RU2281164C1 - Metal-based catalyst carrier (versions) and method of its preparation (versions) - Google Patents
Metal-based catalyst carrier (versions) and method of its preparation (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2281164C1 RU2281164C1 RU2005124247/04A RU2005124247A RU2281164C1 RU 2281164 C1 RU2281164 C1 RU 2281164C1 RU 2005124247/04 A RU2005124247/04 A RU 2005124247/04A RU 2005124247 A RU2005124247 A RU 2005124247A RU 2281164 C1 RU2281164 C1 RU 2281164C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chromium
- aluminum
- carrier
- metal
- powder
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области технической химии, а именно к носителям для катализаторов, которые могут быть использованы в различных гетерогенных каталитических процессах химической промышленности, таких как полное и парциальное окисление углеводородов, паровая конверсия и других, а также в энергетике и автомобильной промышленности.The invention relates to the field of technical chemistry, namely, supports for catalysts that can be used in various heterogeneous catalytic processes in the chemical industry, such as the complete and partial oxidation of hydrocarbons, steam reforming, and others, as well as in the energy and automotive industries.
Известно, что использование в качестве носителя для катализаторов металлов, обладающих высокой механической прочностью и теплопроводностью, позволяет уменьшить механическое разрушение катализатора и снизить вероятность локальных перегревов, а также изготавливать катализаторы в виде сложных сотовых структур. Наиболее общей проблемой для металлов, используемых в виде носителя для катализаторов сложных форм, является их низкая удельная поверхность, что существенно снижает активность катализаторов, приготовленных на основе таких носителей. Для увеличения удельной поверхности носителей на металлы наносят высокопористый слой из оксидной керамики - предварительно или совместно с активным компонентом (катализатором). Этот слой обеспечивает высокую дисперсность активного компонента и адгезию слоя к поверхности металла. Так, известна система-предшественник и катализатор на ее основе, содержащая высокопористый слой, нанесенный на менее пористый или непористый носитель из неводного растворителя, содержащего оксид [US 5472927, B 01 J 021/08, 05.12.1995].It is known that the use of metals with high mechanical strength and thermal conductivity as a carrier for catalysts allows one to reduce the mechanical destruction of the catalyst and reduce the likelihood of local overheating, as well as to produce catalysts in the form of complex honeycomb structures. The most common problem for metals used in the form of a support for complex catalysts is their low specific surface area, which significantly reduces the activity of catalysts prepared on the basis of such supports. In order to increase the specific surface area of the supports, a highly porous oxide ceramic layer is applied to metals - preliminary or together with the active component (catalyst). This layer provides a high dispersion of the active component and adhesion of the layer to the metal surface. Thus, a precursor system and a catalyst based on it are known, containing a highly porous layer deposited on a less porous or non-porous support from an non-aqueous solvent containing oxide [US 5472927, B 01 J 021/08, 05.12.1995].
Известен термически интегрированный монолит, содержащий оксидное покрытие, помещенное на тонкие металлические пластины, образующие полислоистую структуру [WO 0016740, А 61 К 7/50, 23.08.2001]. Однако для таких высокотемпературных процессов, как сжигание топлив или парциальное окисление углеводородов в синтез-газ, важной характеристикой является устойчивость катализатора к воздействию реакционной среды, время функционирования ("жизни") катализатора [US 4771029, B 01 J 21/04, 13.09.1988]. В частности, различие коэффициентов термического расширения пористого керамического слоя и металла приводит к отслаиванию первого от поверхности второго при высоких температурах.Known thermally integrated monolith containing an oxide coating placed on thin metal plates forming a multilayer structure [WO 0016740, A 61 K 7/50, 08/23/2001]. However, for such high-temperature processes as fuel combustion or partial oxidation of hydrocarbons to synthesis gas, an important characteristic is the stability of the catalyst to the influence of the reaction medium, the lifetime ("life") of the catalyst [US 4771029, B 01 J 21/04, 09/13/1988 ]. In particular, the difference in the thermal expansion coefficients of the porous ceramic layer and the metal leads to peeling of the former from the surface of the latter at high temperatures.
