Получение, физико-химические свойства и практическое применение нанесенных сложнооксидных систем для защиты атмосферы от токсичных газовых выбросов

Abstract

Объектами исследования являются нанесенные и порошковые сложнооксидные материалы на основе диоксида церия и манганита лантана, используемые в качестве катализаторов для создания каталитических систем очистки транспортных и промышленных отходящих газов. В качестве носителей для сложных оксидов используется пеноникель. Цель работы — поиск новых, ранее не изученных, сложнооксидных материалов на основе ди-оксида церия и манганита лантана, обладающих высокой каталитической активностью; разработка методов получения сложнооксидных материалов в ультрадисперсном состоянии или в нанесенном виде, их аттестация с точки зрения морфологии, физико-химических и каталитических свойств; испытание полученных нанесенных сложнооксидных композиций в эксплуатационных условиях, разработка рекомендаций к промышленному использованию каталитических систем, состоящих из нанесенных сложнооксидных композиций. В процессе работы проводился синтез образцов Ce1-xAgxO2 (x=0.3), Ce1-xKxO2 (x=0.1) в виде ультрадисперсных порошков, сложнооксидных образцов следующего состава Ce1-xCsxO2 (x=0.1-0.2), La0.75Sr0.25MnO3, La0.75Cs0.25MnO3, в качестве носителя был использован пеноникель. Проведены ис-следования физико-химических свойств (морфологии, удельной поверхности) полученных образцов. Проведены экспериментальные исследования каталитической активности полученных сложнооксид-ных образцов в реакции окисления монооксида углерода. Проведены испытания термокаталитического устройства на основе сложнооксидных компо-нентов для обезвреживания токсичных веществ в газовых выбросах. В результате испытаний показа-на возможность использования термокаталитического устройства для очистки отходящих газов при обжиге некондиционных пропантов и в других сходных процессах. Представленный для испытаний образец термокаталитического устройства со съемными катализаторами может быть использован как прототип для создания промышленных устройств очистки газов.

Objects of research are applied and powder complex oxide materials on the basis of cerium oxide and lanthanum manganite, used as catalysts for creating catalytic purification systems for transport and industrial waste gases. Foamed nickel foam is used as carrier for complex oxides. The purpose of this work is seaching for new, including previously unknown, complex oxide materials on the basis of cerium dioxide and lanthanum manganite posissing high catalytic activity; developing of synthesis’s methods of complex oxide materials in superdispersed or applied state, their certification in terms of morphology, physical-chemical and catalytic properties; examinating of received applied complex oxides in the working conditions, work-developing recommendations of the industrial use of catalytic systems con-sisting from applied complex oxides. Samples Ce1-xAgxO2 (x=0.3), Ce1-xKxO2 (x=0.1) in the form of ultradisperse powders were synthe-sized. Applied complex oxides of the following composition Ce1-xCsxO2 (x=0.1-0.2), La0.75Sr0.25MnO3, La0.75Cs0.25MnO3 were obtained, foamed nickel was used as the carrier. Physico-chemical properties (mor-phology, specific surface) of the samples were investigated. Catalytic activity in the reaction of CO oxidation on received complex oxides used as catalysts was studied. Testing of thermocatalytic element based on complex oxide components for neutralization of toxic substances in gas emissions was carried out. Possibility of thermocatalytic element’s usage for purification of exhaust gases during substandard proppants firing and other similar processes was shown. Presented sample of thermocatalytic element with removable catalysts for tests can be used as a prototype for the creation of industrial devices for gas emissions cleaning.