Modification of γ-, χ-Al2O3 alumina support by calcium oxide for the preparation of oxidation of CO and hydrocarbons commercial catalysts

The methods of X-ray diffraction, mercury porosimetry, and electron probe microanalysis the nature of phase transitions and the porous structure of the low-temperature modifications of aluminum oxide, depending on the amount of injected calcium oxide in the system CaO–Al2O3 is studied. Samples of γ-, χ-Al2O3, containing CaO in an amount 1,0; 4,0–5,0 and 7,0–8,0 wt.%, calcined at temperatures of 880–900, 1000 and 1200 °C are studied. It is shown that the introduction of CaO in the samples of the γ-, χ-Al2O3 (model ShN-2) slows down the process of phase transformations of alumina, which is explained by the competing process of interaction with the Al2O3 CaO, leading to the formation of calcium aluminate CaO·2Al2O3. With increasing calcination temperature up to 1000–1200 °C and increasing the duration of calcination, the end product of γ-, χ-Al2O3 phase transformations, occurring through a stage of education æ-Al2O3, is the formation of α-Al2O3. The γ-, χ-Al2O3 support modified by calcium oxide in an amount of 4,0–5,0 wt.% (model  ShN-2M) has a much higher strength and has a wide range of working pore volume (100–2000 Å), than the unmodified. On the base of ShN-2M support a number of catalysts – Mn-Pd (MPK-1), Pd (NPK Series) and Pt (PLK 1, PLK-2) – with low (from 0,05 to 0,20 wt .%) content of precious metal (Pt, Pd) has developed and tested their activity in reactions of deep oxidation of butane oxidation and CO. Experimental designs catalyst NPK-2 (TU 6-02-7-192–85) have been introduced in some plants, chemical and automotive industry (Moscow, Riga, Tbilisi, Rustavi). Experience in industrial use of catalysts based on ShN-2M showed that the duration of effective work in the processes of post-combustion exhaust gases of internal combustion engines, they can compete with well-known brands of industrial catalysts.

1. Бахтадзе В.Ш., Харабадзе Н.Д., Мороз Э.М. // Катализ в промышленности. 2007. № 3. C. 3–9.

2. Бахтадзе В.Ш., Мосидзе В. П., Картвелишвили Д.Г., Харабадзе Н.Д., Джанджгава Р.В., Паджишвили М.В.,

3. Чочишвили Н.М. // Химический журнал Грузии. 2009. 9 (6). С. 525–528.

4. Бахтадзе В.Ш., Мосидзе В. П., Картвелишвили Д.Г., Харабадзе Н.Д.,Кикачеишвили М.Д., Джанджгава Р.В., Чочишвили Н.М. Паджишвили М.В. Химический журнал Грузии. 2010. 10 (3) С. 316–321.

5. Janjgava R., Bakhtadze V., Mosidze V. Bulletin of the Georgian academy of sciences. 1999. 159. № 1. С. 93–95.

6. Фёнов А.Б., Зайцева И.М., Харланов А.Н., Лунина Е.В. // Кинетика и катализ. 1997. Т. 38. Вып. 1. С. 155–160.

7. Панчишный В., Брызгалова Н., Моисеев В., Андреенко Э., Бахтадзе В. Картвелишвили Д., Кикнадзе Л.,

8. Бардавелидзе Д., Дзисяк А., Кирина О., Исаева Е. Симпозиум с участием специалистов стран СЭВ «Снижение токсичности отработавщих газов двигателей внутреннего сгорания». Доклады участников симпозиума. Москва, 1981. С. 151–156.

9. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика – новая область науки. Москва: Знание, 1958. С. 64.

10. Бахтадзе В.Ш., Джанджгава Р.В., Мосидзе В. П., Картвелишвили Д.Г., Харабадзе Н.Д. Российская конференция «Научные основы приготовления и технологии катализаторов». Тезисы докладов. Новосибирск, 2004. С. 219–220.

11. Гиньё А. Рентгенография кристаллов. Теория и практика. М.: Физмат. мет., 1961. С. 604.

12. Панчишный В.И. Сб. «Глубокое каталитическое окисление углеводородов». М.: «Наука», 1981. Вып. 18.

13. С. 145–168.