Preview

Kataliz v promyshlennosti

Advanced search

The development of method for the synthesis of supported catalysts for the carbon monoxide oxidation with the use of hydrosols CeO2-ZrO2

Abstract

The method of synthesis of catalysts CeO2–ZrO2/Al2O3 and CuO/CeO2–ZrO2/Al2O3 using sol – stable dispersions of nanoparticles was proposed. The effect of sols viscosity and concentration of the dispersed phase at the time of impregnation and the amount of the supported active component is investigated. The samples are prepared by hydrosol CeO2–ZrO2 and CuO impregnation of catalysts support (α-Al2O3). The samples varied molar ratio CeO2/ZrO2 (in the final catalyst, it was 9/1 4/1, 1/1 1/4) and the content of the active component on a support (0,7–3,0 wt.%). CuO is impregnated in an amount of 0,25 wt.%. The study of samples is performed by elemental analysis, XRD, TGA, SEM, low-temperature nitrogen adsorption. There is testing of the synthesized catalysts in the oxidation of CO on the laboratory unit flow type in the temperature range 20–450 °C at atmospheric pressure and space velocity 7200 h–1 with the gas mixture composition (vol.%).: CO – 4,1, O2 – 9,6 ; N2 – 86,3. It is shown that the samples exhibit catalytic activity in the temperature range 150–400 °C, complete oxidation of CO in the reaction conditions is achieved when the content of active ingredient is 1 wt.%. The introduction of copper oxide in the catalyst lowers the temperature of complete oxidation at 200 °C. Multi-component catalyst CuO/CeO2–ZrO2/Al2O3, obtained by solgel method, shows activity comparable to the activity of catalysts based on platinum group metals. The results of this work can serve as a basis for technology supported catalysts with different metal oxide sols.

About the Authors

N. N. Gavrilova
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва
Russian Federation


E. Yu. Lieberman
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва
Russian Federation


O. V. Yarovaya
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва
Russian Federation


A. G. Koshkin
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва
Russian Federation


V. V. Nazarov
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва
Russian Federation


A. I. Mikhailichenko
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва
Russian Federation


References

1. Крылов О.В. Гетерогенный катализ. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004.

2. Trovarelli A. // Catal. Review. 1996. Vol. 38. № 4. P. 439.

3. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: Физматлит, 2007.

4. Гаврилова Н.Н, Жилина О.В., Назаров В.В. // Журн. прикл. химии. 2007. Т. 80. № 9. С. 1468.

5. Крылова А.В., Михайличенко А.И. // Хим. технология. 2000. № 9. С. 2–16.

6. Wang J.A,. Valenzuela M.A Castillo S., Salmones J., Moran-Pineda M. // J. of Sol-Gel Sci. and Tech. 2003. c. 26. P. 879–882.

7. Thammachart M., Meeyoo V., Riskomboon T., Osuwan S. // Cat. Today. 2001. Vol. 68. P. 53.

8. Roh Hyun-Seog, Potdar H.S., Jun Ki-Won, Sang Yun Han, Jae-Woo Kim // Catalysis Letters. 2004. Vol. 93, P. 203–207.

9. Яровая О.В. Дис. … канд. хим. наук. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007.

10. Гаврилова Н.Н. Дис. … канд. хим. наук. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2009.

11. Дзисько В.А. Основы методов приготовления катализаторов. Новосибирск: Наука, 1983.

12. Killbourn B.T. Cerium: a guide to its role in chemical technology. N.-Y.: Molycorp, 1992.

13. Fornasiero P., Balducci G., Di Monte R., Kaspar J., Sergo V., Gubitossa G., Ferrero A., Graziani M. // J. Catal.

14. Vol. 164. № 1. P. 173.

15. Trovarelli А., de Leitenburg C., Boaro M., Dolcetti G. //Catal. Today 1999. Vol. 50. № 2. P. 353.

16. Rao G.R., Mishra B.G. // Bulletin of the Catalysis Society of India. 2003. Vol. 2. P. 122.

17. Liotta L.F., Pantaleo G., Macaluso A., Marci G., Gialanella S., Deganello G. // J. Sol-gel Sci. and Tech. 2003. Vol. 28. P. 119.

18. Izu N., Kishimoto H., Omata T., Ono K., Otsuka–Yao–Matsuo S. // Sci. and Tech. of Adv. Mat. 2001. Vol. 2. P. 397.

19. Чоркендорф И., Наймантсведрайт Х. Современный катализ и химическая кинетика. М: Интеллект, 2010.

20. Trovarelli А., Boaro M., Rocchini E., de Leitenburg C., Dolcetti G. // J. Alloys and Compounds. 2001. Vol. 323– 324. P. 584.

21. Deshmukh S.S., Zhang M., Kovalchuk V.I., d’Hri J.L. //App. Catal. B. 2003. Vol. 45. P. 135.

22. Iglesias Juez A., Martines Arias A., Fernandez Garcia M. // J. Catal. 2004. Vol. 221. P. 148.

23. Wang J.A., Chen L.F., Valenzuela M.A., Moutoya A., Salmones J., Pas Del Angel // Appl. Surf. Sci. 2004. Vol. 230. P. 34.

24. Cao J.–L., Wang Y., Zhang T.–Y., Wu S.–H., Yuan Z.–Y. //Apl. Catal. B. 2008. Vol. 78. P. 120.

25. Moreno М., Bergamini L., Baronetti G.T., Laborde M.A., Marino F.J. // Int. J. of hydrogen energy. 2010. Vol. 25. P. 5918–5924.

26. Ильичев А.Н., Фирсова А.А., Корчак В.Н. // Кинетика и катализ. 2006. Т. 47. № 4. С. 602–609.


Review

For citations:


Gavrilova N.N., Lieberman E.Yu., Yarovaya O.V., Koshkin A.G., Nazarov V.V., Mikhailichenko A.I. The development of method for the synthesis of supported catalysts for the carbon monoxide oxidation with the use of hydrosols CeO2-ZrO2. Kataliz v promyshlennosti. 2012;(2):48-55. (In Russ.)

Views: 586


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)