Цель данной работы – разработка термостойкого гидрофобного Pt-катализатора для окисления водорода в близкой к стехиометрической смеси с кислородом, обеспечивающем высокую степень конверсии газа при температуре не выше 353 К при непосредственном контакте с водой. Катализатор предполагается использовать на АЭС для утилизации радиолитических газов – водорода и кислорода. Объект исследования – катализатор типа Pt/Al2O3 с модифицированной поверхностью. На основе модифицированного γ-Al2O3 приготовлены образцы катализатора с содержанием Pt 0,5 мас.%. Определены его гидрофобность, термостойкость, текстурные характеристики, состав поверхности, каталитические характеристики в окислении водорода и стабильность работы в ходе 50-часовых испытаний. Установлено, что исследуемый катализатор характеризуется термостойкостью не менее 773 K, супергидрофобной поверхностью, значениями констант скорости реакции 4±1 с–1 (при температуре 333 К). Эффективность окисления при потоке водорода 50 н.л/ч составляет не менее 99,999 %. Полученные результаты указывают на перспективность приготовленного гидрофобного катализатора и технологии окисления водорода с его применением.
The studies were aimed at the development of thermostable hydrophobic Pt catalyst for hydrogen oxidation in the close-to-stoichiometric mixture with oxygen to provide the high gas conversion at the temperature not higher than 353 K in the direct contact with water. The catalyst is to be used for utilization of radiolytic gases (hydrogen and oxygen) at atomic power stations. The studies were focused on the Pt/Al2O3 type catalyst with a modified surface. Modified γ-Al2O3 was used for preparation of catalysts containing 0.5 wt% of platinum. The catalyst hydrophobicity, thermal stability, texture, surface composition, catalytic performance for hydrogen oxidation, and operational stability were studied during 50-hour testing. The established properties of the catalyst were thermal stability up to 773 K, superhydrophobic surface, reaction rate constants no less than 4±1 s–1 (at 333 K). The oxidation efficiency was no less than 99.999 % at the hydrogen flow rate of 50 L/h. The results obtained demonstrate potentialities of the prepared hydrophobic catalyst and of the technology for hydrogen oxidation over this catalyst.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.