Более устойчивые к высоким температурам (жаростойкие) монолитные носители (катализаторы) на металлической основе образуются при нанесении промежуточного слоя между металлической подложкой и высокопористым оксидным покрытием. Такие слои не только уменьшают отслаивание, но и способствуют уменьшению процессов окисления металла, что также является важным для монолитных блоков. Так, известен метод газофазного алитирования сотовых блоков, изготовленных из тонкой ленты на основе Fe-Cr-Al сплавов типа Х15Ю5-Х23Ю5 при температуре термохимической обработки >1050°С в насыщающей смеси, содержащей Al0 и AlF3 [SU 2080458, F 01 N 3/28, 27.05.1997]. Метод позволяет получать плотные оксидные покрытия, способствующие повышению жаростойкости в 3-10 раз. Однако алитирование готового блока приводит к неоднородности нанесения покрытия по высоте блока [Кинетика и катализ, 1998, т.39, в.5: С.В.Косицын, В.В.Корольков, В.И.Тесля, А.Н.Владимиров, И.Б.Пугачева "Повышение жаростойкости металлических блоков - носителей катализатора методом газофазного алитирования", с.707-717]. Это уменьшает адгезию высокопористого слоя к подложке и снижает активность изготавливаемого из данного носителя катализатора.More resistant to high temperatures (heat-resistant) monolithic supports (catalysts) on a metal basis are formed by applying an intermediate layer between the metal substrate and the highly porous oxide coating. Such layers not only reduce peeling, but also contribute to the reduction of metal oxidation processes, which is also important for monolithic blocks. Thus, the gas-phase alimentation of honeycomb blocks made of a thin ribbon based on Fe-Cr-Al alloys of the X15YU-X23YU5 type at a thermochemical treatment temperature> 1050 ° C in a saturating mixture containing Al 0 and AlF 3 is known [SU 2080458, F 01 N 3/28, 05/27/1997]. The method allows to obtain dense oxide coatings, contributing to an increase in heat resistance by 3-10 times. However, alitization of the finished block leads to heterogeneity of coating over the block height [Kinetics and Catalysis, 1998, vol. 39, v.5: S.V. Kositsyn, V.V. Korolkov, V.I. Teslya, A.N. Vladimir , IB Pugacheva "Improving the heat resistance of metal blocks - catalyst supports by gas-phase alitization", p.707-717]. This reduces the adhesion of the highly porous layer to the substrate and reduces the activity of the catalyst made from this carrier.
Известны также методы, основанные на выращивании промежуточного оксидного слоя из материала самой металлической подложки. Так, известен метод получения плотного оксидного композита на поверхности металлического алюминия при анодно-искровом окислении [SU 2103057, B 01 J 21/02, 11.07.1996]. Затем на полученный носитель наносят совместно или раздельно пористые оксиды и платиновые металлы. Однако полученный промежуточный оксидный слой является пористым и состоит из системы пересекающихся цилиндрических макропор диаметром от 0,5 до 10 мкм [MRS, n.497: S.F.Tikhov, G.V.Chernykh, V.A.Sadykov, A.N.Salanov, S.V.Tsybulya, G.M.Alikina, V.F.Lysov "New type of catalytic material based upon alumina epitaxially grown onto thin aluminum foil" p.71-76]. Это снижает стабильность катализатора.Methods are also known based on growing an intermediate oxide layer from the material of the metal substrate itself. Thus, a known method of obtaining a dense oxide composite on the surface of aluminum metal during anodic-spark oxidation [SU 2103057, B 01 J 21/02, 07/11/1996]. Then, porous oxides and platinum metals are applied together or separately to the support obtained. However, the obtained intermediate oxide layer is porous and consists of a system of intersecting cylindrical macropores with a diameter of 0.5 to 10 μm [MRS, n.497: SFTikhov, GVChernykh, VASadykov, ANSalanov, SVTsybulya, GMAlikina, VFLysov " New type of catalytic material based upon alumina epitaxially grown onto thin aluminum foil "p.71-76]. This reduces the stability of the catalyst.
