СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ НАНЕСЕННЫХ ПАЛЛАДИЕВЫХ И ОКСИДНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАНА

Лобынцев Е.А., Сальников В.С., Цырульников П.Г.

ОФ ИК СО РАН

Каталитическое окисление метана является одной из актуальных задач техники (сжигание шахтного метана, метана в газотурбинных двигателях, в бытовых нагревателях и т.д.). В любом случае, чем выше активность катализатора на 1 г (УКА), тем ниже температура зажигания процесса на катализаторе, что очень важно. Целью данной работы было сопоставить промышленные и лабораторные, оксидные и нанесенные металлические катализаторы сжигания метана в проточном реакторе идеального вытеснения в условиях: состав смеси  - 0.03% об. СН₄ в воздухе,  V = 20000 ч^-1, W = 0.1 м/с, объем катализатора – 4 см³, время контакта – 0.18 с. Результаты приведены на рис. 1.

Несмотря на некоторую некорректность сопоставления из-за разных размеров частиц катализаторов, можно заключить, что активность , выраженная как температура достижения 50% степени превращения – Т_50%  для нанесенных палладиевых катализаторов гораздо выше, чем у оксидных и платинусодержащих катализаторов. Активности прокаленных при 600⁰ и 700⁰ катализаторов 1%Pd/g-Al₂O₃  практически одинаковы, несмотря на меньшую дисперсность Pd в покаленном при

700⁰ образце, что связано с проявлением эффекта термоактивации [1]. С понижением концентрации Pd в катализаторе его активность падает непропорционально низко, несмотря на более высокую дисперсность, что связано с большим взаимодействием небольших частиц PdO с носителем, приводящим к частичной дезактивации нанесенного палладия.

Рис. 1 Зависимость степени превращения от температуры в реакции окисления метана для образцов:  - МХШ-96, сфера 2 мм;  - ИКТ-12-8, 1-1.6 мм;  p 1%Pd/g-Al₂O₃, 600⁰C;  - 1%Pd/g-Al₂O₃, 700⁰C, 0.4p0.8 мм;ð - 0.1% Pd/g-Al₂O₃;  p 1%Pd/(12%)MnO_x/g-Al₂O₃ , 700⁰C, 0.4-0.8 мм; Ñ- 1%Pt/g-Al₂O₃/CeO₂, 0.5-0.8 мм.

[1] - Дроздов В.А., Кочубей Д.И., Цырульников П.Г., Поповский В.В. // Кинетика и катализ. 1989. т.30. №. 4., с.879 – 884.