catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-22Research ArticleКАТАЛИЗ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫСATALYSIS AND ENVIRONMENT PROTECTIONРАЗРАБОТКА ТЕРМОСТАБИЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИОННОЙ СИСТЕМЫ Al2O3–Ce0,75Zr0,25O2 ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ТРЕХМАРШРУТНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЕЙDevelopment of thermostable composition of Al2O3–Ce0,75Zr0,25O2 for use in three-ways exhaust cars gas cleaning catalystАликинЕ. А.AlikinE. A.

инженер-физикохимик ООО «Экоальянс».

malino_83@mail.ruБочкаревС. Ю.BochkarevS. Yu.

инженер-физикохимик той же организации

botcha@yandex.ruДенисовС. П.DenisovS. P.

канд. хим. наук, начальник лаборатории катализаторов той же организации.

spden@inbox.ruДанченкоН. М.DanchenkoN. M.

канд. техн. наук, первый ген. директор той же организации

РычковВ. Н.RychkovV. N.

д-р хим. наук, проф., директор физико-технологического института ФГАОУ «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина». Тел.: (343) 375-41-51

rych@dpt.ustu.ruВолковА. С.VolkovA. S.

аспирант того же института. Тел.: (343) 266-04-72

titovlab@yandex.ruКарповА. С.KarpovA. S.

аспирант того же института. Тел. тот же

karpovant@mail.ruООО «Экоальянс», НовоуральскРоссияУральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, ЕкатеринбургРоссия201221112014022534Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/22

Современные трехмаршрутные катализаторы работают в условиях высоких температур отработавших газов, достигающих более 1000 °C, поэтому разработка термостабильных составов не теряет актуальности. В работе методом прямого осаждения синтезирован ряд композитов Al2O3–Ce0,75Zr0,25O2 с содержанием Al2O3 0, 10, 25, 50 мас.%. Методами БЭТ, РФА, ПЭМ, ТПВ исследованы композиты свежеприготовленные и после прокаливания на воздухе при 1000 и 1100 °C. Далее с использованием композитов, состаренных при 1050 °C в атмосфере 2 % О2 + 10 % Н2О + 88 % N2, приготовлены блочные катализаторы, кислородная емкость (OSC) и активность которых изучены на газоаналитическом стенде. С увеличением доли Al2O3 в составе композитов повышается однородность перемешивания и дисперсность частиц CexZr1–xO2–δ, их химический состав становится гомогенным, количество церия, участвующего в окислении–восстановлении, возрастает. Композит, содержащий 50 мас.% Al2O3, состоит из отдельно перемешанных кристаллитов CexZr1–xO2–δ и Al2O3, размеры которых практически не меняются при прокаливании. Катализатор (Pt/Al2O3 + Al2O3–Ce0,75Zr0,25O2) на основе данного композита характеризуется наибольшей OSC и активностью, это позволяет рекомендовать композит для промышленных испытаний.

Modern three-route catalysts operate at high temperature exhaust gas as high as 1000 °C, so the development of thermostable formulations relevant. In this paper the method of direct deposition of a number of composite Al2O3–Ce0,75Zr0,25O2 synthesized Al2O3 content 0, 10, 25, 50 wt.%. Composites are freshly prepared and after calcination in air at 1000 and 1100 °C were studied by BET, XRD, TEM, TPR. Next, using composites, aged at 1050 °C in an atmosphere of 2 % O2 + 10 % H2O + 88 % N2. Block prepared catalysts, oxygen capacity (OSC) and the activity is studied in the gas analytical stand. With the increase in the proportion of Al2O3 composites increases the uniformity of mixing and dispersion of particles CexZr1–xO2–δ, their chemical composition is homogeneous, the amount of cerium involved in oxidation-reduction, increases. The composite containing 50 wt.% Al2O3, is made up of individually mixed crystallites CexZr1–xO2–δ, and Al2O3, whose dimensions are virtually unchanged during calcination. The catalyst (Pt/Al2O3 + Al2O3–Ce0,75Zr0,25O2) on the basis of the composite is characterized by the OSC and the highest activity, it can be recommended composite for industrial testing.