Наиболее близким по составу является носитель, выбранный нами в качестве прототипа, состоящий из Fe-20Cr-5Al сплава и покрытия, состоящего из спеченного порошка на основе смеси, содержащей, мас.%: 50 Fe и 50 Al с размером частиц 36-45 мкм [US 4783436, B 01 J 21/04, 08.11.1988]. Спекание при высокой температуре приводит к частичному окислению металлической основы. В частности, в сплаве Fe-Cr-Al алюминий выплавляется на поверхность фольги и окисляется, образуя оксид со структурой корунда виде вытянутых кристаллов. Частично окисляется и порошок, образуя дополнительно пластины оксида железа. В результате покрытие представляет собой не сплошной оксидный слой, а смешанный металл-оксидный композит с очень низкой удельной поверхностью (0,1 м2/г). Это приводит к тому, что количество активного компонента, наносимого из растворов на такие носители, невелико и активность получаемых из таких носителей катализаторов низка.The closest in composition is the carrier that we selected as a prototype, consisting of a Fe-20Cr-5Al alloy and a coating consisting of sintered powder based on a mixture containing, wt.%: 50 Fe and 50 Al with a particle size of 36-45 microns [US 4783436, B 01 J 21/04, 11/08/1988]. Sintering at high temperature leads to partial oxidation of the metal base. In particular, in the Fe — Cr — Al alloy, aluminum is melted onto the surface of the foil and oxidized, forming an oxide with corundum structure in the form of elongated crystals. The powder is also partially oxidized, forming additional iron oxide plates. As a result, the coating is not a continuous oxide layer, but a mixed metal-oxide composite with a very low specific surface area (0.1 m 2 / g). This leads to the fact that the amount of active component applied from solutions to such carriers is small and the activity of catalysts obtained from such carriers is low.
Изобретение решает задачу увеличения удельной поверхности металлического носителя при сохранении высокой жаростойкости.The invention solves the problem of increasing the specific surface of the metal carrier while maintaining high heat resistance.
Задача решается составом носителя катализатора, который состоит из металлической основы, содержащей сплавы хрома и алюминия и/или металлический хром, и покрытия, которое образовано оксидами хрома и алюминия (первый вариант), или покрытие образовано оксидами хрома и алюминия, редкоземельных элементов или их смесей (второй вариант). Содержание металлической основы в носителе составляет не ниже 12,0 мас.%.The problem is solved by the composition of the catalyst carrier, which consists of a metal base containing chromium and aluminum alloys and / or metal chromium, and a coating that is formed by chromium and aluminum oxides (the first option), or the coating is formed by chromium and aluminum oxides, rare earth elements or mixtures thereof (second option). The content of the metal base in the carrier is not lower than 12.0 wt.%.
Задача решается через использование в качестве металлической основы носителя металлического хрома, а также сплавов хрома и алюминия как на основе твердых растворов алюминия в хроме, так и на основе интерметаллидов хрома и алюминия определенной структуры и стехиометрического состава (CrAl7, Cr2Al11, CrAl4, Cr4Al9, Cr5Al8, Cr2Al) и других [Ф.А.Шанк "Структуры двойных сплавов", 1973, М.: Металлургия, с.55-57]. Общее содержание металлической фазы (основы) в носителе составляет не ниже 12,0 мас.%, предпочтительно 12,3-98,9 мас.%. В качестве покрытия в носителе используют оксиды хрома и алюминия одинаковой структуры - корунда, отличающиеся высокой термостабильностью. Оксиды хрома имеют умеренную активность в окислительных реакциях с участием углеводородов, что повышает активность платиновых металлов при их нанесении на данный носитель. Сравнительно большое содержание оксида алюминия обеспечивает достаточно большую пористость полученного носителя.The problem is solved through the use of a metal chromium carrier as well as chromium and aluminum alloys both on the basis of solid solutions of aluminum in chromium and on the basis of chromium and aluminum intermetallic compounds of a certain structure and stoichiometric composition (CrAl 7 , Cr 2 Al 11 , CrAl 4 , Cr 4 Al 9 , Cr 5 Al 8 , Cr 2 Al) and others [F.A. Shank, “Structures of Double Alloys,” 1973, Moscow: Metallurgy, pp. 55-57]. The total content of the metal phase (base) in the carrier is not less than 12.0 wt.%, Preferably 12.3-98.9 wt.%. As a coating in the carrier, chromium and aluminum oxides of the same structure — corundum — are used, which are characterized by high thermal stability. Chromium oxides have moderate activity in oxidative reactions involving hydrocarbons, which increases the activity of platinum metals when applied to this carrier. The relatively high content of alumina provides a sufficiently large porosity of the obtained support.
