Влияние условий формирования поверхностных каталитически активных соединений Co₃O₄ на степень нейтрализации токсичных газовых примесей

Abstract

Каталитическая очистка газовых выбросов в атмосферу от предприятий топливно-энергетического комплекса и транспортных средств является на сегодняшний день наиболее эффективным средством защиты окружающей среды и здоровья человека от воздействия токсичных газообразных примесей. Описан способ синтеза каталитически активных центров Cо₃O₄, на поверхности керамического насыпного корундового носителя α-Аl₂O₃ фракции 3-4 мм, на которых происходит процесс нейтрализации вредных газовых выбросов. Исследовано влияние температуры, при которой формируются каталитически активные соединения Cо₃O₄ в процессе термического разложения кристаллогидрата Co(NO₃)2·6H₂O, на степень конверсии газообразных примесей. В результате рентгеновского фазового анализа установлено, что при повышении температуры синтеза каталитического нейтрализатора поверхностные соединения Co₃O₄ на носителе агломерируются. Такая агломерация является мерой упорядоченности структуры каталитически активных центров. Экспериментальные исследования полученных образцов показали, что активность каталитического преобразователя в реакции термокаталитической деструкции паров бензола с ростом температуры его формирования снижается. Влияние величины поверхностной концентрации на корундовом носителе каталитически активных центров Cо₃O₄ на значение степени очистки газовых выбросов рассмотрено при протекании процесса гетерогенного катализа во внешнедиффузионной области. Экспериментально установлено, что такое влияние описывается уравнением адсорбции Френдлиха.

The catalytic purification of industrial plan and transport exhaust gases is present day the most effective mean to protect the environment and human health from toxic gas impurities exposure. A method of the Co₃O₄ catalytically active centers synthesis is described on the surface of a ceramic bulk corundum α-Аl₂O₃ carrier (3.4 mm corundum fraction), there is a process of neutralizing harmful gas emissions.The influence of temperature is investigated when Co₃O₄ catalytically active compounds are formed during the thermal decomposition of the crystalline hydrate Co(NO₃)2·6H₂O on the conversion degree of vapor toxic impurities. Diffraction patterns made it possible to determine that the surface compound of Co₃O₄ on corundum agglomerates with growth of temperature. This agglomerationis a ordering measure of the catalytically active centers structure. It has been found experimentally that than higher is the heat treatment temperature, the more sophisticated and aggregative become formed compounds.The influence of surface concentration of the catalytically active centers on the value of purification degree during the heterogeneous catalytic process in the external diffusion region was studied. This influence is described by the Frendlich adsorption equation.