Введение
Глава 1. Литературный обзор 12
1.1 Оксиды 12
1.1.1 Оксиды переходных металлов (MnxOy, FexOy, CoxOy, CuO, NiO) 12
1.1.2 Оксиды редкоземельных элементов (La2O3, СеxOy) 19
1.1.3 Сложные оксиды 21
1.1.3.1 Шпинели 21
1.1.3.2 Перовскиты 23
1.1.3.3 Гексаалюминаты 24
1.1.4 Нанесенные оксиды 26
1.1.5 Методы приготовления оксидов 28
1.1.5.1 Приготовление массивных оксидов 28
1.1.5.2 Приготовление нанесенных оксидов 32
1.1.6 Применение оксидных катализаторов в реакциях полного окисления углеводородов 34
1.2 Структурированные носители 38
1.2.1 Керамические носители сотовой структуры 39
1.2.2 Металлические носители 41
1.2.3 Высокопроницаемые ячеистые материалы (ВПЯМ) 42
1.3 Способы получения оксидных катализаторов на блочных носителях 43
1.3.1 Экструзия массивных катализаторов 44
1.3.2 Нанесение вторичного покрытия 44
1.3.3 Введение активного компонента непосредственно на носитель 46
1.3.3.1 Метод пропитки 46
1.3.3.2 Методом «solution combustion synthesis» 48
1.4 Практическое использование оксидных катализаторов на блочных носителях 49
1.4.1 Очистка газовых выбросов предприятий 50
1.4.2 Каталитические источники тепла 53
1.5 Методы исследования физико-химических свойств оксидных катализаторов на блочных носителях 56
Заключение по литературному обзору и постановка задачи 60
Глава 2. Методы приготовления и исследования оксидных катализаторов 61
2.1 Методы приготовления оксидных катализаторов, нанесенных на блочный носитель 61
2.1.1 Метод пропитки 61
2.1.2 Метод «solution combustion synthesis» 62
2.2 Методы исследования оксидных катализаторов 63
2.2.1 Химический анализ 63
2.2.2 Термогравиметрический анализ 63
2.2.3 Удельная поверхность и пористая структура 63
2.2.4 Сканирующая электронная микроскопия 64
2.2.5 Рентгенофазовый анализ 64
2.2.6 Просвечивающая электронная микроскопия 64
2.2.7 Термопрограммированное восстановление водородом 64
2.2.8 Электронная спектроскопия диффузного отражения 65
2.2.9 Дифференцирующее растворение 66
2.2.10 Методика проведения кинетических и каталитических экспериментов 66
Глава 3. Исследование текстурных, морфологических, структурных, окислительно - восстановительных свойств носителя и катализаторов комплексом физико-химических методов 68
3.1 Физико-химические свойства носителя 68
3.2 Исследование особенностей формирования оксидных частиц в одно- и двухкомпонентных катализаторах на основе MnxOy, FexOy, CoxOy, CuO, NiO в зависимости от состава и химической природы активных компонентов 69
3.2.1 Исследование пористой структуры и распределения активных компонентов методами БЭТ, ртутной порометрии и СЭМ 69
3.2.2 Исследование фазового состава методом РФА 71
3.2.3 Исследование морфологии и структуры катализаторов методом ПЭМ 73
3.2.4 Исследование окислительного состояния активных компонентов методом ТПВ Н2 76
3.2.5 Исследование катализаторов методом ЭСДО 86
3.2.6 Исследование катализаторов методом дифференцирующего растворения 91
3.3 Влияние условий приготовления на физико-химические свойства одно- и двухкомпонентных катализаторов на основе MnxOy, La2O3 и CеxOy, нанесенных на блочный носитель 98
3.3.1 Исследование термоэффектов методом ТГА 98
3.3.2 Исследование пористой структуры и распределения активных компонентов методами БЭТ, ртутной порометрии и СЭМ 100
3.3.3 Исследование фазового состава методом РФА 103
3.3.4 Исследование морфологии и структуры катализаторов методом ПЭМ 104
3.3.5 Исследование окислительного состояния активных компонентов методом ТПВ Н2 107
3.3.6 Исследование катализаторов методом дифференцирующего растворения 112
Заключение к главе 3 1 17
Глава 4. Исследование каталитической активности оксидных катализаторов в реакции полного окисления бутана 119
4.1 Исследование кинетики окисления бутана и определение условий испытаний на оксидных катализаторах 119
4.2 Влияние состава и химической природы активного компонента на каталитическую активность 124
4.3 Влияние методов приготовления на каталитическую активность в реакции полного окисления бутана 131
4.4 Практическое применение блочных катализаторов в отопительных установках – каталитических воздухонагревателях 134
Заключение к главе 4 136
Основные результаты и выводы 137
Список литературы 139
