Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Исследование процессов очистки газовых выбросов на базальто- и стекловолокнистых оксидных катализаторах
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)
Автореферат диссертации по теме "Исследование процессов очистки газовых выбросов на базальто- и стекловолокнистых оксидных катализаторах"
На правах рукописи
00504.5»'
У
Л
Федеряева Валерия Святославовна
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ НА БАЗАЛЬТО-И СТЕКЛОВОЛОКНИСТЫХ ОКСИДНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ
Специальность 03.02.08 - Экология (химические науки)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Санкт-Петербург 2012
11 7 МАЙ 2012
005043974
ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Витковская Раиса Федоровна, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»
Официальные оппоненты:
Кудрявцев Владислав Владимирович доктор химических наук, профессор ФГБУН Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук, главный научный сотрудник
Кудрявцева Валентина Александровна кандидат химических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук, заведующий лабораторией
Ведущее предприятие: ФГБОУ ВПО «Ивановский
государственный химико-технологический университет»
Защита состоится 29 мая 2012 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.236.03 при ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» по адресу: 191186, Санкт- Петербург, ул. Большая Морская, 18, ауд. 241.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна Автореферат размещен на сайте ФГБОУ ВПО СПГУТД: http://www.sutd.ru Автореферат разослан "27" апреля 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
■к
. Елена Сергеевна Сашина
Ш-Ш/.—
Введение
Загрязнение атмосферного воздуха является одной из серьезнейших экологических и социальных проблем. Высокая степень урбанизации, наличие предприятий, высокая концентрация транспортной инфраструктуры в сочетании со значительной плотностью населения создали огромную нагрузку на биосферу. Согласно данным Санкт-Петербургского комитета по природопользованию, основной вклад в суммарный уровень загрязнения атмосферного воздуха Санкт-Петербурга — 87 % — вносит автотранспорт, выбросы которого содержат 79 % оксида углерода, 6 % углеводородов, 9,5 % летучих органических соединений. Это приводит к тому, что автотранспорт создает в городах обширные и устойчивые зоны, в пределах которых в несколько раз превышаются санитарно-гигиенические нормативы загрязнения воздуха.
Существующие каталитические методы очистки газовых выбросов стационарных источников и автотранспорта от оксида углерода и углеводородов, как правило, дороги из-за использования благородных металлов, а некаталитические — расхода энергии и реагентов. Поэтому задача поиска новых методов на основе эффективных и недорогих катализаторов очистки газовых выбросов от оксида углерода и углеводородов является актуальной.
Как показали результаты предварительных исследований и анализ патентной и научно-технической информации, весьма перспективно применение в качестве носителей катализаторов материалов на основе стекло- и базальтовых волокон. Такие материалы обладают уникальными химическими и механическими свойствами: устойчивостью к воздействию высоких температур и агрессивных сред, доступной поверхностью контакта с газовой фазой, гибкостью и способностью принимать сложные геометрические формы, что позволяет создавать удобные и экономичные варианты их упаковок в различных устройствах и реакторах, и, как следствие, снижать капитальные и эксплуатационные затраты химико-технологических процессов.
Поэтому тема диссертационной работы, направленная на разработку и исследование новых, эффективных и недорогих катализаторов на основе стекло- и базальтовых волокон, содержащих оксиды металлов 4-го периода периодической системы, для очистки газовых выбросов от оксида углерода и углеводородов является актуальной.
Работа выполпялась в рамках программы совместных научно-исследовательских работ Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна и Лодзинского политехнического университета (г. Лодзь, Польша) и поддерживалась грантами СПГУТД для аспирантов и молодых ученых (2010, 2011 гг.) и именными стипендиями (стипендия ЗАО «Нов-бытхим», 2012 г.; стипендия СПГУТД им. А. Н. Косыгина), грантом МОН РФ № 5847 по теме «Разработка теоретических основ и методов энергохимческой трансформации токсичных загрязнений выбросов и сбросов».
Цель и задачи работы
Цель настоящей работы состоит в исследовании методов каталитической очистки газовых выбросов на основе научно обоснованных и разработанных базальто- и стекловолокнистых оксидных катализаторов.
Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:
— осуществить выбор и обоснование носителя для получения катализаторов защиты атмосферного воздуха от токсичных соединений;
— разработать способ получения катализаторов на основе тканей из стеклянных и базальтовых волокон, содержащих в качестве активной фазы оксиды металлов 4-го периода периодической системы для защиты атмосферы от токсичных выбросов;
— исследовать, в зависимости от технологических параметров получения катализаторов, каталитические свойства полученных материалов в процессах окисления оксида углерода и метана выбросов автотранспорта и стационарных установок;
— исследовать кинетические закономерности процессов каталитического окисления оксида углерода и метана в зависимости от физико-химических условий проведения реакции и состава катализатора;
— исследовать каталитическую активность и продукты реакции каталитического окисления аммиака на катализаторах на основе базальтовой стеклянной тканей.
Объекты исследования
Объектами исследования являлись разработанные катализаторы для защиты атмосферного воздуха от токсичных выбросов, носителями которых являлись стеклоткань марок КС-11 ЛА, КТ-11 (ОАО «Полоцк-Стекловолокно») и базальтовая ткань марки ТБК—100 (ООО «Судогодские стеклопластики»).
Научная новизна работы:
— изучены кинетические закономерности (определены порядки реакций, рассчитаны константы скорости окисления и энергии активации) каталитического окисления оксида углерода и метана на базальто- и стекловолокнистых катализаторах;
— определен ряд активности оксидов металлов для стекловолокнистых катализаторов при окислении оксида углерода и метана в газовоздушных смесях;
— исследовано влияние температурных факторов — температуры: предварительной термообработки носителя; пропиточного раствора; термообжига активного слоя; обработки носителя неорганическими растворами на свойства катализаторов, включая: прочность носителя, силу и природу кислотных центров; характеристику связи каталитического слоя с носителем; активность;
— впервые разработаны и исследованы катализаторы на основе стекло- и базальтовой тканей для процессов окисления оксида углерода и метана газовых выбросов, содержащие в качестве каталитически активной фазы оксиды металлов 4-го периода периодической системы (Со, N1, Си, Ре) для очистки промышленных выбросов от токсичных соединений;
— определены рациональные режимные параметры стадий модификации исходных стекло- и базальтовой тканей, позволяющих получить катализаторы, содержащие оксиды металлов 4-ого периода периодической системы;
— получены фотокатализаторы на основе стекло- и базальтовой ткани для окисления аммиака.
Научная и практическая значимость
Научная значимость полученных в работе результатов состоит:
— в определении порядка реакций окисления, расчете значений энергий активации и констант скорости окисления оксида углерода и метана на разработанных катализаторах. Полученные значения являются базовыми для расчетов каталитических процессов и проектирования каталитических реакторов различного назначения;
— в разработке метода получения гетерогенных катализаторов на основе стекло- и базальтовой тканей, содержащих оксиды металлов 4 периода периодической системы, для процессов окисления оксида углерода и метана сохраняющих активность при температурах проведения процессов окисления (до 1000 °С) и скоростях газовоздушного потока (80000 ч-1).
Разработанные катализаторы рекомендованы к применению: в каталитических конвертерах для очистки выбросов двигателей внутреннего сгорания, в производстве неконцентрированной азотной кислоты на стадии очистки «хвостовых» газов от оксида углерода, на стадии окисления аммиака для частичной замены платиновых сеток, при получении водорода и технологического газа.
Полученные в диссертационной работе результаты используются при подготовке бакалавров и магистров по направлениям 280200.62, 280200.68 «Защита окружающей среды», 280700.62 и 280700.68 «Тсхносфсрная безопасность», при выполнении лабораторных практикумов, курсовых, дипломных работ и в курсах лекций «Техника и технология защиты окружающей среды», «Инженерные методы защиты атмосферы».
На защиту выносятся следующие основные результаты и положения:
— результаты экспериментальных исследований по получению катализаторов на основе стекло- и базальтовых тканей, содержащих оксиды металлов: Ре, Со, Си;
— кинетические параметры и методика расчета процессов каталитического окисления оксида углерода, метана на базальто- и стекловолокнистых оксидных катализаторах;
— результаты экспериментальных исследований о влиянии температурных факторов (температуры предварительной термообработки носителя, пропиточного раствора и термообжига активного слоя), концентрации пропиточного раствора, обработки носителей из базальтовых и стекловолокон неорганическими растворами на свойства катализаторов, включая прочность носителя, силу и природу кислотных центров, характеристику связи каталитического слоя с носителем, каталитические свойства в процессах окисления оксида углерода и метана.
Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечена использованием правильно выбранных методов исследования и стандартизированных методик, воспроизводимостью экспериментальных данных и соответствием полученных результатов существующим представлениям в области катализа.
Личный вклад автора. Автор непосредственно участвовал на всех этапах выполнения работы, включая постановку цели и задач исследования, планирование и выполнение экспериментов, интерпретацию полученных результа-
тов и формулировку выводов. Подготовка материалов для публикаций проводилась совместно с научным руководителем и соавторами.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы сообщались на: «Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности», Санкт-Петербург, 2009; •Научно-технической конференции «XVII Региональные Каргинские чтения», Тверь, 2010; •Конференции международной водной ассоциации. Экватек -2010 «Водоподготовка и очистка сточных вод населенных мест в 21 в.: Технологии, проектные решения, эксплуатации станций». Москва, 2010; • Десятой Международной научно-практической конференции "Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности", Санкт-Петербург, 2010; *The 8th International Conference «Environmental Engineering», Вильнюс, Литва, 2011; «Российском конгрессе по катализу «Роскатализ», 2011, г. Москва; «Конференции аспирантов и молодых ученых Лодзинского политехнического университета, Конопница, Польша, 2011; •Конференции аспирантов и молодых ученых Лодзинского политехнического университета, Лодзь, Польша, 2012.
Публикации по теме диссертации. Основные результаты работы опубликованы в 13 научных изданиях, включая 3 статьи в рекомендованных ВАК России журналах, получена приоритетная справка по заявке на патент.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 143 машинописных листах, состоит из 6 глав, выводов и списка цитируемой литературы (223 наименования), а также содержит 41 рисунок и 29 таблиц.
