АЗОТНИ ОКСИДИ КАТО ИЗТОЧНИК НА

ЗАМЪРСЯВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА И ТЯХНОТО

КАТАЛИТИЧНО ОБЕЗВРЕЖДАНЕ

Божидар Иванов

ИНСТИТУТ ПО ОБЩА И НЕОРГАНИЧНА ХИМИЯ

• СО и въглеводороди. Силна отрова в ниски концентрации за човека и околната среда.

• NOx (NO и NO2). Получават се основно от взаимодействието на азот и кислород от въздуха в процеса на горене.

• “Greenhouse gases”.Главно CO2, но също така CH4 и N2O. Тези газове абсорбират инфрачервената радиация излъчвана от земята и предизвикват т.нар. “парников ефект”.

Здравословни проблеми

• Респираторни заболявания• Сърдечно съдови болести• Високо кръвно налягане• Репродуктивни проблеми

2NO + 2CO = N2 + 2CO2

CO + 1/2O2 = CO2

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Автомобилни отпадни газове

Автомобилен каталитичен конвертор

НосителAl2O3, BaO,Re2O3

Re=La, Ce

КатализаторPt, Rh, Pd – max 1-2%

Трипътен катализатор

Принцип на селективна каталитична редукция, използвайки разтвор на карбамид, като редуктор

Цел на работата:

1.Намиране на икономически изгоден катализатор за пречистване

на отпадни газове.

2.Изследвне влиянието на промотирането с редкоземни елементи

на нанесени върху алуминиев оксид медно-кобалтови

катализатори по отношение на следните реакции:

•Редукция на NO с CO непълна редукция:

2NO + CO = N2O + CO2

и пълна редукция:

2NO + 2CO = N2 + 2CO2

•Разлагане на NO 2NO → N2 + O2

•Окисление на СО CO + 1/2O2 = CO2

•Окисление на СН4 CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Редукция на NO с СО

CuCo2O4 >NiCo2O4 > CuMn2O4 > CoMn2O4 > MnCo2O4 > NiMn2O4

• Масивни катализатори CuO, Co3O4 , CuxCo3-xO4 (0≤х≤1) ,CuCo2O4 , MnCo2O4 , CuMn2O4,

NiMn2O4, CoMn2O4, съутаени CuO-MnOx

• Нанесени катализаториCuCo2O4/γ-Al2O3 промотирани с благородни метали - Pt и Rh , Cu-съдържащи алуминофосфати , силикоалуминофосфати и ZSM-5

зеолити, Cu-Co шпинел, нанесен на високотемпературни алумо- силикатни носители.

• Въглен катализаториNi, Cu-Co върху модифициран активен въглен, промотиран с Zn

нанесен CuO върху активен въглен, нанесени Cu , Mn и Cu-Mn върху активен въглен, нанесен Cu върху модифициран с въглен γ - Al2O3.

Синтез на катализатори:

Охарактеризиране:

• Рентгенофазов анализ

10 20 30 40 50 60 70 80

In

tens

ity

2

CuCo2O

4

Ce

La

Nd

- CuCo2O

4

• Сканираща електронна микроскопия

• Сканираща електронна микроскопия

Каталитична поточна апаратура за редукция на NO

TПД резултати:

• CuCo/AL- десорбция на NO и СO

• Промотирани с RE - десорбция само на NO

• Промотирани с Ce и Gd – по два десорбционни пика на NO

0 100 200 300 400 500

110oC190oC

Gd/CuCo/AL NO

160oC

120oC

330oC

NO

NO

NO

Ce/CuCo/AL

La/CuCo/AL

COCuCo/AL

Inte

nsit

y (a

.u.)

Temperature, oC

NO and CO desorption

Nd/CuCo/AL

CuCo/AL NO

80oC

Метод на преходния отклик

Редукция на NO с СО

Активност до 100oC : La/CuCo/AL>Gd/CuCo/AL>Ce/CuCo/AL>

CuCo/AL>Nd/CuCo/AL

Над 250oC :Gd/CuCo/AL>Ce/CuCo/AL> La/CuCo/AL>

CuCo/AL>Nd/CuCo/AL.

Образец Превръщане при 100оС, %

Превръщане при 250оС, %

TOF.104 100оС

TOF.104 250оС

CuCo/Al 54 83 25.4 39.1 La/CuCo/Al 56 75 39.6 53.0 Ce/CuCo/Al 32 85 26.2 69.5 Nd/CuCo/Al 18 35 14.4 28.1 Gd/CuCo/Al 45 92 39.5 80.8

• Влиянието на редкоземните елементи (RE= La, Nd, Ce и Gd) върху реакцията на редукция на NO с СО зависи от температурата

• При температури до 100оС La/CuCo/AL показва най-висока активност, докато при температури над 250оС Gd/CuCo/AL е най-активен

• Добавянето на Nd намалява активността на медния кобалтит

БЛАГОДАРЯ

ЗА ВНИМАНИЕТО!