catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-87Research ArticleКАТАЛИЗ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫСATALYSIS AND ENVIRONMENT PROTECTIONОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИЙ СuMoO4/БАЗАЛЬТОВОЕ ВОЛОКНО ДЛЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ДОЖИГА САЖИFeatures of the formation of the composition СuMoO4/basalt fiber for catalytic afterburning of sootМакаревичК. С.MakarevichK. S.

канд. техн. наук, науч. сотрудник Института материаловедения ХНЦ ДВО РАН. Тел.: (421) 222-69-56

makarevich7@mail.ruКириченкоЕ. А.KirichenkoE. A.

аспирант того же института.

himicc@mail.ruЛебуховаН. В.LebuhovaN. V.

канд. хим. наук, ведущий науч. сотрудник того же института. Тел. тот же

lnv1@yandex.ruКарповичН. Ф.KarpovichN. F.

канд. хим. наук, науч. сотрудник того же института. Тел. тот же.

_knf@mail.ruИнститут материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАНRussian Federation201324112014023338Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/87

Показана возможность использования базальтового волокна в качестве носителя медно-молибдатного катализатора окисления сажи. Методами СЭМ и РФА обнаружена неоднородность медно-молибдатного слоя, сформированного на поверхности базальтовых волокон. Нанесение на волокно полимерно-солевого геля с исходным эквимолярным соотношением Cu и Мо сопровождается выщелачиванием железа из структуры базальта, что при последующем пиролизе способствует закреплению медно-молибдатного слоя на носителе и приводит к формированию фаз Сu3Мо2О9 и FeOC-3Mo2O9, которые в процессе каталитического горения сажи разлагаются с образованием СuMoO4 и оксидов СuО и Fe2O3. Композиции 5%СuMoO4/базальтовое волокно после использования в двух циклах каталитического процесса обеспечивают стабильные параметры сгорания сажи, сопоставимые с активностью массивного образца СuMoO4 (tmax = 403 °С, η(CO2) = 97,8 %). Результаты исследования полезны при разработке способов формирования композиционных каталитическихпокрытий конструкций сажевых фильтров.

The use of basalt fiber as a support for copper-molybdate catalyst for the oxidation of soot is shown in details. The heterogeneity of copper molybdate layer formed on the surface of basalt fibers is detected by SEM and XRD. The polymer-salt gel with an original equimolar ratio of Cu and Mo on the fiber is accompanied by leaching of iron from the basalt structure that perpetuates copper molybdate layer on the support during the subsequent pyrolysis and leads to the formation of phases Сu3Мо2О9 and FeO–Cu3Mo2O9, which in the process of catalytic combustion of soot decompose to СuMoO4 and oxides of CuO and Fe2O3. Composition of 5%СuMoO4/ basalt fiber after using in two cycles of the catalytic process provides the stable parameters of soot combustion, comparable to the activity of a bulk sample СuMoO4 (tmax = 403 °С, η(CO2) = 97,8 %). Results of the study are useful for the development of methods for forming composite structures of catalytic coatings particulate filters.