Основное содержание работы
Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель и задачи диссертационной работы, решение которых способствует ее достижению. В этом разделе аргументирована научная новизна исследований, показана практическая значимость полученных результатов, представлены выносимые на защиту научные положения.
В первой главе приведен анализ научно-технической литературы по основным источникам загрязнения атмосферы оксидом углерода и органическими соединениями. Особое внимание уделено механизму образования и составу отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Рассмотрено современное состояние процессов окисления оксида углерода и углеводородов на оксидных катализаторах. Отмечено, что в процессах окисления оксида углерода и углеводородов наибольшую активность проявляют оксиды металлов 4-го периода периодической системы (в частности Со, Ni, Си, Fe). Подчеркнута необходимость поиска новых каталитических материалов, в том числе на основе стекло- и базальтовых тканей, для очистки газовых выбросов от оксида углерода и органических соединений.
Во второй главе представлены объекты исследования, методы синтеза катализаторов. В качестве носителей использованы стекло- и базальтовая ткани полотняного и ложного ажура переплетений (рисунок 1), химический состав
которых приведен в таблице 1. Катализаторы получены методом пропитки носителей раствором нитратов Со, Си, Бе, с последующей сушкой и термообжигом, а также методом магнетронного напыления в вакууме при давлении 2-10-3 мм. рт. ст. согласно схеме, изображенной на рисунке 2.
Рисунок 1 - Виды переплетений
стекло-и базальтовой
ткани:
а — полотняное; б — ложный ажур; I — расстояние между соседними волокнами; (1 - диаметр
Рисунок 2 — Блок-схема приготовления базальто- и стек-ловолокнистых катализаторов
Таблица 1 — Химический состав стеклянных и базальтовых волокон
Тип волокна Состав, масс. %
Si02 AI2O3 СаО MgO ТЮ2 Na20 К20 Fe203+Fe0
Стеклянное 94-96 4-6 - - - - - -
Базальтовое 47,555,0 14,020,0 7,011,0 3,0-8,5 0,3-2,0 2,5-7,5 2,5-7,0 5,4-13,5
В третьей главе изложены методы модификации стекло- и базальтовых тканей согласно схеме, изображенной на рисунке 2. Целью данного этапа работы был поиск рациональных физико-химических условий приготовления катализаторов на основе стекло- и базальтовых тканей во взаимосвязи с высокой каталитической активностью и стабильностью в работе. При этом исследовалось влияние основных параметров стадий приготовления катализаторов методом пропитки на их свойства: 1) температуры предварительной термообработки (100-700 °С); 2) концентрации пропиточных растворов (1-10 мас.%); 3) времени пропитки (0,5-24 ч); 4) температуры пропиточных растворов (20-130 °С); 5) температуры термообжига катализатора (300-900 °С); 6) влияние обработки носителя неорганическими растворами (20 % НС1, 0,1 н. HNO3, Na2SiC>3); 7) метод магнетронного напыления.
Процесс каталитического окисления изучался на модельных газовоздушных смесях, содержащих 0,5-1 об. % СО, 0,3-1,6 об.% СН4, 4 % NH3 с объемным расходом 2000—80000 ч', аналогичным газовым выбросам стационарных и передвижных источников, модуль загрузки (Мзаг) катализатора составил 64,34— 808,82 кг/м3. Физико-химические свойства катализаторов изучались методами атомно-абсорбционной спектроскопии (AAC «Solaar Мб»); тепловой десорбции аргона; термопрограммированными: десорбцией водорода (Altamira Instruments), десорбцией аммиака, окисления оксида углерода и метана (газо-
анализатор Fuji Electric); электронной сканирующей микроскопии (Hitachi S-4700), совмещенной с рентгеновским (энергодифракционным) спектрометром EDS фирмы ED АХ Inc. и просвечивающей электронной микроскопии (JSM-35, JEOL); термогравиметрии (масс-спектрометр Thermostar, Balzers, совмещенного с термическим анализатором Setsys 16/18, Setaram); масс-спектрального анализа (масс-спектрометр "Dycor", Metek); разрывной машины «Instron-1122». В данной работе одной из характеристик активности катализаторов служили непосредственно конверсия и температуры зажигания и полной конверсии по окисляемому компоненту.
Как показали исследования, активность катализаторов зависит от подготовки поверхности носителя к нанесению активных центров. Данные по прочности термообработанной исходной стеклоткани показали, что при 600-700 °С волокно теряет более 50 % исходной прочности в результате образования кристаллитов в волокне. При этом, наибольшей активностью обладал катализатор на основе ткани обработанной в диапазоне 400 — 600 °С, что, вероятно, связано с полнотой удаления замасливателя с поверхности волокна. Для увеличения поверхности стекло- и базальтовую ткани обрабатывали 20 % HCl при температуре 100 °С в течение 4 ч, в результате произошло разрушение структуры базальтового волокна (рисунок 3), оно стало ломким и хрупким вследствие извлечения ионов металлов из межслоевых пространств кремний кислородных полиэдров [Si04]4", а также образования пор.
Согласно данным, представленным в таблице 2, обработка носителей раствором 20% HCl в течение 60 мин привела к увеличению количества кислотных центров Бренстеда (рисунок 4) на поверхности базальтовых волокон (БВ) что примерно в 20 раз больше, чем на поверхности стекловолокон (СВ), что обусловлено составом базальтовой ткани. Образующиеся кислотные центры являются слабыми, поскольку пики десорбции NH3 с поверхности волокна находятся в диапазоне 50 - 150 °С.
а б
0 0 X'ä 0
1 I. I -0-Si-0-Al-0-Si-0-
I I I iH(
0 0 о ——
-0--S-0-0
-0-Si-ö-
0 н о
I- I -Al-O-Si-O-
1 f
0 о
1 I ■Si- 0- Si-0-
Рисунок 3 - Поверхность стекловолокон (а) и базальтовых волокон (б) после выщелачивания в 20 % НС1 в течение 4 ч.
Рисунок 4 - Образование кислотных центров Бренстеда в результате действия НС1 на поверхности силикатных материалов: а, б - структура СВ, БВ и центр Бренстеда соответственно
В катализаторах, приготовленных на основе выщелоченных стекло- и базальтовых тканей, методом атомно-абсорбционной спектроскопии было выявлено увеличение содержания № (СВК 10 — 3,51мас. %, БВК 8 - 6,36 мас.%) (таблица 3). Удельная поверхность катализаторов на основе стеклоткани практически не изменилась, в то время как для катализаторов на основе базальтовой ткани характерно ее увеличение с 1,67 до 2,89 м2/г (таблица 3).
Таблица 2 - Кислотные свойства стекло- и базальтовых волокон
№ Время обработки 20 % HCl, мин т, г 1пика, °с Кол-во кислотных центров, мкмоль/м2
СВ12 - 0,30 47 65,0
СВ28 10 0,30 58 91,5
СВ26 30 0,30 75 66,0
СВ27 60 0,30 68 63,0
БВ4 - 0,30 68 93,0
БВ29 10 0,30 133 1130,0
БВ30 30 0,30 140 1155,0
БВ31 60 0,30 148 1815,0
Таблица 3 - Кислотные свойства катализаторов на основе базальтовых (БВ) и стекловолокон (СВ), содержащих оксид никеля
№ Обработка НС1 Содержание Ni , % m, г tiiHKa, °c Кол-во кислотных центров, мкмоль/м2 Удельная поверхность, м2/г
СВК1 нет 1,08 0,30 95 55,28 0,53
СВК 10 да 3,51 0,30 92 51,60 0,40
БВК 13 нет 4,07 0,30 70 11,00 1,67
БВК8 да 6,36 0,10 160 248,8 2,89
Исследование каталитической активности образцов катализаторов показало, что обработка 20% НС1 улучшает каталитические свойства, главным образом, катализаторов на основе базальтовой ткани. Обработанный 20% НС1 катализатор БВК 8 обладает меньшей температурой зажигания при окислении СО и СН4 200 °С, 370 °С, чем БВК 13 220°С, =
420 °С (рисунок 5).
а 1 б
^ да j; 3!» 330 « 5« 5»
Т, ГС] Т. 1*1
Рисунок 5 - Степень превращения оксида углерода (а) и метана (б) как функция от температуры на тканых катализаторах: 1 - СВК 10; 2 - БВК 8; 3 - СВК1; 4 - БВК13. Р = 101,701 кПа; объемный расход 2000 ч"1; [СО/СН4] = 0,5 %, Мш - 64,34 кг/м3
Рост каталитической активности связан с увеличением содержания никеля и количества кислотных центров для базальтовых катализаторов. Пики десорбции водорода, обнаруженные методом ТПВ (Н2), на образцах СВК 1, СВК
9
10, БВК 8 в диапазоне 300 - 350 °С, свидетельствуют о наличии сильно связанного с волокном оксида никеля, при этом обработка НС1 не влияет на характер взаимодействия стекловолокно-каталитический слой.
Как показали результаты электронной микроскопии, каталитический слой из оксида никеля более равномерно распределен по поверхности стекло- и базальтового волокон (рисунок 6, б, г) и представляет собой мелкие кристаллы оксида никеля, не превышающие 2,5 нм в поперечном сечении.
При увеличении концентрации пропиточного раствора, содержащего
Со(Ы03)гх6 Н20, с 2 до 6 мае. % конверсия оксида углерода возрастает, при концентрациях выше 10 мас.% ее влияние на конверсию СО нивелируется. При этом время пропитки раствором Со(ЫОз)2х6 Н20, равное 60 мин, достаточно для достижения полной конверсии оксида углерода.
Увеличение температуры пропиточного раствора с 20 до 130 °С наряду с увеличением содержания никеля в катализаторе и удельной поверхности, увеличивает скорость окисления оксида углерода на стеклотканых катализаторах, но приводит к высоким температурам зажигания и полной конверсии метана (таблица 4). Количество кислотных центров с увеличением температуры пропитки снижается с 55,28 до 13,61 м2/г. Согласно данным сканирующей электронной микроскопии, каталитический слой в результате пропитки при 130 °С (Р = 1,8 атм.) на поверхности стеклоткани имеет вид тонкой неравномерной оксидной пленки.