Покрытие носителя (второй вариант) может содержать оксиды редкоземельных элементов или их смесей, что позволяет существенно увеличить их термостабильность и активность получаемых из них катализаторов при высоких температурах. Термин "редкоземельные элементы" используется в широком смысле, подразумевая как 4f элементы, так и элементы побочной IIIb группы Периодической таблицы (La, Y). Общее содержание металлической фазы (основы) в таким носителе составляет не ниже 12.0 мас.%, предпочтительно, 12,0-98,5 мас.%.The carrier coating (second option) may contain oxides of rare-earth elements or mixtures thereof, which can significantly increase their thermal stability and activity of the catalysts obtained from them at high temperatures. The term "rare earths" is used in a broad sense, meaning both 4f elements and elements of the side IIIb group of the Periodic Table (La, Y). The total content of the metal phase (base) in such a carrier is not lower than 12.0 wt.%, Preferably 12.0-98.5 wt.%.
Задача решается также способом приготовления предлагаемого носителя.The problem is also solved by the method of preparation of the proposed medium.
Отмеченные ранее способы включают использование в качестве основы металлической ленты, которая не позволяет получать носители с достаточно высокой удельной поверхностью и пористостью без нанесения дополнительной высокопористой подложки [WO 0016740, А 61 К 7/50, 23.08.2001; Пат. РФ 2080458, F 01 N 3/28, 27.05.1997; MRS, n.497: S.F.Tikhov, G.V.Chemykh, V.A.Sadykov, A.N.Salanov, S.V.Tsybulya, G.M.Alikina, V.F.Lysov "New type of catalytic material based upon alumina epitaxially grown onto thin aluminum foil" p.71-76].The previously noted methods include the use of a metal tape as the basis, which does not allow to obtain media with a sufficiently high specific surface area and porosity without applying an additional highly porous substrate [WO 0016740, A 61 K 7/50, 08/23/2001; Pat. RF 2080458, F 01 N 3/28, 05/27/1997; MRS, n. 477: S.F. Tikhov, G.V. Chemykh, V.A.Sadykov, A.N.Salanov, S.V. Tsybulya, G.M. Alikina, V.F. Lysov "New type of catalytic material based upon alumina epitaxially grown onto thin aluminum foil" p.71-76].
Более пористые композитные материалы могут быть получены из порошкообразных компонентов. Так, известен способ приготовления композитного материала на основе алюминийсодержащего сплава, который включает смешение волокон из оксидов алюминия и кремния, а также медь, магний, никель с расплавленным алюминием в инертной среде [US 41521449, С 22 С 21/10, 01.05.1979]. Данный метод не позволяет получать пористые композиты.More porous composite materials can be obtained from powdered components. So, there is a known method of preparing a composite material based on an aluminum-containing alloy, which involves mixing fibers from aluminum oxides and silicon, as well as copper, magnesium, nickel and molten aluminum in an inert medium [US 41521449, C 22 C 21/10, 05/01/1979] . This method does not allow to obtain porous composites.
Известен также метод получения (керамометалла) кермета, содержащего частицы металла (в количестве менее 30 мас.%) в матрице оксида алюминия, осаждением из растворов, содержащих соединения алюминия и металла из группы железа, хрома, молибдена и других, с последующим высокотемпературным прокаливанием и восстановлением в водороде при 1050°С [US 5462903, С 04 В 35/117, 31.10.911995]. Данный метод позволяет получать композитные материалы с удельной поверхностью до 5 м2/г. Однако содержание металлической фазы в композите невелико.There is also known a method for producing (ceramic) cermet containing metal particles (in an amount of less than 30 wt.%) In an alumina matrix by precipitation from solutions containing aluminum and metal compounds from the group of iron, chromium, molybdenum and others, followed by high-temperature annealing and reduction in hydrogen at 1050 ° C [US 5462903, C 04 B 35/117, 10.31.911995]. This method allows to obtain composite materials with a specific surface area of up to 5 m 2 / g. However, the content of the metal phase in the composite is small.
