Изготовление блочных катализаторов окисления монооксида углерода с использованием аддитивных технологий

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Разработан способ получения первичных носителей катализаторов в форме блоков-сот с помощью аддитивных технологий. Разработан состав формовочного шликера, и оптимизированы его реологические свойства. Получены блочные катализаторы на основе первичных носителей, сформированных методом 3D-печати. Показано, что такие изделия имеют высокую производительность в процессе каталитического окисления СО кислородом воздуха и существует возможность ее дальнейшего увеличения за счет формирования каналов сложных геометрических форм, позволяющих интенсифицировать процессы тепло- и массообмена.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

О. Черемисина

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)

Email: dolgin.andrey@inbox.ru
Rússia, 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26

М. Сычёв

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет); Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН

Email: dolgin.andrey@inbox.ru
Rússia, 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26; 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

А. Долгин

Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН

Autor responsável pela correspondência
Email: dolgin.andrey@inbox.ru
Rússia, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

Т. Вишневская

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)

Email: dolgin.andrey@inbox.ru
Rússia, 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26

Н. Мальцева

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)

Email: dolgin.andrey@inbox.ru
Rússia, 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26

А. Волобуева

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)

Email: dolgin.andrey@inbox.ru
Rússia, 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26

Bibliografia

  1. Utegenova M.E., Sadenova M.A., Klemeš J.J. Synthesis of Block Ceramic Catalyst Carriers Based on Natural Raw Materials and Metallurgical Slags // Chemical Engineering Transactions. 2019. V. 76. P. 151–156.
  2. Pantaleo G., Liotta L.F., Venezia A M., Deganello G., Ezzo E.M., Kherbawi M. A., Atia H. Support effect on the structure and CO oxidation activity of Cu-Cr mixed oxides over Al2O3 and SiO2 // Materials Chemistry and Physics. 2009. V. 114. Issues 2–3. P. 604–611.
  3. Shiau C., Ma M.W., Chuang C.S. CO oxidation over CeO2-promoted Cu/γ-Al2O3 catalyst: Effect of preparation method // Applied Catalysis A: General. 2006. V. 301. Issue 1. P. 89–95.
  4. Moretti E., Lenarda M., Storaro L., Talon A., Montanari T., Busca G., Rodríguez-Castellón E., Jiménez-López A., Turco M., Bagnasco G., Frattini R. One-step synthesis of a structurally organized mesoporous CuO-CeO2-Al2O3 system for the preferential CO oxidation // Applied Catalysis A: General. 2008. V. 335. Issue 1. P. 46–55.
  5. Zhu J., Wu P., Chao Y., Yu J., Zhu W., Liu Z., Xu C. Recent advances in 3D printing for catalytic applications // Chemical Engineering Journal. 2022. V. 433. Part 1. P. 134341.
  6. Parra-Cabrera C., Achille C., Kuhn S., Ameloot R. 3D printing in chemical engineering and catalytic technology: structured catalysts, mixers and reactors // Chem. Soc. Rev. 2018. V. 47. P. 209–230.
  7. Xu X., He B., Wang Y., Xi Y., Liu D., Ji Z., Bai L., Dong F., Lu Z., Wang X. Catalytic oxidation properties of 3D printed ceramics with Bouligand structures // Chemical Engineering Journal. 2023. V. 474. P. 145504.
  8. Car F., Brnadić G., Tomašić V., Vrsaljko D. Advanced preparation method of monolithic catalyst carriers using 3D-printing technology // Prog Addit Manuf. 2022 V. 7. P. 797–808.