За счет обработки стеклотканого носителя раствором 0,1 н. 11Ы03, сушки с последующей пропиткой раствором силиката натрия (рисунок 2, способ III) удельная поверхность катализатора (СВК 11) увеличилась до 1,37 м2/г, а содержание № составило 2,69 мае. % по сравнению с образцом СВК 1. Определение кислотных свойств катализатора показало, что кислотные центры слабые, их количество составило 41,3 мкмоль/м2.
Таблица 4 — Изменение свойств катализаторов в зависимости от температуры пропиточного раствора
Образец т 1 пропитки, °с №2+, мае. % Удельная поверхность, м2/г Т100%конвсрсия3 С т °с 1 зажигания. ^ Количество кислотных центров, мкмоль/м2
со СН4 СО СИ,
СВК 1 20 1,08 0,53 265 503 193 384 55,28
СВК 2 130 3,19 1,74 250 528 187 389 13,61
СВК 16 100 2,44 0,87 265 484 185 374 17,92
Рисунок 6 - Изображения электронной микроскопии никельсодержащих оксидных волокнистых катализаторов: а -БВК 13, б -БВК 8; в -СВК \; г -СВК 10
В результате такой обработки поверхность стекловолокна практически равномерно покрыта кристаллами оксида никеля размером до 1 нм (рисунок 7) с различной степенью закрепления оксида никеля с поверхностью волокна, что подтверждается методом термопрограммированной десорбции водорода.
0 н"? н>? ? -О—Si—о—аГ—о—Si-0-Si—о-
2 о о о о
1 I I I -О—Si—0—Si—0—Si—О-Si—о—
I I I I
t
iwT
0
о 0
-O-Si-O-AI
о 0
i
I
0 0 0 0 0 Si—u— si—0— -O-Si-O-Al-O-S-O-0 0 + 0 0 0
I
I
-0-Si-0-Si-0-Si-0-Si-0- -0—Si—0—Si— 0-Si—0-
I
Рисунок 7 - СЭМ изображение катализатора СВК 11: а-увеличение *2000; б - увеличение *20000.
Рисунок 8 - Изменение кислотности стеклянных волокон и базальтовых волокон при нагревании: а - кислотный центр Бренстеда; б - кислотный центр Льюиса; в - основный центр.
В случае образца СВК 1 (рисунок 6, в), оксиды никеля представлены в виде отдельных агломератов размером 20-25 нм. Таким образом, данный способ (пропитки при 20 °С) не приводит к равномерно распределенному оксиду никеля по поверхности волокна, что отражается на активности катализатора и стабильности в работе.
Сравнение свойств катализаторов в процессе окисления СО, СН4 показало, что катализаторы СВК 11 обладают высокими температурами зажигания (Тзажигания= 213 °С ПО СО И 444 °С по СН4) и ПОЛНОЙ конверсии (ТюоУокоиясрсии = 315 °С по СО и 577 °С по СН4) по сравнению с катализаторами СВК 1,2, 16.
Увеличение температуры термообжига катализатора выше 500 °С приводит к преобразованию кислотных центров Бренстеда (рисунок 8, а) в кислотные центры Льюиса (рисунок 8, б) и основные центры (рисунок 8, в) (таблица 5), уменьшение которых снижает адсорбцию оксида углерода. При обжиге катализаторов при 500 °С достигается максимальная степень превращения СО и СН4.
Полученные данные хорошо согласуются с результатами термогравиметрического анализа, согласно которым прекурсоры каталитического слоя разлагаются до оксидов Со и № в температурном диапазоне 450-550 °С.
Таблица 5 - Влияние температуры обжига на содержание металла катализаторов СВК 23, 24, 25 и количество кислотных центров
Катализатор Тобжигаэ °с Содержание Ni, мас.% Количество кислотных центров, мкмоль/г Тюо%коиверсиИ) С Тзажигания? С
со СН4 со СН4
СВК 23 300 3,55 5,60 264 513 186 384
СВК 24 500 4,86 9,60 266 487 200 378
СВК 25 900 2,56 2,60 278 492 198 385
В четвертой главе исследованы кинетические параметры процессов окисления СО и СН4. Исследования проводились на газовоздушных смесях, coil
держащих 0,5-1 об.% СО и 0,3-1,6 об. % СН4 с объемной скоростью в интервале 2000-40000 ч"1.
Скорость реакции окисления оксида углерода и метана на исследуемых образцах катализаторов описывается кинетическим уравнением скорости для реакций первого порядка (рисунок 9). При этом скорость реакции окисления пропорциональна концентрации компонента в газовой смеси и количеству катализатора Мзаг:
С0 + ^02 —С02, СНЛ + 2 Ог —С02 + 2 Н20,
w = _dÇa^aL = k{T) ^> к(т) = .^. ехр(^)
«г RT
где w - скорость реакции окисления, моль/л-с; к(Т) — константа скорости, как функция от температуры, (с-1); ка - предэкспоненциальный множитель; R - газовая постоянная, Дж(моль-К)-'; ЕА - энергия активации, Дж/моль;
Значения энергии активации и константы скорости окисления определялись графическим методом — построением зависимости скорости окисления от температуры 1п(и>) — 1000/RT, \n(w) - 1п(С). Полученные данные позволили определить, что при окислении
1 % СО наибольшей активностью обладает СоОх-стекловолокнистый катализатор (Т1(Ю%= 220 °С, Еа= 65 кДж/моль, ln(k)=18 мин-1), на базальтоволокни-стом катализаторе БВК 8 Тюо%= 318 °С, Ед= 125 кДж/моль, ln(k) = 31 мин-1. Активность катализаторов подтверждается 99 % конверсией СО на термообработанном стекловолокне при 394 °С. При окислении метана наиболее активными являются NiO-содержащие катализаторы на основе базальтового БВК 8 (Тшо%= 575°С, ЕА= 155 кДж/моль, ln(k) = 26 мин-1) и стекловолокна (Т100%= 598 °С, Ед= 139 кДж/моль, ln(k) = 24 мин-1). Окисление метана на исходном стекловолокне протекает при 900 °С на 38 % (Ед=211 кДж/моль).
Диапазон рассчитанных значений энергии активации указывает на кинетическую область протекания процессов окисления на стекло- и базальтоволок-нистых катализаторах. При температурах выше 800 °С процесс окисления переходит во внешнедиффузионную область.
Вероятно, окисление оксида углерода на стекло- и базальтоволокнистых катализаторах осуществляется через адсорбцию кислорода на оксиде металла:
m -г ^ — -г m ,
Следующая стадия - взаимодействие СО с адсорбированным кислородом:
1 7.5 & 8,5 9
Рисунок 9 - Зависимость скорости окисления от концентрации метана на никельсо-держащем оксидном катализаторе: 0,3-1,6 об. %, Ммг= 808,82 кг/м\ я=40000ч"'
М к"") + Ом + СО[ ч11) = С02 + М"', СО2(^=СО20т)
На основании проведенных исследований составлен ряд активности оксидов металлов для окисления СО на стеклотканых катализаторах:
-Р10х/Со304>Соз04>(Со, Си, №, Ре)Ох>СиОх/ТЮ2 >№0/8п02>№0. Окисление метана, вероятно, при низких температурах осуществляется по слитному механизму, т. е. через образование промежуточных карбоксилатных комплексов.
При температурах выше 500°С процесс окисления идет по стадийному механизму, где лимитирующим этапом является взаимодействие метана с поверхностью катализатора, и скорость окисления пропорциональна его концентрации.
Такие условия как недостаток кислорода и избыточное содержание паров воды являются характерными для промышленных газовых выбросов. Ко-бальтсодержащие оксидные катализаторы сохраняли свою активность при окислении масляной кислоты с концентрацией 0,46 моль/л при 400°С в присутствии 33 об.% паров воды и 7 об.% 02 (к = 0,018 мин"', Ед= 72 кДж/моль).
В пятой главе исследован процесс каталитического окисления аммиака с 4%-м содержанием его в газовоздушной смеси на образцах катализаторов СВК 1 (МО), БВК 13 (№0), СВК 58 ((),1%РЮх/СоОх), СВК 60 (СиОх/0,1%ТЮ2). Результаты которого представлены в таблице 6. Поисковые исследования окисления аммиака на фотокатализаторе СиОх/ОД%ТЮ2 (СВК 60) при воздействии У ФИ длинной 350 нм, показали, что окисление аммиака начинается при 222 °С до образования оксидов азота N0.
Таблица 6 — Окисление аммиака в проточном реакторе
Образец Т °Г * зажигания, ^ Продукты реакции
СВК 1 (NiO) 380, 460 N0, (Г)
БВК 13 (NiO) 322, 396 N2 (1), N0
СВК 58 (0,1 %РЮх/СоО„) 245 N0, N2 (I)
СВК 57 (СиО) 330, 400 N2(1), N0, N2 Ц)
СВК 59 (СоО„) 235 N0, N3 (|)
СВК60(СиОх/0,1%ТЮ2) (УФИ) 222,330 N0, N2 (4)
В шестой главе приведены рекомендации по применению разработанных стекловолокнистых катализаторов в каталитических конвертерах автотранспорта для окисления оксида углерода и углеводородов отработавших газовых выбросов; в производстве неконцентрированной азотной кислоты установкой ко-
0 о о о м м м м
Оксидный катализатор, м -катион металла
Н
А
V
+ нео
с л н
<f\ of i
механизм
М М м м | +2 0, о о О О м м м м
+ С02+ нго
м_м м м
о о о о м м м м
- +С0- + Н-0
бальтосодержащих оксидных катализаторов, на стадии очистки «хвостовых» газов, где при восстановлении оксидов азота природным газом образуются многотоннажные выбросы, содержащие 0,1-0,2 % оксида углерода (II).
На рисунке 10 изображена предлагаемая конструкция окислительного каталитического конвертера с оксидным никельсодержащим катализатором, параметры которого приведены в таблице 7, рассчитанные в соответствии с требованиями стандарта Евро-4 по оксиду углерода и углеводородам.