Известен также способ приготовления активной хромсодержащей композиции, включающий смешение 0,1-100 моль.% (в пересчете на металл) хрома или хромсодержащих соединений, различные металлы, а также материала, формирующего матрицу на основе алкоксидов алюминия и других металлов в количестве не менее 30 мас.% [WO 0160515, B 01 J 37/00, 23.08.2001]. Для получения механически прочного носителя метод включает обязательное прокаливание в восстановительной или инертной атмосфере при высоких температурах, что существенно усложняет процесс изготовления, а также не позволяет получать носители с большим содержанием металла, который увеличивает теплопроводность носителя.There is also known a method of preparing an active chromium-containing composition, comprising mixing 0.1-100 mol.% (In terms of metal) of chromium or chromium-containing compounds, various metals, as well as a material forming a matrix based on aluminum alkoxides and other metals in an amount of at least 30 wt.% [WO 0160515, B 01 J 37/00, 08/23/2001]. To obtain a mechanically strong carrier, the method involves obligatory calcination in a reducing or inert atmosphere at high temperatures, which significantly complicates the manufacturing process, and also does not allow to obtain carriers with a high metal content, which increases the thermal conductivity of the carrier.
В патенте [US 4783436, B 01 J 21/04, 08.11.1988], выбранном в качестве прототипа и по способу приготовления носителя, описан метод приготовления носителя катализатора на основе металла, имеющего оксидное покрытие, включающий смешение металлического порошка, состоящего из сплава железа и алюминия, нанесение его на металлическую основу, в качестве который в примерах приведена фольга из сплава Fe-Cr-Al, и прокаливание носителя при температуре, обеспечивающей спекание порошка с металлической основой. Данный метод позволяет получать носитель с большим содержанием металлической фазы, но маленькой удельной поверхностью.In the patent [US 4783436, B 01 J 21/04, 11/08/1988], selected as a prototype and by a method for preparing a carrier, a method for preparing a catalyst carrier based on a metal having an oxide coating, comprising mixing a metal powder consisting of an iron alloy, is described. and aluminum, applying it to a metal base, which is shown in the examples as a Fe-Cr-Al alloy foil, and calcining the carrier at a temperature that provides sintering of the powder with the metal base. This method allows to obtain a carrier with a high content of the metal phase, but a small specific surface.
Предлагаемый способ приготовления носителя на металлической основе включает формирование металлического порошка, содержащего алюминий и другие порошкообразные компоненты, и прокаливание носителя при температуре спекания твердой фазы, в качестве дополнительного компонента металлического порошка используют порошкообразный хром, полученную смесь подвергают мехактивации и помещают в пресс-форму, доступную для паров воды, и подвергают гидротермальной обработке, извлекают из пресс-формы сформованный продукт, который затем сушат и прокаливают при соответствующей температуре (первый вариант), после чего наносят на прокаленный продукт дополнительный слой оксидов алюминия и редкоземельных элементов или их смесей из растворов или суспензий с последующей сушкой и прокаливанием (второй вариант). Соотношение хрома к алюминию в металлическом порошке можно изменять в пределах, мас. доли: от 75:25 до 99:1.The proposed method of preparing a metal-based carrier includes forming a metal powder containing aluminum and other powder components, and calcining the carrier at a sintering temperature of the solid phase, powdered chromium is used as an additional component of the metal powder, the resulting mixture is subjected to mechanical activation and placed in a mold available for water vapor, and subjected to hydrothermal treatment, the formed product is removed from the mold, which is then dried and Lebanon at an appropriate temperature (the first embodiment), then applied to a calcined product of an additional layer of aluminum oxide and rare earth elements or their mixtures from solutions or suspensions, followed by drying and calcination (second embodiment). The ratio of chromium to aluminum in the metal powder can be varied within, wt. shares: from 75:25 to 99: 1.