трехмаршрутный катализатортермостабильностькомпозитOSCкристаллитыthree-route catalystthermal stabilitycompositeOSCthe crystallitesReferencesGandhi H.S., Graham G.W., McCabe R.W. // Journal of Catalysis. 2003. Vol. 216. P.433.Gandhi H.S., Graham G.W., McCabe R.W. // Journal of Catalysis. 2003. Vol. 216. P.433.Favre C., Zidat S. SAE Technical Paper Series 2004-01-0138.Favre C., Zidat S. SAE Technical Paper Series 2004-01-0138.Perrichon V., Laachir A., Abouarnadasse S., Touret O., Blanchard G. // Applied Catalysis A: General. 1995.Perrichon V., Laachir A., Abouarnadasse S., Touret O., Blanchard G. // Applied Catalysis A: General. 1995.Vol. 129. P.69.Vol. 129. P.69.Ivanov V.K., Polezhaeva O.S., Baranchikov A.E., Shcherbakov A.B. // Inorganic Materials. 2010. Vol. 46, No. 1. P. 43.Ivanov V.K., Polezhaeva O.S., Baranchikov A.E., Shcherbakov A.B. // Inorganic Materials. 2010. Vol. 46, No. 1. P. 43.Trovarelli A. // Catal. Rev.-Sci. Eng. 1996. Vol. 38. P. 439.Trovarelli A. // Catal. Rev.-Sci. Eng. 1996. Vol. 38. P. 439.Madier Y., Descorme C., Le Govic A. M., Duprez D. //Journal of Physical Chemystry B. 1999. Vol. 103. P.10999.Madier Y., Descorme C., Le Govic A. M., Duprez D. //Journal of Physical Chemystry B. 1999. Vol. 103. P.10999.Fornasiero P., Di Monte R., Ranga Rao G., Kaspar J., Meriani S., Trovarelli A., Graziani M. // Journal of Catalysis. 1995. Vol. 151. P. 168.Fornasiero P., Di Monte R., Ranga Rao G., Kaspar J., Meriani S., Trovarelli A., Graziani M. // Journal of Catalysis. 1995. Vol. 151. P. 168.Cuif J.P., Blanchard G., Touret O., Seigneurin, A., Marczi M., Quemere E. SAE Technical Paper Series 1997. 970463.Cuif J.P., Blanchard G., Touret O., Seigneurin, A., Marczi M., Quemere E. SAE Technical Paper Series 1997. 970463.Bozo C., Gaillard F., Guilhaume N. // Applied Catalysis A: General. 2001. Vol. 220. P. 69.Bozo C., Gaillard F., Guilhaume N. // Applied Catalysis A: General. 2001. Vol. 220. P. 69.Burtin P., Brunelle J.P., Pijolat M., Soustelle M. // Applied Catalysis. 1987. Vol. 34. P. 225.Burtin P., Brunelle J.P., Pijolat M., Soustelle M. // Applied Catalysis. 1987. Vol. 34. P. 225.Ismagilov Z.R., Shkrabina R.A., Koryabkina N.A., Arendarskii D.A., Shikina N.V. // Studies in Surface Science and Catalysis. 1998. Vol. 116. P. 507.Ismagilov Z.R., Shkrabina R.A., Koryabkina N.A., Arendarskii D.A., Shikina N.V. // Studies in Surface Science and Catalysis. 1998. Vol. 116. P. 507.Chuech J.S., Cant N.W. // Applied Catalysis A: General. 1993. Vol. 101. Р. 105.Chuech J.S., Cant N.W. // Applied Catalysis A: General. 1993. Vol. 101. Р. 105.Monte R.D., Fornasiero P., Kaspar J., Graziani M. // Studies in Surface Science and Catalysis. 2001. Vol. 140.Monte R.D., Fornasiero P., Kaspar J., Graziani M. // Studies in Surface Science and Catalysis. 2001. Vol. 140.P. 229.P. 229.Wei Z., Li H., Zhang X., Yan S., Zhen L., Chen Y., Gong M. // Journal of Alloys and Compounds. 2008. Vol. 455. P. 322.Wei Z., Li H., Zhang X., Yan S., Zhen L., Chen Y., Gong M. // Journal of Alloys and Compounds. 2008. Vol. 455. P. 322.Yao M.H., Baird R. J., Kunz F.W., Hoost T.E. // Journal of Catalysis. 1997. Vol. 166. P. 67.Yao M.H., Baird R. J., Kunz F.W., Hoost T.E. // Journal of Catalysis. 1997. Vol. 166. P. 67.Morikawa A., Suzuki T., Kanazawa T., Kikuta K., Suda A., Shinjo H. //Applied Catalysis B: Environ. 2008. Vol. 78. P. 210.Morikawa A., Suzuki T., Kanazawa T., Kikuta K., Suda A., Shinjo H. //Applied Catalysis B: Environ. 2008. Vol. 78. P. 210.Chuang C., Hsiang H., Hwang J. S., Wang T. S. // Journal of Alloys and Compounds. 2009. Vol. 470. P. 387.Chuang C., Hsiang H., Hwang J. S., Wang T. S. // Journal of Alloys and Compounds. 2009. Vol. 470. P. 387.Порсин А.В., Аликин Е.А., Данченко Н.М. , Рычков В.Н., Смирнов М.Ю., Бухтияров В.И. // Катализ в промышленности. 2007. № 6. C. 39–45.Порсин А.В., Аликин Е.А., Данченко Н.М. , Рычков В.Н., Смирнов М.Ю., Бухтияров В.И. // Катализ в промышленности. 2007. № 6. C. 39–45.Speight J.G. Lange’s Handbook of Chemistry. 16th Edition: New York: McGraw-Hill, 1999.Speight J.G. Lange’s Handbook of Chemistry. 16th Edition: New York: McGraw-Hill, 1999.Yao H.C., Yu Y. // Journal of Catalysis. 1984. Vol. 86. P. 254.Yao H.C., Yu Y. // Journal of Catalysis. 1984. Vol. 86. P. 254.Nagai Y., Nonaka T., Suda A., Sugiura M. // R&D Review of Toyota CRDL. 2002. V. 37. N. 4. P. 20.Nagai Y., Nonaka T., Suda A., Sugiura M. // R&D Review of Toyota CRDL. 2002. V. 37. N. 4. P. 20.Hori C.E., Permana H., Ng K.Y.S., Brenner A, More K., Rahmoeller K.M., Belton D.N. // Applied Catalysis B:Environ. 1998. V.16. P. 105.Hori C.E., Permana H., Ng K.Y.S., Brenner A, More K., Rahmoeller K.M., Belton D.N. // Applied Catalysis B:Environ. 1998. V.16. P. 105.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.