  9. Dolgin A.S., Bogdanov S.P., Khristyuk N.A., Kozlov V.V., Sychev M.M. Comparative Analysis of Triply Periodic Minimal Surface Corundum Products Obtained by 3D Printing // Glass Physics and Chemistry. 2019. V. 45. № 6. P. 514–519.
  10. Dolgin A.S., Makogon A.I., Bogdanov S.P. Development of 3D Printing Technology with Ceramic Paste and Study of Properties of Printed Corundum Products // Materials Science Forum. 2021. V. 1040. P. 178–184.
  11. Diachenko S.V., Dolgin A.S., Khristyuk N.A., Lebedev L.A., Nefedova L.A., Pavlov S.B., Merenkov K.F., Ivkov V.I., Dmitrieva A.N. 3D Printing of Ceramic Elements with Q-Surface Geometry for the Fabrication of Protective Barrier // Ceramics. 2023. V. 6. P. 912–921.
  12. Пахомов Н.А., Садыков В.А. Научные основы приготовления катализаторов. Введение в теорию и практику / Российская академия наук. Сибирское отделение. Институт катализа имени Г. К. Борескова. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011. С. 262.
  13. Мухленов И.П., Добкина Е.И., Дерюжкина В.И., Сороко В.Е., Мухленова И.П. Технология катализаторов. 3-е изд., перераб. Ленинград: Химия, Ленингр. отд-ние, 1989. С. 271.
  14. Власов Е.А. Исследование механизма формирования структуры окиси алюминия под влиянием физико-химических факторов: дис. канд. техн. наук. Ленинград, 1976. С. 141.
  15. Киршин А.И., Мальцева Н.В., Власов Е.А., Вишневская Т.А. Пористые алюмооксидные слои, закрепленные на металлической поверхности, — вторичные носители платиновых катализаторов для блочных нейтрализаторов ВГ АТ // V Междунар. конгресс химических технологий. Москва, 12–14 октября 2004 г. М.: Менделеев, 2004. С. 91–93.
  16. Патент № 2486957. Российская Федерация, C1. Способ приготовления катализатора и катализатор окисления водорода для устройств пассивной рекомбинации: № 2011153119/04: заявл. 23.12.2011: опубл. 10.07.2013 / Мальцева Н. В., Власов Е. А., Постнов А. Ю., Вишневская Т. А., Шигорин Д. М., Ислентьев Д. В. 7 с.
  17. Патент № 2470708. Российская Федерация, C2. Способ приготовления катализатора и катализатор окисления и очистки газов: № 2011102737/04: заявл. 25.01.2011: опубл. 27.12.2012 / Мальцева Н. В., Власов Е. А., Постнов А. Ю., Вишневская Т. А., Киршин А. И., Шляго Ю. И., Колодезников В. И., Шигорин Д. М., Разуваева Г. И. 7 с.
  18. Шигорин Д.М., Вишневская Т. А., Мальцева Н. В., Лаврищева С. А., Власов Е. А. Формирование оксидных покрытий на металлических носителях // Известия СПбГТИ(ТУ). 2012. № 14 (40). С. 27–31.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Modeling of the primary carrier of the block catalyst: a) the model of the primary carrier of the block catalyst, b) the model of the mold for casting the primary carrier of the block catalyst.

Baixar (85KB)
Metadados
3. Fig. 2. Dependence of the shear rate on the shear stress for slips based on GRT, A-64 (12 cmm) and boehmite powders.

Baixar (84KB)
Metadados
4. Fig. 3. The basic technological scheme for the production of block catalysts based on primary media formed by 3D printing.

Baixar (141KB)
Metadados
5. Fig. 4. Scheme of the installation for determining the catalytic activity of samples in the oxidation reaction with air oxygen: 1 — a cylinder with CO; 2 — a fine adjustment valve; 3 — a microcompressor; 4 — a rheometer; 5 — a rotameter; 6 — a mixer; 7 — a four—way (lunar) crane; 8 - a metal tubular reactor; 9 — tubular oven.

Baixar (81KB)
Metadados
6. Fig. 5 — Temperature curves of the oxidation process with atmospheric oxygen by catalyst samples of the composition 5.5CuO–2.5Co3O4–9CeO2–83A12O3 at Cxx = 0.4% vol., τ = 0.24 c, φ = 70% rel.

Baixar (59KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024