Таблица 7 - Параметры каталитического конвертера
Ур,л Длина, м Внутренний диаметр, <!„„ м Масса загрузки катализатора, кг
1,74 0,221 0,010 1,9
Экономический эффект возможен при частичной замене платиновых сеток стекловолокнистыми катализаторами на стадии окисления аммиака в производстве неконцентрированной азотной кислоты. Энергосбережению способствует установка никельсодержащих оксидных стекловолокнистых катализаторов, обладающих высокой активностью в широких интервалах объемных скоростей (200080000 ч ), вместо традиционно применяемых никелевых катализаторов на основе А12Оз (450 ч"') в производство технологического газа конверсией природного газа.
ОСНОВНЫЕ ИТОГИ И ВЫВОДЫ
1. Разработаны катализаторы окисления оксида углерода и метана на основе стекло- и базальтовой тканей, содержащих оксиды переходных металлов (Со, N1, Си, Бе) для очистки газовых выбросов автотранспорта и стационарных установок теплоэнергетической и химической отраслях.
2. Изучена морфология и элементный состав поверхности стекло- и ба-зальтоволокнистых катализаторов методом электронной микроскопии с совмещенным рентгеноструктурным анализом. Выявлена взаимосвязь каталитической активности и характера распределения активных центров по поверхности волокна. Исследовано влияние температурных факторов и обработки неорганическими растворами на процесс формирования активных центров стекло- и ба-зальтоволокнистых катализаторов. При этом, пропитка при 100°С 5%-м по иону металла раствором в течение 30—60 мин достаточна для формирования активных в процессах окисления оксида углерода и метана катализаторов. Установ-
Рисунок 10 — Нейтрализатор для обезвреживания выбросов двигателей внутреннего сгорания: 1 - корпус; 2 — свернутый в рулон катализатор; 3 - перфорированная труба; 4 - металлическая
лено, что при формировании катализатора, увеличение температуры термообжига выше 900 °С приводит к снижению его активности.
3. Выявлено, что кислотные свойства исходных стекло- и базальтовых волокон выражены слабо — 65 мкмоль/м2 и 95 мкмоль/м2 соответственно, причем усиление кислотных свойств происходит при обработке базальтовых волокон растворами неорганических кислот. Кислотные центры представлены, в основном слабокислыми ОН-группами, что и обусловливает высокую активность ба-зальтоволокнистых катализаторов. Обработка стекловолокон раствором соляной кислоты практически не изменяет их кислотных свойств. С увеличением температуры термообжига катализатора с 300 до 900 °С количество кислотных центров уменьшается для стекловолокнистых катализаторов с 5,6 до 2,6 мкмоль/м2.
4. Определены кинетические параметры окисления оксида углерода и метана на стеклотканых катализаторах в зависимости от его состава. Установлен первый порядок реакций окисления по оксиду углерода и метану на стекло- и базальтоволокнистых катализаторах. Получено выражение константы скорости
-Е
окисления к(Т) = М^ • ка • ехр(--). Сделано предположение о механизме
окисления СО и СН4 на стекло- и базальтоволокнистых катализаторах. Проведенные расчеты по полученному уравнению показывают сходимость расчетных и экспериментальных данных. Процессы окисления, согласно рассчитанным значениям энергий активации, лежагг в диапазоне 70-180 кДж/моль, что свидетельствует о кинетической области протекания процессов окисления на стекло-и базальтоволокнистых катализаторах. На основе полученных зависимостей и расчетных данных составлен ряд активности стеклотканых катализаторов, содержащих оксиды металлов 4-го периода при окислении СО: РЮ,/Соз04 > >Со304> (Со, Си, N1, Ре)Ох> СиО/П02 > №0/8п02> N¡0; при окислении СИ,: N10 > Со304> (Со, Си, Ре)Ох.
5. Изучен процесс окисления аммиака методом масс-спектрометрии на стекло- и базальтоволокнистых катализаторах. Показано, что температура зажигания на кобальтсодержащем оксидном катализаторе составляет 235 °С. Процесс окисления сопровождается образованием оксида азота (II), количество молекулярного азота с увеличением температуры реакции уменьшается. Применение фотокатализатора Си0/0,1 % ТЮг на стекловолокне приводит к снижению температуры зажигания реакции до 222°С.
6. Рассчитаны на основе полученных кинетических зависимостей параметры каталитического конвертера с установленным стеклотканым катализатором для очистки газовых выбросов двигателей внутреннего сгорания от СО и СХНУ. Приведены рекомендации по использованию разработанных стекловолокнистых катализаторов в каталитических конвертерах автотранспорта; в производстве неконцентрированной азотной кислоты на стадиях: очистки хвостовых газов от оксида углерода, окисления аммиака для замены части платиновых сеток; в производстве технологического газа.
СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:
1. Фсдсряева, В. С. Парофазное окисление органических соединений в промышленных сбросах на стекловолокиистых катализаторах / В. С. Фсдсряева, Р. Ф. Витковская, С. В. Петров, Я. Горальски // Изв. вузов. Сер. Технология текстильной и легкой промышленности. - 2010. - № 2 (8). - С. 83 - 86.
2. Федеряева, В. С. Каталитическая очистка газовых выбросов от оксида углерода и органических соединений / В. С. Федеряева, Р. Ф. Витковская II Высокие технологии и фундаментальные исследования: сб. трудов под ред. И. В. Кудинова. Т. 3. - СПб.: Изд-во политехнического ун-та, 2010. - С. 381.
3. Горальски, Я. Изучение свойств палпадиевых катализаторов, нанесенных на А1203 и Ti02 для реакций гидрирования тетрахлорметана / Я. Горальски, В. С. Федеряева, Р. Ф. Витковская, М. Шинковска // Журнал прикладной химии. - 2012. - № 4 (85). - С. 581-586.
4. Федеряева, В. С. Исследование закономерностей очистки промышленных выбросов на стекловолокиистых катализаторах / В. С. Федеряева, Р. Ф. Витковская //«Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности». Всерос. науч.-техн. конф.: сб. трудов. - СПб.: СПГУТД, 2009. - С. 32-34.
5. Витковская, Р. Ф. Оксидные катализаторы на основе стекловолокиистых тканых материалов для очистки газовых выбросов / Р. Ф. Витковская, В. С. Федеряева, С. В. Петров // Вестник СПГУТД. - 2009. - №3 (18). - С. 21-24.
6. Федеряева, В. С. Оксидные катализаторы на основе стекловолокиистых материалов для очистки газовых выбросов от органических соединений / В. С. Федеряева // XVII Региональные Каргинские чтения: тезисы докл. - Тверь: Тверской гос. ун-т, 2010. - С. 89.
7. Федеряева, В. С. Разработка технологии получения катализаторов на сгекловолок-нистой подложке / В. С. Федеряева, Р. Ф. Витковская, С. В. Петров // Физико-химия полимеров. Синтез, свойства и применение: сб. науч. трудов - Тверь: Тверской гос. ун-т, 2010. — Вып. 16.-С. 340-345.
8. Витковская, Р. Ф. Стекловолокнистые катализаторы парофазиого окисления органических соединений / Р. Ф. Витковская, В. С. Федеряева, С. В. Петров // Экватек - 2010. Конференция международной водной ассоциации «Водоподготовка и очистка сточных вод населенных мест в 21 в.: Технологии, проектные решения, эксплуатации станций». - М.:, 2010.— С. 65-68.
9. Федеряева, В. С. Каталитическое обезвреживание сточных вод методом парофазиого окисления / В. С. Федеряева, Р. Ф. Витковская, С. В. Петров // Вестник СПГУТД. — 2010. — №2. -С. 21-24.
10. Федеряева, В. С. Стекловолокнистые катализаторы: получение и парофазная деструкция органических соединений / В. С. Федеряева, Р. Ф. Витковская, С. В. Петров // Водоочистка Водоподготовка. Водоснабжение.-2010.-№11(35).-С. 32-36.
11. Горальски, Я. Каталитическое окисление хлорорганических соединений / Я. Горальски, В. С. Федеряева, Р. Ф. Витковская, М. Шинкорска // Вестник СПГУТД - 2011. -№ 1. —С. 14-19.
12. Federyeava, V. S. Catalysts supported on alumina-silica glass fiber for neutralization of waste gases [Катализаторы на основе алюмосиликапюго стекловолокна для очистки газовых выбросов]/ V. S. Federyeava, R. F. Vitkovskaya, S. V. Petrov / The 8th International Conference «Environmental Engineering». Selected papers. VoL 1. Environmental Protection. - Vilnius, 2011. - P. 85-87.
13.Федеряева, В. С. Стекловолокнистые катализаторы очистки газовых выбросов ДВС / В. С. Федеряева, Р. Ф. Витковская // Роскатализ: сб. тез. - Т. П. - М.: 2011. - С. 101.
Подписано в печать 26.04.2012 г. Формат 60х84У|6.
Усл.-печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 194 Отпечатано в типографии «Адмирал» 199178, С.-Петербург, В О. 7-я лиши, д84А
Содержание диссертации, кандидата химических наук, Федеряева, Валерия Святославовна
Введение.
Глава 1. Литературный обзор.
1.1 Источники загрязнения окружающей среды.
1.2 Основные токсиканты передвижных установок.
1.3 Каталитическое окисление оксида углерода, углеводородов и аммиака.
1.4 Системы нейтрализации компонентов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.
1.5 Свойства стекловолокнистых материалов с позиции их применения в катализе.
1.6 Использование стекловолокнистых материалов в качестве носителей катализаторов.
Глава 2. Объекты и методы исследования.
2.1 Объекты исследования.
2.2 Методы приготовления катализаторов на основе стеклянных волокон и базальтовых волокон.
2.3 Методика определения удельной поверхности.
2.4 Методика определения содержания металлов в волокне.
2.5 Определение способности катализаторов к восстановлению методом термопрограммированнош восстановления в токе водорода.
2.6 Определение кислотных свойств катализаторов методом термопрограммированной десорбции аммиака.
2.7 Определение конверсии метана и оксида углерода методом температурного программированного окисления.
