись при
160 и 178 С и объемной скорости
36000 ч- равна 50 и 100Ъ соответственно. . Катализатор приготавливают следу- 5 ющим образом.
Смешивают в необходимых пропорциях водные растворы азотнокислых солей лантана, кобальта, магния, алю.миния с раствором трехзамещенного ли-lp моннокислого аммония. Мольное отношение трехзамещенного лимоннокислого аммония к сумме азотнокислых солей составляет 0,4-0,8. Сложный раствор выпаривают, сушат под лампой накали- 15 вания до разложения солей. Полученную оксидную массу размалывают, таблетируют, дробят до размера частиц 1-2 мм и прокаливают на воздухе при .6001000, лучше при 700ОС, в течение . 10-12 ч.
Пример 1. Катализатор соста-. ва, мас.Ъ: LaCoO 84,2; MgO 7,0, А1<0 > 8,8 приготавливают следующим образом.
К 50 мп 1N раствора Co(NO>) 6Н О приливают 50 мп 1М раствора La(NOg) « .хбН О, 25 мл 1М раствора Ид(КОЗ) « кбН О и 25 мп 1М раствора А! (NO ) х к9Н О. Эту смесь растворов приливают к 100 мп 1М раствора трехзамещенного лимоннокислого аммония при перемешивании, затем выпаривают на водяной бане до смолообраэного состояния.
Полученную массу сушат под лампой накаливания при работающей тяге до разложения солей. Смесь оксидов тщательно измельчают, таблетируют и дробят до частиц 1-2 мм. Гранулы нагревают на воздухе до 700ОС и выдерживают при4О этой температуре в течение 12 ч. Активность готового катализатора определяют в проточной установке при 100250 С и объемной скорости 36000 ч-" газовой смеси, содержащей 3,2Ъ окиси 45 углерода, 10,0Ъ паров воды,12,3Ъ кислорода, остальное - азот. Хроматографический анализ выходящих газов показал, что при температуре реакции
160ОС степень превращения окиси уг- 5О лерода в двуокись равна 50Ъ, а при
178 С вЂ” 100Ъ.
Пример 2. Катализатор состава. мас.Ъ: LaCo0> 72,9 MgO 12,0.
А1>ОЗ 15,1 приготавливают аналогично примеру 1..К 50 мп 1N раствора
Co(NO >)>. 6Н О приливают 50 мп 1М раствора L a (NO >) "6Н О, 50 мп 1М
Mg (NOy) 6Н О и. 50 мн 1М раствора
A1 (N 0 3)g-98gO. Эту смесь . растворОв приливают к 125 мл 1М раствора трехзамещенного лимоннокислого аммония.
Дальнейшие операции осуществляют, как в примере 1., Активность готового катализатора также определяют аналогично примеру 1. При 163 С степень превращения окиси углерода равна 50Ъ, а при
182о С вЂ” 100Ъ.
Пример З..Катализатор состава, мас.Ъ: LaCoO@ 91,5; ИдО .3,8, А1 0 4,7 приготавливают, как в примере 1. К 50 мп 1М раствора Со(М08) »
«6Н20 приливают 50 мл 1М раствора
La(N0>)> 6Н О, 12,5 мл 1М раствора Mg (й О> )> б Н О и 12, 5 мп 1М раствора
Al (МО )з ° 9НдО. Эту смесь растворов приливают к 75 мп 1М раствора трехзамещенного лимоннокислого аммония.
Дальнейшие операции, как в примере 1.
Активность готового катализатора ойределяют, как в примере 1.
При 168 С степень превращения окиси углерода равна 50, а при 192ОС—
100Ъ.
Пример 4. Катализатор состава. Мас Ъ: LaCoO> 64.3 Идо 10.4.
А1>О> 26,3 получают аналогично примеру 1. К 50 мп 1М раствора Со(ИОЗ)2
«6Н О приливают 50 мл 1М раствора
La(NO3)>-бН 0, 50 мл 1М раствора
Mg (N0g)2-6Н О и 100 мп 1М раствора
Al (NOЗ)3 9Н О. Эту смесь растворов приливают к 170 мп 1М раствора трех.замещенного лимоннокислого аммония.
Дальнейшие операции, как в примере 1.
Активность готового катализатора определяют, как в примере 1 ° При
180 С степень прерващения окиси углерода составляет 50, а при 194 С
100Ъ.
Результаты испытаний активности образцов предлагаемого и известного катализаторов приведены в табл.1.
Результаты оценки термической стабильности наиболее активного образца состава LaCoOa 84,2Ъ; Mg0 7,0Ъ, А1>0>
8,8Ъ приведены в табл.2. Температуры
50 и 100Ъ степени превращения окиси углерода определяют после предварительного прогрева образца в воздухе прн 800, 900 и 1000 С.
Активность определяют, как в примере 1. Из полученных данных видно, что с увеличением температуры прогрева незначительно снижается активность катализатора и в то же время она выше активности известного.
Таким образом, используя катализатор предлагаемого состава с повышен— ной активностью н термической стабильностью, можно значительно интенсифицировать процесс дожига высокотоксич.ной примеси окиси углерода, что особенно важно в процессе очистки выхлопных газов.
992080
Таблица 1
S>p, м2/г
Пример Состав каталиэатора
1ОО 50
1 LaCo03
84,2
178
2З,О
160
7,0
Mg0
8,8
A1т03
182 16 3
72,9
2 LaCo03
36,0
12,0
М90
15,1
А1 0
6,0
192
91,5
168
З LaCoOЗ
3,8
MgO
А1 О
4,7
194
24,7 180
4 аСооэ
64,3
MgO
10,4
26,3
А)20
5 Прототип
200
Таблица,2
Температура прогрева, 0С
Температура реакции, C при степени превращения, Ъ
-50
100
160
700
800
164
186
900
176
192
1000
188
208
Формула иэобретения
Содержание компонентов, мас.Ъ
Каталиэатор для окисления окиси углерода, включающий оксид перовски товой структуры - кобальтит лантана .отличающийся тем, что, с целью повышения активности каталиТемпература реакции,оС, при степени превращения, Ъ эатора, он дополнительно содержит оО оксиды магния и алюминия при следукщем соотношении компонентов, мас.Ъs
Оксид магния 3 8-12;Ф
Оксид алюминия 4,7-26, 3
Кобальтит лан6S тана Остальное
992080
Составитель В.Теплякова
Редактор A.Âîðîâê÷ Техред Е.Харитончик корректор Г.Огар
«Ф «««« °
Закаэ 184/6 Тираж 535 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д.4/5.
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4
Источники информации, принятые во ниимание при экспертизе
1. Томас Ч. Прожиалвнные каталитические процессы и эффективные каталиэаторы. М., "Мир", 1973, с.169-173.
2. Авторское свидетельство СССР
°,Ю 701693 кл. В 01 J 23/19 1976.
З..Патент США 1. 4124689, кл. 423-437. опублик. 1978 .(йрототип).