В предлагаемом изобретении используют только порошкообразные компоненты в виде механической смеси порошков алюминия и хрома, которую подвергают мехактивации в энергонапряженной планетарной мельнице при ускорении мелющих тел 600-1000 м/с2 [SU 2118669, С 22 С 33/02, D 22 F 3/16, 20.08.1996]. Соотношение Cr:Al в порошке изменяется в пределах (мас. долей): от 75:25 до 99:1. При более высоком содержании алюминия в порошке в процессе мехактивации происходит самопроизвольное окисление алюминия. Затем порошок помещают в пресс-форму, обеспечивающую доступ водяного пара, и обрабатывают в гидротермальных условиях. В результате происходит схватывание порошка в механически прочный монолит, который извлекают из пресс-формы, сушат и прокаливают на воздухе. В результате формируется металлическая фаза на основе хрома либо хрома и его сплавов, которая очень устойчива к окислению на воздухе вплоть до 1100°С. На поверхности металлических частиц формируется покрытие, состоящее из оксидов хрома и алюминия со структурой корунда и обеспечивающее достаточно высокую удельную поверхность. Предварительная механическая активация облегчает формирование сплавов хрома и алюминия после прокаливания. Гидротермальная обработка обеспечивает схватывание в механически прочный монолит без прокаливания при высоких температурах в восстановительной или инертной атмосфере и способствует формированию высокой удельной поверхности покрытия носителя. В качестве дополнительной стадии может быть использована пропитка носителя растворами либо суспензиями, содержащими соединения редкоземельных элементов или их смесей или алюминия и редкоземельных элементов или их смесей с последующей сушкой и прокаливанием.In the present invention, only powder components are used in the form of a mechanical mixture of aluminum and chromium powders, which is subjected to mechanical activation in an energized planetary mill with acceleration of grinding media 600-1000 m / s 2 [SU 2118669, C 22 C 33/02, D 22 F 3 / 16, 08/20/1996]. The ratio of Cr: Al in the powder varies in the range (wt. Fractions): from 75:25 to 99: 1. At a higher aluminum content in the powder, spontaneous oxidation of aluminum occurs during mechanical activation. Then the powder is placed in the mold, providing access to water vapor, and processed in hydrothermal conditions. As a result, the powder sets in a mechanically strong monolith, which is removed from the mold, dried and calcined in air. As a result, a metal phase is formed on the basis of chromium or chromium and its alloys, which is very resistant to oxidation in air up to 1100 ° C. A coating consisting of chromium and aluminum oxides with a corundum structure and providing a sufficiently high specific surface is formed on the surface of metal particles. Preliminary mechanical activation facilitates the formation of chromium and aluminum alloys after calcination. Hydrothermal treatment provides setting in a mechanically durable monolith without calcination at high temperatures in a reducing or inert atmosphere and contributes to the formation of a high specific surface area of the carrier coating. As an additional step, the carrier may be impregnated with solutions or suspensions containing compounds of rare-earth elements or mixtures thereof or aluminum and rare-earth elements or mixtures thereof, followed by drying and calcination.
Достигаемый технический результат - высокая удельная поверхность металлического носителя и его высокая жаростойкость.Achievable technical result - high specific surface of the metal carrier and its high heat resistance.
Сущность изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Порошок хрома смешивают с порошком алюминия в соотношении (мас. долей) 75:25, подвергают мехактивации в течение 1 мин. Полученный порошок помещают в пресс-форму из нержавеющей стали и подвергают гидротермальной обработке. Механически прочный монолит извлекают из пресс-формы, сушат и прокаливают при 1100°С в течение 4 ч на воздухе. Носитель содержит фазы оксида хрома, оксида алюминия и металлического хрома. Содержание металлической фазы 12,8 мас.%.Example 1. The chromium powder is mixed with aluminum powder in the ratio (wt. Shares) 75:25, subjected to mechanical activation for 1 min. The resulting powder is placed in a stainless steel mold and subjected to hydrothermal treatment. The mechanically strong monolith is removed from the mold, dried and calcined at 1100 ° C for 4 hours in air. The carrier contains phases of chromium oxide, alumina and metallic chromium. The content of the metal phase is 12.8 wt.%.
Пример 1а (второй вариант). Аналогичен примеру 1. Отличается тем, что на носитель дополнительно наносят оксид церия из раствора с последующей сушкой и прокаливанием при 1100°С. Носитель содержит фазы оксида хрома, оксида алюминия, оксида церия и металлического хрома. Содержание металлической фазы 12,0 мас.%.Example 1a (second option). Similar to example 1. It is characterized in that cerium oxide is additionally applied to the carrier from the solution, followed by drying and calcination at 1100 ° C. The carrier contains phases of chromium oxide, alumina, cerium oxide and metallic chromium. The content of the metal phase is 12.0 wt.%.
Пример 2. Порошок хрома смешивают с порошком алюминия в соотношении (мас. долей) 80:20, подвергают мехактивации в течение 3 мин. Полученный порошок помещают в пресс-форму из нержавстали и подвергают гидротермальной обработке. Механически прочный монолит извлекают из пресс-формы, сушат и прокаливают при 1100°С в течение 4 ч на воздухе. Носитель содержит фазы оксида хрома, оксида алюминия, металлического хрома и сплава хрома и алюминия. Содержание металлической фазы 12,3 мас.%.Example 2. The chromium powder is mixed with aluminum powder in a ratio (wt. Shares) 80:20, subjected to mechanical activation for 3 minutes The resulting powder is placed in a stainless steel mold and subjected to hydrothermal treatment. The mechanically strong monolith is removed from the mold, dried and calcined at 1100 ° C for 4 hours in air. The carrier contains phases of chromium oxide, alumina, metallic chromium and an alloy of chromium and aluminum. The content of the metal phase is 12.3 wt.%.