2.8 Электронная сканирующая микроскопия, совмещенная с энергодифракционным анализом.
2.9 Термический анализ катализаторов.'.
2.10 Изучение состава продуктов реакции окисления аммиака с помощью масс-спектрального анализа.
2.11 Определение влияния температуры предварительной термообработки на прочность нитей из стеклянного волокна.
2.12 Исследование активности стекловолокнистых катализаторов в реакции окисления органических кислот.
2.13 Обеспечение достоверности полученных результатов.
Глава 3. Исследование влияния технологических факторов формирования катализатора на его свойства и параметры каталитического процесса.
3.1 Взаимосвязь температурных факторов и степени превращения оксида углерода и метана.
3.2 Исследование влияния обработки носителя из стекловолокон и базальтовых волокон неорганическими растворами.
3.3 Влияние концентрации пропиточного раствора и времени пропитки на степень превращения оксида углерода.
3.4 Приготовление катализаторов методом магнетронного напыления.
Глава 4. Исследование процессов окисления оксида углерода и метана на базальто- и стекловолокнистых катализаторах.
4.1 Влияние изменения скорости подачи газовоздушной смеси и модуля загрузки катализатора на процесс окисления оксида углерода и метана на базальто- и стекловолокнистых катализаторах.
4.2 Расчет кинетических параметров процесса окисления оксида углерода на базальто- и стекловолокнистых катализаторах.
4.3 Расчет кинетических параметров окисления метана на базальто- и стекловолокнистых катализаторах. Влияние природы металла на процесс окисления метана.
4.4 Исследование процесса окисления органических кислот на стекловолокнистых катализаторах.
Глава 5. Исследование процесса окисления аммиака на волокнистых катализаторах методом масс-спектрометрии.
Глава 6. Применение катализаторов на основе стекловолокон в промышленности и в технологии очистки газовых выбросов.
6.1 Применение стекловолокнистых катализаторов . в системе нейтрализации газовых выбросов двигателей внутреннего сгорания.
6.2. Использование оксидных катализаторов на носителе из стекловолокон в производстве азотной кислоты.
6.3 Производство технологического газа паровоздушной конверсией метана на никельсодержащих стекловолокнистых оксидных катализаторах.
Введение Диссертация по биологии, на тему "Исследование процессов очистки газовых выбросов на базальто- и стекловолокнистых оксидных катализаторах"
Загрязнение атмосферного воздуха является одной из серьезнейших экологических и социальных проблем. Высокая степень урбанизации, наличие предприятий, высокая концентрация транспортной инфраструктуры в сочетании со значительной плотностью населения создали огромную нагрузку на биосферу. Согласно данным Санкт-Петербургского комитета по природопользованию, основной вклад в суммарный уровень загрязнения атмосферного воздуха Санкт-Петербурга - 87 % - вносит автотранспорт, выбросы которого содержат 79 % оксида углерода, 6 % углеводородов, 9,5 % летучих органических соединений. Это привод ит к тому, что автотранспорт создает в городах обширные и устойчивые зоны, в пределах которых в несколько раз превышаются санитарно-гигиенические нормативы загрязнения воздуха
Существующие каталитические методы очистки газовых выбросов стационарных источников и автотранспорта от оксида углерода и углеводородов, как правило, дороги из-за использования благородных металлов, а некаталитические - расхода энергии и реагентов. Поэтому задача поиска новых методов на основе эффективных и недорогих катализаторов очистки газовых выбросов от оксида углерода и углеводородов является актуальной.
Как показали результаты предварительных исследований и анализ патентной и научно-технической информации, весьма перспективно применение в качестве носителей катализаторов материалов на основе стекло- и базальтовых волокон. Такие материалы обладают уникальными химическими и механическими свойствами: устойчивостью к воздействию высоких температур и агрессивных сред, доступной поверхностью контакта с газовой фазой, гибкостью и способностью принимать сложные геометрические формы, что позволяет создавать удобные и экономичные варианты их упаковок в различных устройствах и реакторах, и, как следствие, снижать капитальные и эксплуатационные затраты химико-технологических процессов.
Поэтому тема диссертационной работы, направленная на разработку и исследование новых, эффективных и недорогих катализаторов на основе стекло- и базальтовых волокон, содержащих оксиды металлов 4-го периода периодической системы, для очистки газовых выбросов от оксида углерода и углеводородов является актуальной.
Работа выполнялась в рамках программы совместных научно-исследовательских работ Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна и Лодзинского политехнического университета (г. Лодзь, Польша) и поддерживалась грантами СПГУТД для аспирантов и молодых ученых (2010,2011 гг.) и именными стипендиями (стипендия ЗАО «Новбытхим», 2012 г.; стипендия СПГУТД им. А. Н. Косыгина), грантом МОН РФ № 5847 по теме «Разработка теоретических основ и методов энергохимической трансформации токсичных загрязнений выбросов и сбросов».
Цель и задачи работы
Цель настоящей работы состоит в исследовании методов каталитической очистки газовых выбросов на основе научно обоснованных и разработанных стекло- и ба-зальтоволокнистых оксидных катализаторов.
Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач: осуществить выбор и обоснование носителя для получения катализаторов защиты атмосферного воздуха от токсичных соед инений;
-разработать способ получения катализаторов на основе тканей из стеклянных и базальтовых волокон, содержащих в качестве активной фазы оксиды металлов 4-го периода период ической системы для защиты атмосферы от токсичных выбросов;
- исследовать, в зависимости от технологических параметров получения катализаторов, каталитические свойства полученных материалов в процессах окисления оксида углерода и метана выбросов автотранспорта и стационарных установок; исследовать кинетические закономерности процессов каталитического окисления оксида углерода и метана в зависимости от физико-химических условий проведения реакции и состава катализатора;
- исследовать каталитическую активность и продукты реакции каталитического окисления аммиака на катализаторах на основе стекло- и базальтовой тканей. .
Объекты исследования
Объектами исследования являлись разработанные катализаторы дня защиты атмосферного воздуха от токсичных выбросов, носителями которых являлись стеклоткань марок КС-11 ЛА, КТ-11 (ОАО «Полоцк-Стекловолокно») и базальтовая ткань марки ТБК-100 (ООО «Судогодские стеклопластики»).
Научная новизна работы:
- изучены кинетические закономерности (определены порядки реакций, рассчитаны константы скорости окисления и энергии активации) каталитического окисления оксида углерода и метана на стекло- и базальтоволокнистых катализаторах;
- определен ряд активности оксидов металлов для стекловолокнисгых катализаторов при окислении оксида углерода и метана в газовоздушных смесях;
-исследовано влияние температурных факторов - температуры: предварительной термообработки носителя; пропиточного раствора; термообжига активного слоя; обработки носителя неорганическими растворами на свойства катализаторов, включая: прочность носителя, силу и природу кислотных центров; характеристику связи каталитического слоя с носителем; активность;.
- впервые разработаны и исследованы катализаторы на основе стекло- и базальтовой тканей для процессов окисления оксида углерода и метана газовых выбросов, содержащие в качестве каталитически активной фазы оксиды металлов 4-го периода периодической системы (Со, М, Си, Бе) для очистки промышленных выбросов от токсичных соединений;
- определены рациональные режимные параметры стадий модификации исходных стекло- и базальтовой тканей, позволяющих получить катализаторы, содержащие оксиды металлов 4-ого периода периодической системы;
-получены фотокатализаторы на основе стекло- и базальтовой ткани для окисления аммиака.
Научная и практическая значимость
Научная значимость полученных в работе результатов состоит:
-в определении порядка реакций окисления, расчете значений энергий активации и констант скорости окисления оксида углерода и метана на разработанных ката7 лизаторах. Полученные значения являются базовыми для расчетов каталитических процессов и проектирования каталитических реакторов различного назначения; в разработке метода получения гетерогенных катализаторов на основе стекло-и базальтовой тканей, содержащих оксиды металлов 4 периода периодической системы, для процессов окисления оксида углерода и метана, сохраняющих активность при температурах проведения процессов окисления (до 1000 °С) и скоростях газовоздушного потока (80000 ч-1).
Разработанные катализаторы рекомендованы к применению: в каталитических конвертерах для очистки выбросов двигателей внутреннего сгорания, в производстве неконцентрированной азотной кислоты на стадии очистки «хвостовых» газов от оксида углерода, на стадии окисления аммиака для частичной замены платиновых сеток, при получении водорода и технологического газа.
Полученные в диссертационной работе результаты используются при подготовке бакалавров и магистров по направлениям 280200.62, 280200.68 «Защита окружающей среды», 280700.62 и 280700.68 «Техносферная безопасность», при выполнении лабораторных практикумов, курсовых, дипломных работ и в курсах лекций «Техника и технология защиты окружающей среды», «Инженерные методы защиты атмосферы».
На защиту выносятся следующие основные результаты и положения:
-результаты экспериментальных исследований по получению катализаторов на основе стекло- и базальтовых тканей, содержащих оксиды металлов: Ре, Со, N1, Си;
- кинетические параметры и методика расчета процессов каталитического окисления оксида углерода, метана на стекло- и базальтоволокнистых оксидных катализаторах; результаты экспериментальных исследований о влиянии температурных факторов (температуры предварительной термообработки носителя, пропиточного раствора и термообжига активного слоя), концентрации пропиточного раствора, обработки носителей из базальтовых и стекловолокон неорганическими растворами на свойства катализаторов, включая прочность носителя, силу и природу кислотных центров, характеристику связи каталитического слоя с носителем, каталитические свойства в процессах окисления оксида углерода и метана.
Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечена использованием правильно выбранных методов исследования и стандартизированных методик, воспроизводимостью экспериментальных данных и соответствием полученных результатов существующим представлениям в области катализа.