оксидные композициибазальтовое волокномолибдат медиокисление сажиoxide compositionsbasalt fibercopper molybdateoxidation of sootReferencesStanmore B.R., Brilhas J.F., Gilot P. The oxidation of soot: a review of experiments, mechanisms and model // Carbon. 2001. Vol. 39. P. 2247.Stanmore B.R., Brilhas J.F., Gilot P. The oxidation of soot: a review of experiments, mechanisms and model // Carbon. 2001. Vol. 39. P. 2247.Machida M., Murato Y., Kishikawa K., Ikeue K. On the reasons for high activiti of CeO2 catalyst for soot oxidation // Chem. of mater. 2008. Vol. 20. № 13. P. 4489.Machida M., Murato Y., Kishikawa K., Ikeue K. On the reasons for high activiti of CeO2 catalyst for soot oxidation // Chem. of mater. 2008. Vol. 20. № 13. P. 4489.Pruvost C., Lamonier J.F., Courcot D. et al. Effect of copper addition on the activity and selectivity of oxide catalysts in the combustion of carbon particulate // Stud. Surf. in Sci. and Catal. 2000. Vol. 130. P. 2159.Pruvost C., Lamonier J.F., Courcot D. et al. Effect of copper addition on the activity and selectivity of oxide catalysts in the combustion of carbon particulate // Stud. Surf. in Sci. and Catal. 2000. Vol. 130. P. 2159.Craenenbroeck J. V., Andreeva D., Tabakova T. et al. Spectroscopic Analysis of Au—V-Based Catalysts and Their Activity in the Catalytic Removal of Diesel Soot Particulates // J. Catal. 2002. Vol. 209. P. 515.Craenenbroeck J. V., Andreeva D., Tabakova T. et al. Spectroscopic Analysis of Au—V-Based Catalysts and Their Activity in the Catalytic Removal of Diesel Soot Particulates // J. Catal. 2002. Vol. 209. P. 515.Peng X., Lin H., Shangguan W., Huang Z. Physicochemical and Catalytic Properties of La0.8K0.2CuxMn1-xO3 for Simultaneous Removal of NOx and Soot: Effect of Cu Substitution Amount and Calcination Temperature // Ind. Eng. Chem. Res. 2006. Vol. 45. № 26. P. 8822.Peng X., Lin H., Shangguan W., Huang Z. Physicochemical and Catalytic Properties of La0.8K0.2CuxMn1-xO3 for Simultaneous Removal of NOx and Soot: Effect of Cu Substitution Amount and Calcination Temperature // Ind. Eng. Chem. Res. 2006. Vol. 45. № 26. P. 8822.Ciambelli P., Palma V., Russo P., Vaccaro S. Redox properties of a TiO2 supported Cu-V-K-Cl catalyst in lowCiambelli P., Palma V., Russo P., Vaccaro S. Redox properties of a TiO2 supported Cu-V-K-Cl catalyst in lowtemperature soot oxidation // J. of Mol. Catal. A: Сhemical. 2003. Vol. 204—205. P. 673.temperature soot oxidation // J. of Mol. Catal. A: Сhemical. 2003. Vol. 204—205. P. 673.Milt V.G., Querini C.A., Miró. E.E. Thermal analysis of K(x)/La2O3, active catalysts for the abatement of diesel exhaust contaminants // Thermochim. Acta. 2003. Vol. 404. P. 177.Milt V.G., Querini C.A., Miró. E.E. Thermal analysis of K(x)/La2O3, active catalysts for the abatement of diesel exhaust contaminants // Thermochim. Acta. 2003. Vol. 404. P. 177.Лебухова Н.В., Карпович Н.Ф., Макаревич К.С., Чигрин П.Г. Каталитическое горение сажи в присутствии медно-молибдатных систем, полученных разными методами // Катализ в промышленности. 2008. № 6. С. 35.Лебухова Н.В., Карпович Н.Ф., Макаревич К.С., Чигрин П.Г. Каталитическое горение сажи в присутствии медно-молибдатных систем, полученных разными методами // Катализ в промышленности. 2008. № 6. С. 35.Макаревич К.С., Лебухова Н.В., Чигрин П.Г., Карпович Н.Ф. Каталитические свойства СuMoO4, модифицированного добавками Со, Ni и Ag // Неорганические материалы. 2010. Т. 46. № 12. С. 1494.Макаревич К.С., Лебухова Н.В., Чигрин П.Г., Карпович Н.Ф. Каталитические свойства СuMoO4, модифицированного добавками Со, Ni и Ag // Неорганические материалы. 2010. Т. 46. № 12. С. 1494.Джигирис Д.Д., Махова М.Ф. Основы производства базальтовых волокон и изделий. М.: Теплоэнергетик, 2002.Джигирис Д.Д., Махова М.Ф. Основы производства базальтовых волокон и изделий. М.: Теплоэнергетик, 2002.Макаревич К.С., Верхотуров А.Д., Косицына Н.П., Бруй В.Н., Лазькова И.В. Влияние минерального состава некоторых магматических пород на процесс получения из них базальтового волокна // Химическая технология. 2006. № 3. С. 8.Макаревич К.С., Верхотуров А.Д., Косицына Н.П., Бруй В.Н., Лазькова И.В. Влияние минерального состава некоторых магматических пород на процесс получения из них базальтового волокна // Химическая технология. 2006. № 3. С. 8.Бекман И.Н. Диагностика базальтовых волокнистых адсорбентов // Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия. Т. 44. 2003. № 5. С. 342.Бекман И.Н. Диагностика базальтовых волокнистых адсорбентов // Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия. Т. 44. 2003. № 5. С. 342.Остроушко А.А., Могильников Ю.В., Остроушко И.П. Синтез сложных оксидов, включающих молибден, ванадий, из полимерно-солевых ассоциатов // Неорганические материалы. 2000. Т. 36. № 12. С. 1490.Остроушко А.А., Могильников Ю.В., Остроушко И.П. Синтез сложных оксидов, включающих молибден, ванадий, из полимерно-солевых ассоциатов // Неорганические материалы. 2000. Т. 36. № 12. С. 1490.Рабинович Ф.Н., Зуева В.Н., Макеева Л.В. Стойкость базальтовых волокон в среде гидратирующих цементов // Стекло и керамика. 2001. № 12. С. 12.Рабинович Ф.Н., Зуева В.Н., Макеева Л.В. Стойкость базальтовых волокон в среде гидратирующих цементов // Стекло и керамика. 2001. № 12. С. 12.Чигрин П.Г. Кинетика и механизм каталитического окисления углерода в присутствии медно-молибдатных систем. Автореф. дис. … канд. хим. наук. РАН; ДВО; Институт химии. Владивосток, 2012. 21 с.Чигрин П.Г. Кинетика и механизм каталитического окисления углерода в присутствии медно-молибдатных систем. Автореф. дис. … канд. хим. наук. РАН; ДВО; Институт химии. Владивосток, 2012. 21 с.Machej T., Ziółkowski J. Phase Relations in the Cupric Molybdates-Cuprous Molybdates System // J. Solid State Chem. 1980. Vol. 31. P. 145.Machej T., Ziółkowski J. Phase Relations in the Cupric Molybdates-Cuprous Molybdates System // J. Solid State Chem. 1980. Vol. 31. P. 145.

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