Features of the formation of the composition СuMoO4/basalt fiber for catalytic afterburning of soot
Abstract
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.
About the Authors
K. S. Makarevich
Институт материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН
Russian Federation
Russian Federation
E. A. Kirichenko
Институт материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН
Russian Federation
Russian Federation
N. V. Lebuhova
Институт материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН
Russian Federation
Russian Federation
N. F. Karpovich
Институт материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН
Russian Federation
Russian Federation
References
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. Ciambelli P., Palma V., Russo P., Vaccaro S. Redox properties of a TiO2 supported Cu-V-K-Cl catalyst in low
7. temperature soot oxidation // J. of Mol. Catal. A: Сhemical. 2003. Vol. 204—205. P. 673.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. Джигирис Д.Д., Махова М.Ф. Основы производства базальтовых волокон и изделий. М.: Теплоэнергетик, 2002.
12. 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.
13. Бекман И.Н. Диагностика базальтовых волокнистых адсорбентов // Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия. Т. 44. 2003. № 5. С. 342.
14. 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.
15. Рабинович Ф.Н., Зуева В.Н., Макеева Л.В. Стойкость базальтовых волокон в среде гидратирующих цементов // Стекло и керамика. 2001. № 12. С. 12.
16. 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.
17. Machej T., Ziółkowski J. Phase Relations in the Cupric Molybdates-Cuprous Molybdates System // J. Solid State Chem. 1980. Vol. 31. P. 145.
Review
For citations:
Makarevich K.S., Kirichenko E.A., Lebuhova N.V., Karpovich N.F. Features of the formation of the composition СuMoO4/basalt fiber for catalytic afterburning of soot. Kataliz v promyshlennosti. 2013;(2):33-38. (In Russ.)
Views:
1035
Email this article 