Личный вклад автора. Автор непосредственно участвовал на всех этапах выполнения работы, включая постановку цели и задач исследования, планирование и выполнение экспериментов, интерпретацию полученных результатов и формулировку выводов. Подготовка материалов для публикаций проводилась совместно с научным руководителем и соавторами.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы сообщались на: «Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности», Санкт-Петербург, 2009; «Научно-технической конференции «ХУЛ Региональные Каршнские чтения», Тверь, 2010; «Конференции международной водной ассоциации. Экватек - 2010 «Водоподготовка и очистка сточных вод населенных мест в 21 в.: Технологии, проектные решения, эксплуатации станций». Москва, 2010; «Десятой Международной научно-практической конференции "Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности", Санкт-Петербург, 2010; «The 8й1 International Conference «Environmental Engineering», Вильнюс, Литва, 2011; «Российском конгрессе по катализу «Роскатализ», 2011, г. Москва; «Конференции аспирантов и молодых ученых Лодзинскош политехнического университета, Конопница, Польша, 2011; •Конференции аспирантов и молодых ученых Лодзинского политехнического университета, Лодзь, Польша, 2012.
Публикации по теме диссертации. Основные результаты работы опубликованы в 13 научных изданиях, включая 3 статьи в рекомендованных ВАК России журналах, получена приоритетная справка по заявке на патент.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 143 машинописных листах, состоит из 6 глав, выводов и списка цитируемой литературы (223 наименования), а также содержит 41 рисунок и 29 таблиц.
Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Федеряева, Валерия Святославовна, Санкт-Петербург
1. Денисов, В. И. Проблемы экологизации автомобильного транспорта/ В. И. Денисов, В. Л. Рогалев. - СПб.: МАНЭБ, 2003. - 213 с.
2. Manahan, S. Е. Fundamentals of Environmental Chemistry/S. E. Manahan. Boca Raton, FL: Lewis Publisher, 2001. - P. 245.
3. Сборник трудов ЛАНЭ/под ред. К. Г. Евграфова. М.: Знание, 1969. -. 360 с.
4. ГН 2.1.6.1338-03 Предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе населенных мест (с изм. от 3.11.2005,4.02.2008,27.01.2009). -Введ. 2003.06.25. -М.: Госста! щарт России: Изд-во стандартов, 2003.
5. Марголис, М. Я. Гетерогенное окисление углеводородов / М. Я. Марголис. -М.: Химия, 1967. 364 с.
6. Vanloon, G. WDuify, S. J. Environmental Chemistry / G. W. Vanloon, S. J. Duffy. -New York: Oxford University Press, 2005. 515 p.
7. Дугов, IO. С. Методы анализа загрязнений воздуха / Ю. С. Дугов, А. Б. Беликов, Г. А. Дьякова. -М.: Химия, 1984 384 с.
8. Acres, G. J. Auto Emission Control Systems/ G. J. Acres, B. J. Cooper// Platinum Metals Review. -1973. Vol. 16. - p. 74.
9. Постановление Правительства РФ от 8.12. 2010 г. N 1002 "Об изменении и признании утратившими силу некоторых актов Правительства Российской Федерации"// Российская газета. 2010. - № 5369.
10. Крылов, О. В. Гетерогенный катализ: учеб. Пособие для вузов / О. В. Крылов. -М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. 679 с.
11. Bieliinski A., Haber J. Oxygen in catalysis on transition metal oxides// Catal. Rev. Sci. Eng. -1979. Vol. 19. -N1. -P. 1-41.125
12. Чижов, С. В. Глубокое каталитическое окисление углеводородов / С. В. Чи-жов,Ю. Е. Синяк//Космическая биология и медицина/М., 1968.-т. 2—№3 С. 23 -28
13. Киперман, С. В. Введение в кинетику гетерогенных каталитических реакций /С. В. Киперман. -М: Наука. -1964 600 с.
14. Аланова, Т. Т. Каталитическая очистка промышленных отходящих газов от органических веществ: авторефер. дис. на соиск. канд. техн. наук / Т. Т. Аланова. п. Иваново: НИИОГаз, 1968. -16 с.
15. Попова, Н. М. Катализаторы очистки газовых выбросов промышленных производств / Н. М. Попова-М.: Химия, 1991 -176 с.
16. Alcgre, V. V. Catalytic combustion of methane over palladium alumina modified by niobia N. V. Alegre, M. A. da Silva, P. M. Schmal // Catal. Commun. 2006. Vol. 7 - P. 314-322.
17. Anderson, R. B. Catalytic oxidation of methane/ R B.Anderson, К. C. Stein, J. J. Feenan //Ind. And Eng. Chem. -1961. Vol .53. -P. 809 - 815.
18. Панчепков, Г. M. Химическая кинетика и катализ / Г. М. Панченков, В. П. Лебедев. М.: Химия, 1985. - 592 с.
19. Боресков, Г. К. Катализ изотопного обмена в молекулярном кислороде и его применение для исследования катализаторов / Г. К. Боресков, J1. А. Касаткина // Успехи химии.-1968.-Т. 37.-N 8.-С. 1462-1491
20. Крылов, О. В. Адсорбция и катализ на переходных металлах и их оксидах / О.В.Крылов,В.Ф.Киселев.-М.:Наука, 1981. -288с.
21. Ганабе, К. Катализаторы и каталитические процессы / К. Танабе. М.: Мир, 1993.-176 с.
22. Cooper, В. J. Catalysis and automotive pollution control / В. J. Cooper, W. D. Evans, B. J. Harrison // Surface Science and Catalysis. -1987. vol. 30. - P. 117 -147.
23. Twigg, M. V. Controlling automotive exhaust emissions: successes and underlying science/ M. V. Twigg// Philosophical transitions of the Royal Society. 2005. - N 363. - P. 1013-1033.
24. Jobson, E. Reactions over a double layer tri-metal three-way catalyst/ E. Jobson, O.Hjortsberg, S. L. Andersson, I. Gottberg// SAE Technical Paper, 960801.-1996.- P. 273 276.126
25. Пат. 2100624 Российская .Федерация, МПК F01N3/20. Катализатор для отработавших газов / Байер Ю., Грюнер А., Б. Хумполи; заявитель и патентоообладатель Эмитек Гезельшахфт фюр эмиссионтехиологи МБХ. 94017662/06; заявл. 24.03.1994; опубл. 27.12.1997.
26. Barnes, G. J. Catalysis for the control of automotive pollutants// Journal of the American Chemical Society. -1975. P. 143-147.
27. Shelef, M. The reduction of nitric oxide in automobile emissions stabilization of catalysts containing ruthenium / M. Shelef, IT. S. Gandhi //Platinum Met. Rev. - 1974: -N 18. -P.2-6.
28. Graham, A. G. The sintering of supported metal catalysts. Ш. The thermal stability of bimetallic Pt-Ir catalysts supported on alumina/ A. G. Graham, S. E. Wanke //J. Catal. -1981.-V.68-N1-P. 1-8.
29. Twigg, M. V. Autocatalysts -past, present and future/ Twigg, M. V., Wilkins, A. J., Cybulski A., Moulijn J. A. // Structured catalysts and reactors. New York: Dekker, 1999. — P. 1-120.
30. Twigg, M. V. Twenty-five years of auto catalysts / M. V Twigg// Platinum Met. Rev. -1999. Vol. 44. - P. 168 -171.
31. Van Gelder. Platinum from AngloPlatinum in catalysts of European car manufacturers/J. W. van Gelder, K. Kammeraat//Netherlands: NiZA, 2008. -14 c.
32. AE Technology. Platinum and hydrogen for fuel cell vehicles. UK Department for Transport. 2006.-P. 50.
33. Twigg, M. V. Metal and coated-metal catalysts/ M. V. Twigg, D. E. Webster, A. Cybulski, J. A. Moulijn // Structured catalysts and reactors. New York: Dekker, 1999. P. 5990.
34. Пат. № 3897366 США, МПК B01D 53/86. Automotive exhaust gas catalyst/Na-kamura, Harutoki; заявитель и патентоообладателъ Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. -№412961; заявл. 05.11.1973, опубл. 29.07.1975.
35. Производство стеклянных волокон и тканей/ Под ред. М. Д. Ходаковскош. — М.: Химия, 1973.-312 с.
36. Асланова, М. С. Химическая обработка поверхности стеклянного волокна/ Под. ред. М.С. Аслановой. -М.: Химия, 1966, с.6
37. Асланова, М. С. Стеклянные волокна/ М. С. Асланова, Ю. И. Колесов, В. Е. Хазанов. М.: Химия, 1979. - 256 с.
38. Зак, А. Ф. Физико-химические свойства стеклянного волокна/ А. Ф. Зак. М.: Ростехиздат, 1962.-224 с.
39. Бартенев, Г. М. Сверхпрочные и высокопрочные стекла/ Г. М. Бартенев. М. : Стройизда г, 1974. - 240 с.
40. Асланова, М. С. Технология, физико технические свойства и применение стекловолокнисшх материалов/ М. С. Асланова, Г. С. Попова, А. В. Ширкова// Труды ВНИИСПВ. - М.: ВНИИСПВ, 1976. - с. 3.
41. Современные композиционные материалы/ под ред. J1. Браутмана, Р. Крока. -М.: Мир, 1970.-с. 395-398.
42. ГОСТ 8325-93. Нити крученые комплексные. Технические условия. — Введ. 1996 07-01. — Минск: Межшс. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. - М.: Изд-во стандартов, 2002. -19 с.
43. ОСТ 10727-91. Нити стеклянные однонаправленные. Технические условия. — Взамен ГОСТ 10727-73 в части в табл. 8. Введ. 01.01.1993. -Минск: Межгос. совет по стандаргизации, метрологии и сертификации-М.: Изд-во стандартов, 2002. -С. 32-38.
44. ГОСТ 6943.4-94. Стекловолокно. Нити. Метод определения крутки. — Введ. 01.07.1996. - Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. -М.: Изд-во стандартов, 2002. - 5 с.
45. ГОСТ 6943.5-79. Материалы текстильные стеклянные. Метод определения разрывного напряжения элементарной нити. Введ. 01.07.1980. - - Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. -М.:Изд-во стандартов, 2002.—2 с.
46. ГОСТ 6943.14-94. Стекловолокно. Нити. Метод определения равновесности крутки. Введ. 01.07.1996. - Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 4 с.
47. ГОСТ 6943.17-94. Стекловолокно. Ткани. Нетканые материалы. Метод определения ширины и длины. Введ. 01.07.1996. - Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. -М.: Изд-во стандартов, 2002.—с. 123 - 125.