Пример 3. Порошок хрома смешивают с порошком алюминия в соотношении (мас. долей) 80:20, подвергают мехактивации в течение 5 мин. Полученный порошок помещают в пресс-форму из нержавеющей стали и подвергают гидротермальной обработке. Механически прочный монолит извлекают из пресс-формы, сушат и прокаливают при 1100°С в течение 4 ч на воздухе. Носитель содержит фазы оксида хрома, оксида алюминия, металлического хрома и сплава хрома и алюминия. Содержание металлической фазы 35,0 мас.%.Example 3. The chromium powder is mixed with aluminum powder in a ratio (wt. Shares) 80:20, subjected to mechanical activation for 5 minutes The resulting powder is placed in a stainless steel mold and subjected to hydrothermal treatment. The mechanically strong monolith is removed from the mold, dried and calcined at 1100 ° C for 4 hours in air. The carrier contains phases of chromium oxide, alumina, metallic chromium and an alloy of chromium and aluminum. The content of the metal phase is 35.0 wt.%.
Пример 4. Порошок хрома смешивают с порошком алюминия в соотношении (мас. долей) 80:20, подвергают мехактивации в течение 10 мин. Полученный порошок помещают в пресс-форму из нержавеющей стали и подвергают гидротермальной обработке. Механически прочный монолит извлекают из пресс-формы, сушат и прокаливают при 1100°С в течение 4 ч на воздухе. Носитель содержит фазы оксида хрома, оксида алюминия, металлического хрома и сплава хрома и алюминия. Содержание металлической фазы 74,0 мас.%.Example 4. The chromium powder is mixed with aluminum powder in a ratio (wt. Shares) 80:20, subjected to mechanical activation for 10 minutes The resulting powder is placed in a stainless steel mold and subjected to hydrothermal treatment. The mechanically strong monolith is removed from the mold, dried and calcined at 1100 ° C for 4 hours in air. The carrier contains phases of chromium oxide, alumina, metallic chromium and an alloy of chromium and aluminum. The metal phase content of 74.0 wt.%.
Пример 5. Порошок хрома смешивают с порошком алюминия в соотношении (мас. долей) 99:1, подвергают мехактивации в течение 10 мин. Полученный порошок помещают в пресс-форму из нержавстали и подвергают гидротермальной обработке. Механически прочный монолит извлекают из пресс-формы, сушат и прокаливают при 1100°С в течение 4 ч на воздухе. Носитель содержит фазы оксида хрома, оксида алюминия, металлического хрома и сплава хрома и алюминия. Содержание металлической фазы 98,9 мас.%.Example 5. The chromium powder is mixed with aluminum powder in a ratio (mass fraction) of 99: 1, subjected to mechanical activation for 10 minutes The resulting powder is placed in a stainless steel mold and subjected to hydrothermal treatment. The mechanically strong monolith is removed from the mold, dried and calcined at 1100 ° C for 4 hours in air. The carrier contains phases of chromium oxide, alumina, metallic chromium and an alloy of chromium and aluminum. The metal phase content of 98.9 wt.%.
Пример 5а (второй вариант). Аналогичен примеру 5. Отличается тем, что на носитель дополнительно наносят оксиды церия, лантана и алюминия из суспензии с последующей сушкой и прокаливанием при 1100°С. Носитель содержит фазы оксида хрома, оксида алюминия, оксидов редкоземельных элементов, металлического хрома и сплава хрома и алюминия. Содержание металлической фазы 98,5 мас.%.Example 5a (second option). Similar to example 5. It is characterized in that ceria, lanthanum and aluminum oxides are additionally applied from the suspension to the carrier, followed by drying and calcination at 1100 ° C. The carrier contains phases of chromium oxide, alumina, oxides of rare earths, metallic chromium and an alloy of chromium and aluminum. The metal phase content of 98.5 wt.%.
Основные свойства полученных носителей представлены в таблице.The main properties of the resulting media are presented in the table.
