Введение
1. Литературный обзор 10
1.1. Воздействие нефтехимической промышленности и транспорта на окружающую среду 10
1.2. Катализаторы нейтрализации токсичных компонентов выхлопных газов 13
1.2.1. Требования к катализаторам очистки газовых выбросов 13
1.2.2. Катализаторы очистки газовых выбросов на блочных и ленточных носителях. 16
1.2.3. Катализаторы на основе благородных металлов 19
1.2.4. Катализаторы на основе оксидов переходных металлов 20
1.2.5. Церийсодержащие катализаторы 22
1.2.6. Металлоксидные катализаторы, допированные благородными металлами 22
1.3. Методы приготовления оксидных нанесенных катализаторов 24
1.3.1. Традиционные методы синтеза катализаторов нейтрализации токсичных компонентов выхлопных газов 24
1.3.2. Приготовление носителей и катализаторов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза 30
2. Экспериментальная часть 42
2.1. Поверхностный самораспространяющийся термосинтез катализаторов 42
2.1.1. Характеристика солей - предшественников активных компонентов 42
2.1.2. Приготовление катализаторов на стеклотканных носителях 42
2.1.3. Приготовление катализаторов на металлических носителях 43
2.1.4. Приготовление катализаторов на гранулированном у-А^Оз 43
2.1.5. Приготовление катализаторов на блочном носителе сотовой структуры 45
2.2. Методы исследования терморазложения предшественников активных компонентов и фазовых превращений в процессе ПСТ 45
2.2.1. Рентгеновская дифрактометрия с временным разрешением in situ 45
2.2.2. ТГ-ДТА с анализом масс-спектров промежуточных соединений 46
2.2.3. Изучение температуры во фронте горения в процессе ПСТ с помощью тепловизора 46
2.3. Методы исследования физико-химических свойств катализаторов 47
2.3.1. Рентгенофазовый анализ 47
2.3.2. Измерение удельной поверхности образцов 47
2.3.3. Атомно-абсорбционная спектрометрия 48
2.3.4. Растровая электронная микроскопия 49
2.4. Изучение активности катализаторов в реакциях нейтрализации токсичных компонентов выхлопных газов 49
2.4.1. Окисление монооксида углерода 49
2.4.1.1. Проточно-циркуляционный метод 49
2.4.2. Глубокое окисление метана и пропана 52
2.4.2.1. Проточный метод 52
2.4.3. Селективное восстановление оксидов азота пропаном 53
3. Изучение фазовых превращений в процессе ПСТ 55
3.1. Изучение фазовых превращений в процессе ПСТ кобальтсодержащих катализаторов 55
3.1.1. ПСТ кобальтсодержащих катализаторов из ацетата кобальта 55
3.1.2. ПСТ оксиднокобальтовых катализаторов из эквимолярной смеси нитрата и ацетата кобальта 57
3.1.3. ПСТ кобальтсодержащих катализаторов из эквимолярной смеси нитрата кобальта и карбамида 58
3.2. Изучение фазовых превращений в процессе ПСТ медьсодержащих катализаторов. 58
3.2.1. ПСТ медьсодержащих катализаторов из ацетата меди 58
3.2.2. ПСТ медьсодержащих катализаторов из эквимолярной смеси нитрата и ацетата меди 60
3.2.3. Изучение фазовых превращений в процессе ПСТ смешанных кобальт-медных катализаторов. 61
3.3. Изучение фазовых превращений в процессе ПСТ церийсодержащих катализаторов. 65
4. Изучение терморазложения предшественников активных компонентов катализаторов и температуры фронта горения в процессе ПСТ 66
4.1. Исследование терморазложения массивных и нанесенных на y-AbOj предшественников кобальта, меди и марганца 66
4.2. Масс-спектрометрометрический анализ промежуточных интермедиатов в процессе разложения предшественников кобальта и церия 71
4.2.1. Разложение массивных и нанесенных на у-АЬОз предшественников кобальта в инертной и окислительной средах 71
4.2.2. Терморазложение массивных и нанесенных на у-А^Оз предшественников церия 73
4.3. Определение температуры во фронте горения в процессе ПСТ Со, Mn, Си- содержацщх катализаторов 76
4.3.1. Исследование зависимости температуры во фронте горения от природы и содержания предшественников активных компонентов 76
4.3.2. Опреление максимальной температуры в процессе ПСТ оксиднокобальтовых и оксидномарганцевых катализаторов с помощью тепловизора 79
5. ПСТ катализаторов на основе простых и смешанных оксидов кобальта, меди и марганца и изучение их физико-химических и каталитических свойств 81
5.1. Влияние условий синтеза на параметры ПСТ и физико-химические свойства катализаторов на основе простых и смешанных оксидов кобальта, меди и марганца 81
5.2. Физико-химические свойства катализаторов, приготовленных методом ПСТ 85
5.2.1. Физико-химические свойства катализаторов на основе оксидов Со, Си, Мп в зависимости от природы предшественников активных компонентов 85
5.2.2. Физико-химические свойства катализаторов на основе Со, Си и Мп, нанесенных на различные носители 90
5.3. Активность оксидных Со-, Си-, Мп-содержащих катализаторов в реакциях нейтрализации токсичных компонентов выхлопных газов 93
5.3.1. Активность катализаторов в реакциях глубокого окисления метана и пропана 93
5.3.1.1. Каталитические свойства образцов на стеклотканных и металлических носителях в реакциях глубокого окисления метана и пропана 93
5.3.1.2, Активность катализаторов на блочном и гранулированном носителях из AI2O3 в реакции глубокого окисления метана 99
5.3.2. Каталитические свойства образцов в реакции окисления СО 102
5.3.2.1. Активность катализаторов на ленточных стеклотканных и металлических носителях в реакции окисления монооксида углерода 102
5.3.3. Каталитические свойства приготовленных образцов в реакции селективного восстановления оксидов азота пропаном 105
5.3.4. Активность катализаторов на основе простых и смешанных оксидов Со, Си, Мп, допированных палладием, в реакциях нейтрализации токсичных компонентов выхлопных газов 106
6. Физико-химические свойства и активность катализаторов на основе оксида церия, допированного палладием, в реакциях нейтрализации токсичных компонентов выхлопных газов 110
6.1. Физико-химические свойства церийсодержащих катализаторов, приготовленных методом ПСТ 111
6.1.1. Физико-химические свойства церийсодержащих катализаторов на стеклотканном носителе 111
6.1.2. Физико-химические свойства церийсодержащих катализаторов нанесенных на блочный и гранулированный носитель из у-АЬОз 114
6.2. Каталитические свойства синтезированных образцов в реакциях нейтрализации токсичных компонентов выхлопных газов 115
6.2.1. Активность церийсодержащих катализаторов в реакции окисления монооксида углерода 116
6.2.2. Активность церийсодержащих катализаторов в реакциях глубокого окисления метана и пропана 117
6.2.3. Активность церийсодержащих катализаторов в реакции селективного восстановления оксидов азота пропаном 118
Выводы 121