48. ГОСТ 6943.8-94. Стекловолокно. Ткани. Нетканые материалы. Метод определения толщины. Введ. 01.07.1996. - Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - с. 127 -129.
49. ГОСТ 6943.16-94. Стекловолокно. Ткани. Нетканые материалы. Метод определения массы на единицу площади. -Ввод. 01.07.1996. Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. -М.: Изд-во стандартов, 2002. с. 118 -121.
50. ГОСТ 30053-93. Маты. Метод определения массы на единицу площади. -Введ. 01.07.1996. Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - с. 145 -147.
51. Wallenberger, F. Т. Glass fibres. ASM Handbook Composites / F. T. Wal-lenberger, J. C. Watson, H. Li. Massachusetts: D. B. Miracle and S. B. Donaldson, 2001.-Vol. 21.-P.27-34.
52. Навлушкин, H. M. Стекло. Справочник /Н. М. Павлушкин. -М: Стройиздат, 1973.-с. 427.
53. Бартенев, Г.М. Сверхпрочные и высокопрочные неорганические стекла / Г. М. Eaprei юв. М.: Стройиздат, 1974. - с. 153.
54. Справочник по композиционным материалам/ под ред. Дж. Любина — пер. с англ., кн. 1.-М.: Машиностроение, 1988.-е. 179-249.
55. Lund, М. D. Influences of chemical aging on the surface morphology and crystallization behavior of basaltic glass fibers/ Lund Majbritt D, Yue Yuan-Zheng// Journal of Non-Crystalline Solids. 2008. - Vol. 354. - P. 1115-1154.
56. Li, W. Property of continuous basalt fiber and composites / Wang Li, Chen Y., Li Z. // Fiber Reinforced Plastics/ Composites. 2000. - Vol. 6. - P. 22-24.
57. Shi, Q. Overseas development and application of basalt continuous fiber. QH Shi // Fiber Glass. 2003. - Vol.4. - P. 27-31.
58. Czigany, T. Basalt fiber as a reinforcement of polymer composites /Сzigany, Т., Vad, J., K. Poloskei //Periodica Polytechnica Ser. Mech. Eng. -2005. Vol. 49. -P. 3 -14.
59. Jung, T. Strengthening of basalt fiber by alumina addition / T. Jung, R V. Subra-manian// Scr. Metall. Mater. -2003. Vol. 28. - P. 527-532.
60. Liu, Q. Investigation of basalt fiber composite mechanical properties for applications in transportation / O. Liu, M. T. Shaw, R. S. Parnas // J. of Polym. Compos. 2006. -Vol. 27.-P. 41-48.
61. Militky, J. Influence of thermal treatment on tensile failure of basalt fibers / J. Mi-litky, V. Kovacic, J. Rubnerova // Eng. Fract. Mech. 2002. - Vol. 69. - P. 1025-1033.
62. Botev, M. Mechanical properties and viscoelastic behavior of basalt fiber reinforced polypropylene/ M. Botev, A. Betchev, D. Bikiaris//J. Appl. Polym. Sci. -1999. Vol. 74. - P. 523-531.
63. Morozov, N. N. Materials based on basalt from the European North of Russia/N. N. Morozov, V. S. Bakunov, E. N. Morozov//Glass Ceramics. -2001.- Vol. 58. -P. 100-104.
64. Sim, J. Characteristics of basalt fiber as a strengthening material for concrete structures/ J. Sim, C. Park, D. Y. Moon// Compos. В Eng. 2005. - Vol. 36. - P. 504-512.130
65. Xiong, SI. Feasibility study on the use of basalt fibers in friction material/ SI. Xiong, Y. Chen, ZW. LI, JL. Shi // Fiber Glass. 2005. - Vol. 6. - P. 5-11.
66. Militky, J. Influence of thermal treatment on tensile failure of basalt fibers/ J. M-litky, V. Kovacic, J. Rubnerov// Eng Fract Mech. 2002. - Vol.69. -P. 1033 -1038.
67. Ходакова, H. И. Исследование возможности получения непрерывных волокон из синтетических базальтовых стекол/ Н. Н. Ходакова, Д.Е. Зимин, О.С. Татарин-цева// Ползуновский вестник. 2010. - № 4-1. - С. 251 - 255.
68. Гутников, С.И. Стеклянные волокна/ С.И. Гугников, Б.И. Лазоряк, Селезнев А. Н.-М.: МГУ, 2010.-c.6-14
69. Wei, Bin, Cao, Hailin, Song, Shenhua. Tensile behavior contrast of basalt and glass fibers after chemical treatment/ Bin Wei, Hailin Cao, Shenhua Song // Materials and Design. -2010. Vol. 31P. 4244-4250.
70. Черняк, M. Г. Непрерывное стеклянное волокно. Основы технологии и свой-ства/М.Г. Черпяк.-М.: Химия, 1965.-320с.
71. Wallenberger, F.T. Structural silicate and silica glass fibers, in advanced inorganic fibers processes, structures, properties, applications/ F.T. Wallenberger. Ed. Kluwer Academic Publisher, 1999.-P. 129-168.
72. Miller, D. M. Glass fibers, composites/ D. M. Miller// Engineered Materials Handbook. ASM International, 1987. - Vol. 1. - P 45 - 48.
73. Gupta, P. K. Glass fibers for composite materials, fibre reinforcements for composite materials/ P. K. Gupta, A.R. Bunsell. Ed.: Elsevier Publishers, 1988. - P. 19-72.
74. Rossi, F. A New Era in Glass Fiber Composites/ F. Rossi, G. Williams// Proceedings of 28th AVK Conference (Baden-Baden, Germany), 1-2 Oct. 1997. P. 1-10.131
75. Watson, J.C. Glass fibers in composites/ J. C. Watson, N. Raghupathi// Engineered Materials Handbook. ASTM International. -1987. 'Vol. 1. - P. 107-111.
76. Wolf, W.W. Glass Fibers/ W. W. Wolf, S. L. Mikesell//Encyclopedia of Materials Science and Engineering. — 1st Edition, 1986. P.16 - 21.
77. Джигирис, Д. Д. Основы производства базальтовых изделий/ Д. Д. Джиги-рис, М. Ф. Махова. М.: Теплоэнергетика, 2002.-412 с.
78. Асланова, М. С. Прочность и химический состав стекла / М. С. Асланова// Стекло и керамика, 1967. № 4. - С. 1- 4.
79. Асланова, М.С. Влияние различных факторов на механические свойства стеклянных волокон /М. С. Асланова// Стекло и керамика 1960. № 11. - С. 10-15.
80. Асланова, М. С. Стеклообразное состояние/ М. СЛсланова, С. 3. Вольская. -М.: Наука, 1965 -428 с.
81. Бартенев, Г. М. Сверхпрочные и высокопрочные стекла/ Г. М. Бартенев. -М.: Стройизда г, 1974. 240 с.
82. Асланова, М.С. Химическая обработка поверхности стеклянного волокна/Под ред. М.С. Аслановой. М.: Химия, 1966, - с.6 - 20.
83. Гребешциков, И. В. Химические реакции на поверхности силикатов и их значение для техники/ И. В. Гребенщиков. Известия AIT СССР. ОТН, 1937. -№1.—с.З—7.
84. Гребешциков, И.В. О химической стойкости стекла / Гребенщиков И.В., Фаворская ТА. JL: Труды ГОИ, 1931. - т.7. - вып. 72. с. 1 -10.
85. Асланова М. С. Справочник по электротехническим материалам/ М. С. Асланова, М. Д. Ходаковский; под. ред. Ю.В. Корицкого, В. В. Пасынкова, Б. М. Тареева -М.: Энергия, 1974.-Т. 1.-407 с.
86. Дуброво, С. К. Физика и химия стекла/ С. К. Дуброво, А. Д. Шнытиков. М.: Мир, 1976.-Т. 2.-№5.-460 с.
87. Барбарина, Г. М. Стекловолокпистые строи гельные материалы/ Г. М. Барба-рина, М. П. С) хов, Н. А. Шелудяков. -М.: Изд-во лиг. по строительству, 1968. С. 154.
88. Каролл-Порчинский, H. М. Махериалы будущего. Термостойкие и жаропонижающие волокна и волокнистые материалы/ H. М. Каролл-Порчинский, пер. с анг. -М.: Химия, 1966. -С. 5.
89. Pentlakowa Z., Szarras S. Кристаллизация и структура базальтоюго литья/ Z. Pentlakowa, S. Szarras //Szklo I ceramika. -1967. Vol. 9. - P. 44 - 49.
90. Sterner, С. Базальтовое волокло/ Sterner, С.// Sprechsaal far Keramic-Glas-Email.-1958.-№ 14.-P. 131.
91. Дарепский, В. А. Производство базальтового штапельного волокна/ Дарен-ский В. А., Демдагенко Ю. Н, Козловский П. ПЛ Стеюю и керамика -1968. № 1. - С. 55.
92. Мясников, А. А. Влияние химического состава базальтового волокна на его кислотоуст'ойчивостъ/ А. А. Мясников, М. С. Асланова// Стекло и керамика. -1964. № 5.-С. 35.
93. Мясников, А. А. Выбор составов базальтовых пород для получения волокон различного назначения/ А. А. Мясников, М. С. Асланова// Стекло и керамика. -1964.-№3.-С. 167.
94. Мясников, А. А. Некоторые физические свойства непрерывных базальтовых волокон/А. А. Мясников, М. С. Асланова// Стекло и керамика. 1964. № 8. - С. 53.
95. Механохимический синтез в неорганической химии: Сб. научн. Тр-Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. -259 с.
96. Асланова, М. С. Влияние скорости охлаждения на прочность кварцевых и стеклянных волокон / М. С. Асланова, В. 11 Хазанов// Стекло и керамика, 1968. -№ 9. -С. 1-4.
97. Джигирис, Д. Д. Основы получения базальтовых волокон и их свойства/ Д. Д. Джигирис, А. К. Волынский, П. П. Козловский// Базальтоволокнистые композиционные материалы и конструкции. Киев: 11аука Думка, 1980. - С. 54 - 81.