Как видно из таблицы, удельная поверхность полученных носителей составляет 0,5-1,9 м2/г. Общий объем доступных для газовой фазы пор составляет 0,27-0,11 см3/г. При этом доля пор размером менее 0,1 мкм составляет 2,1-25,0 об.% от общего количества доступных пор, что обеспечивает высокую диффузионную проницаемость полученных носителей. Наиболее оптимальными с точки зрения механической прочности, удельной поверхности и пористой структуры являются носители, содержащие 12,3-74,0 мас.% металлической фазы.As can be seen from the table, the specific surface area of the obtained carriers is 0.5-1.9 m 2 / g. The total volume of pores available for the gas phase is 0.27-0.11 cm 3 / g. Moreover, the proportion of pores with a size of less than 0.1 μm is 2.1-25.0 vol.% Of the total number of available pores, which ensures high diffusion permeability of the resulting carriers. The most optimal in terms of mechanical strength, specific surface area and porous structure are carriers containing 12.3-74.0 wt.% The metal phase.
Основные свойства носителя катализатора.Table.
The main properties of the catalyst carrier.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005124247/04A RU2281164C1 (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Metal-based catalyst carrier (versions) and method of its preparation (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005124247/04A RU2281164C1 (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Metal-based catalyst carrier (versions) and method of its preparation (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2281164C1 true RU2281164C1 (en) | 2006-08-10 |
Family
ID=37059559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005124247/04A RU2281164C1 (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Metal-based catalyst carrier (versions) and method of its preparation (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2281164C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2680144C1 (en) * | 2017-12-12 | 2019-02-18 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") | Metal catalyst carrier |
| RU2789338C1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-02-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" | Method for producing biporous granular aluminium oxide |
-
2005
- 2005-07-29 RU RU2005124247/04A patent/RU2281164C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2680144C1 (en) * | 2017-12-12 | 2019-02-18 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") | Metal catalyst carrier |
| RU2789338C1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-02-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" | Method for producing biporous granular aluminium oxide |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7605110B2 (en) | Ceramic body, ceramic catalyst body and related manufacturing methods | |
| JP2009518173A (en) | Catalyst comprising a solid support, an oxide and a metal active phase grafted on the oxide, its production method and use | |
| US20060153765A1 (en) | Method for preparing catalysts for heterogeneous catalysis by multiple-phase impregnation, catalysts and use of said catalysts | |
| JP2003508329A (en) | Mullite body and method for forming mullite body | |
| JP4296908B2 (en) | Catalyst body and method for producing the same | |
| JP2006281155A (en) | Catalyst body | |
| US6811868B2 (en) | Ceramic body and ceramic catalyst body | |
| JP2003164761A (en) | Metal oxide sintered structure and method for manufacturing the same | |
| RU2292237C1 (en) | Catalyst, method for preparation thereof, and synthetic gas production process | |
| CN107497499B (en) | Integral cluster-shaped alumina supported catalyst and application thereof | |
| JPH07509182A (en) | Catalyst carrier and its manufacturing method | |
| JP5515635B2 (en) | Noble metal-supported silicon carbide particles, production method thereof, catalyst containing the same, and production method thereof | |
| RU2281164C1 (en) | Metal-based catalyst carrier (versions) and method of its preparation (versions) | |
| JP4296430B2 (en) | Catalyst for water gas shift reaction and process for producing the same | |
| JP2010201362A (en) | Catalyst support, method for producing the catalyst support, and catalyst | |
| US11548067B2 (en) | Method for producing an open-pored metal body having an oxide layer and metal body produced by said method | |
| JPH0459052A (en) | Catalyst for steam reforming | |
| WO2016047504A1 (en) | Steam reforming catalyst composition and steam reforming catalyst | |
| WO2009034268A2 (en) | Catalyst substrate containing β-sic with an alumina layer | |
| FR3009973A1 (en) | MATERIAL FOR PRE-COATING A METAL SUBSTRATE OF A CATALYTIC MATERIAL BASED ON CERAMIC | |
| RU2384367C1 (en) | Method of preparing cermet | |
| RU2394111C1 (en) | Cermet and procedure for its fabrication | |
| JP2001511485A (en) | Thin ceramic coating | |
| JP2007054685A (en) | Catalyst for water gas shift reaction | |
| RU2257261C1 (en) | Catalyst carrier and a method for preparation thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120730 |