98. Вигковская, Р.Ф. Некоторые аспекты технологии изготовления волокнистого катализатора для очистки серосодержащих промышленных выбросов/ Р.Ф. Вигковская, С. В. Петров// Изв. вузов. Химия и хим. технология.—2003. Т. 46, вып. 5. - С. 70-74.
99. Пах. 3189563 США, МПК С04В 30/00. Open mesh glass fabric supported catalyst / Hauel A. P.; заявигель и патентооблад. Engelhard Industries. № 72842; заявл. 1.12.1960, опубл. 15.06.1965.
100. Бальжинимаев, Б. С. Платиновые катализаторы на кремнеземных стеклогка-ных постелях: Особенности и перспективы их практического использования/ Б. С. Бальжинимаев, Л. Г. Симонова и др. Катализ в i громышленности. Т. 43. N1 -2002.-С. 67-73.
101. You, Y. S. Deactivation and regeneration of titania catalyst supported on glass fiber in the photocatalytic degradation of toluene/ Y. S. You, К Chung, Y. M. Kim// Korean J. Chem. Eng.- 2003. Vol. 20 (1). 58-64.
102. Па г. № 4358500 США, МПК С04В 41/45. Flame resistant insulating fabric compositions containing inorganic bonding agent / George Stephen, George Thomas; заявитель и патентообладатель Subtex, Inc.; 06/294771; заявл. 20.08.1981; опубл. 09.11.1982.
103. Паг. № 4507355 США, МПК D06M 11/00, В32В 07/00. Refiactory-binder coated fabric / George Stephen, George Thomas 11.; заявитель и патентообладатель Pyro Technology Corp. -№ 06/585909; заявл. 02.03.1984; опубл. 26.03.1985.
104. Andersen H. The Catalytic treatment of nitric acid plant tail gas//H. Andersen, W. Green,D. Steele/Industrial and .EngineeringChemistry. -1961. -V. 53. -N3. -P. 199-204.
105. Пат. № 3032387 США, МПК ВОЮ 53/86. Selective removal of nitrogen oxides from gas streams / Andersen H. C., J. G. Cohn, R. C. Glogau; заявитель и патетхюбл. Engelhard Industries. № 807004; заявл. 17.04.1959; опубл. 0. .05.1962.
106. Г1ат. 2150996 Российская Федерация, МПК B01J20/00, B01J20/16, B01J20/20, B01D39/00 / Макаров О. А; заявитель и патентообл. Макаров О. А. № 99122959/12; заявл. 04.11.1999, опубл. 20.06.2000.
107. Пат. 4383941 США, МПК В01J35/06. Catalyst structure including glass fiber product / Inaba Ilideya Ichiki; Masayoshi; заявитель и патентообладатель Hitachi Shipbuilding & lingincering Co., Ltd. -№ 06/316,050; заявл. 28.10.1981; опубл. 17.05.1983.
108. Chicn-Nan Kuo. Nano-gold supported on Ti02 coated glass fiber for removing toxic CO gas from air/ Chien-Nan Kuo, Huang-Fu Chen, Jiunn-Nan Lin // Catalysis Today. -2007.-Vol. 122.-P. 270-276.
109. Kiwi-Minsker, L. Glass fiber catalysts for total oxidation of CO and hydrocarbons in waste gases/ L Kiwi-Minsker, I. Yuranov, B. Siebenhaar, A. Renken // Catalysis Today. -1999.-Vol. 54.-P. 39-46.
110. Kiwi-Minsker, L. Pt and Pd supported on glass fibers as effective combustion catalysts/ L. Kiwi-Minsker, I. Yuranov, V. Zaikovskii, A. Renken// Catalysis Today. 2000. -Vol. 59.-P. 61 -68.
111. Arendarskiy, D. A. Glass fibre catalysts to clear diesel engine exhausts/ D. A. Arendarskiy, A. N. Zagoruyko, B. S. Balginimev// Chemistry for sustainable development. -2005/-Vol. 13.-P. 731-735.
112. Загоруйко, A. 11. Каталитический процесс дожита отходящих газов с использованием платинового стекловолокнистош катализатора ИК-12-С102/ А. Н. Загоруйко, С. А. Лопатин, Б. С, Бальжш гимаев// Катализ в промышленности/ 2010. - № 2. - С. 28-32.
113. Чуб, О. В. Кинетика окисления СО на Pd-содержащем стеютоволокнистом катализа юре/ О. В. Чуб, А. Ермакова, А. П. Сукнев, Л. Г. Симонова, А. С. Носков// Катализ в промышленности. -2008. -№ 1.-С. 5 -9.
114. ТУ РБ 05780349.006-98. Сетки кремнеземные. Введен 01.01.1999.
115. ТУ 5952-151-05786904-99. Ткани кремнеземные. Введен 01.01.2000.
116. ГУ 5952-027-00204949-95. Ткань базальтовая марки ТБК-100. Введен 01.05.1995.1561 lagcn, J. Industrial Catalysis: A Practical Approach /J. Hagen. 2nd edition. - Wi-ley-VCH: V/eibheim, 2006. - 525 p.
117. Томас, Дж. Методы исследования катализаторов / Дж Томас, Р. Лемберт. -М.: Мир, 1983. -304 с.
118. Somoijai, G. A. Introduction to surface chemistry and catalysis / G. A. Somoijai, Y. Li. Wiby-VCH: Weinheim, 2006. - P. 682.
119. James, J. Catalysis / J. James, J. J. Spivey. Cambridge: Athenaeum Press Ltd., New Castle upon Tyne, 1993.-Vol. 10.-P. 178.
120. Wei, B. Tensile behavior contrast of basalt and glass fibers after chemical treatment/Bin Wei, i lailin Cao, Shenhua Song//Materials and Design. -2010. N31. - P. 4244 -4250.
121. Чуб, О. В. Кинетика окисления СО на Pd-содержащем стекловол oki шетом катализаторе/ О. В. Чуб, А. Ермакова, А. П. Сукнев, JI Г. Симонова, А. С. Носков// О. В. Чуб, А. Ермакова, А. П. Сукнев, JI. Г. Симонова, А. С. I Iockob. -2008. № 1. - С. 5 - 8.
122. Корзапов, В. С. Термогравимефия: уч. пособие/ В. С. Корзанов, М. Г. Ко-томцева, Р. И. Юнусов.-Пермь: Перм. гос. ун-т, 2007. 71 с.
123. Дубовый, В. К. Стеклянные волокна. Свойства и применение/ В. К. Дубо-вый-Спб.: I Icciop, 2003-230 с.
124. Бальжшшмаев, Б. С. Платиновые катализаторы на кремнеземных стекло-тканых носителях: особенности и перспекшвы их практического использования / Б. С. Бальжипимаев, JI. Г. Симонова, В. В. Барелко и др.// Катализ в промышленности. 2002. №5.-С. 33-39.
125. Friedrich, M. Investigation of chemically treated basalt and glass fibres/ M. Friedrich, A. Schulze, G. Prosch// Mikrochimia Acta. 2000. - N 133.-P.171 -174.
126. Боки й, Г. Б. Кристаллохимия/ Г. Б. Бокий М.: Наука, 1960 - 399 с.
127. Безбородов, М. А., Синтез и строение силикатных сгёкол/ М. А. Безборо-дов. Минск: 11аука и техника, 1968 - 450 с.
128. Gla/ncva, Т. S. Acidic properties of fiberglass materials/ Т. S. Glazneva, V. P. Shmachkova, L. G. Simonova, E. A. Paukshtis//React. Kinet. Catal. Lett. -2007. Vol. 92. -N2.-P.303 - 309.
129. Айлер, P. Химия кремнезема: ч. 2./ P. Айлер. -M.: Мир, 1982. 712 с.
130. Чуб, О. В. Кинетика окисления СО на Pd-содержащем сгекловолокнистом катализа горе/ Чуб О.В., А. Ермакова, А. П. Сукнев, JI. Г. Симонова, А.С. Носков// Катализ в химической и нефтехимической промышлешгости. № 1. - 2008. - С. 5 - 9.
131. Караваев, М. М. Каталитическое окисление аммиака/ М. М., Караваев, А. П. Засорин. Н. Ф. Клсщев. -М.:Химия, 1983.-232с.
132. Атрощснко, В. И. Методы расчетов по технологии связанного азота/ В. И. Атроще. жо, И. И. Гельперин. Киев: «Вища школа», 1978. - 312 с.
133. Мельников, Е. Я. Справочник азотчика: книга 2. Производство разбавленной и кочцешркрованной азотной кислоты/ Е. Я. Мельников. 2-е изд., перераб. - М.: Химия, 1986 г.-512 с.
134. Атрощажо, В.И. Технология азошой кислогы: уч. пособие для студ. химико-технол. спец. высш. уч. завед./В. И. Атрощснко, С. И. Каргин. -М.: Химия, 1970.-494 с
135. Л'фсм цепко, В. И. Методы расчетов по технологии связанного азота/ В. К Атрощенко, И. И. Гельперин. Харьков: Издательство Харьковского Ордена Трудового Красной) Знамени Государствешюш Университета имени А. М. Горького, 1960.-304 с.
136. Степанов, А. В. Получение водорода и водородсодержащих газов/ А. В. Степанов. Киев: Паука думка, 1982.-312 с.
137. Мещеряков, Г. В. Конверсия природного газа для совместных производств метанол-водород, метанол-аммиак// Г. В. Мещеряков, Ю. А. Комиссаров/ Вестник МИТХТ. 2011.-т. 6-№ 4.
- Федеряева, Валерия Святославовна
- кандидата химических наук
- Санкт-Петербург, 2012
- ВАК 03.02.08
- Очистка газовых выбросов от оксидов азота на медьсодержащих катализаторах
- Теоретическое и экспериментальное обоснование использования шунгитовых пород для очистки техногенных растворов и газовых выбросов
- Интенсификация очистки газов от тумана серной кислоты волокнистыми фильтрами
- Исследование свойств оксидных каталитических систем очистки газовых выбросов
- Очистка выхлопных газов бензиновых двигателей внутреннего сгорания на железохромоксидном катализаторе