RU2535990C1 - METHOD OF OBTAINING CATALYST OF CARBONIC ACID METHANATION BASED ON BI-METAL NITRIDE Ni2Mo3N - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: stage of nickel and molybdenum evaporation from combined solution, containing nickel nitrate and ammonium molybdate, is carried out, after which stage of thermochemical processing of sediment in hydrogen flow and its passivation are performed. Catalyst activation is performed by processing suspension of 10 wt % of nitride powder in ethanol by ultrasound with power to 1 kW.

EFFECT: method makes it possible to increase catalytic activity, selectivity and mechanical strength of obtained catalyst.

1 ex

Description

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, а именно к разработке высокоэффективных наноструктурных катализаторов гидрирования на основе биметаллических нитридов, методу их получения с использованием высокоинтенсивных кавитационных воздействий, предназначенных для использования в химической и нефтехимической промышленностях.The invention relates to the field of heterogeneous catalysis, namely to the development of highly efficient nanostructured hydrogenation catalysts based on bimetallic nitrides, a method for their production using high-intensity cavitation effects intended for use in the chemical and petrochemical industries.

В соответствии с развернувшимся во всех странах движением за чистоту окружающей среды, в том числе за чистоту воздуха, жестко регламентируется содержание канцерогенных ароматических соединений, серы и других вредных веществ, в том числе в моторных топливах (как углеводородных, так и спиртовых). Новые требования обусловили быстрое развитие процессов гидроочистки топлив, и вследствие этого резко возросла роль катализаторов гидрирования.In accordance with the movement for environmental cleanliness that has unfolded in all countries, including air cleanliness, the content of carcinogenic aromatic compounds, sulfur and other harmful substances, including motor fuels (both hydrocarbon and alcohol), is tightly regulated. New requirements led to the rapid development of fuel hydrotreatment processes, and as a result, the role of hydrogenation catalysts has increased dramatically.

Процессы гидрирования - это большой класс реакций, включающих присоединение водорода по ненасыщенным связям углерод-углерод, углерод-кислород, углерод-азот и т.д., а также разрыв и восстановление связей с участием водорода. Данный класс реакций имеет большое значение для нефтехимической промышленности.Hydrogenation processes are a large class of reactions, including the addition of hydrogen via unsaturated carbon-carbon, carbon-oxygen, carbon-nitrogen, etc. bonds, as well as the breaking and restoration of bonds involving hydrogen. This class of reactions is of great importance for the petrochemical industry.

В присутствии катализаторов химические реакции в средах проходят с большей скоростью и увеличением выхода целевого продукта. Использование каталитических процессов на производстве позволяет уменьшить себестоимость продукта, в ряде случаев улучшая его качество.In the presence of catalysts, chemical reactions in the media proceed at a faster rate and increase the yield of the target product. The use of catalytic processes in production can reduce the cost of a product, in some cases improving its quality.

Процессы гидрирования имеют большое значение для нефтехимической промышленности. При этом совершенствование технологий переработки нефти и повышение требований к топливу по содержанию высокомолекулярных соединений приводит к тому, что требуются более и более эффективные и дешевые катализаторы гидрирования. Создать их можно только на основе разработки новых научных подходов к приготовлению катализаторов на носителях и привлечения к исследованию новейших физико-химических методов, а также инновационных технологий обработки, таких как высокоинтенсивное ультразвуковое воздействие.Hydrogenation processes are of great importance for the petrochemical industry. At the same time, improving oil refining technologies and increasing fuel requirements for high molecular weight compounds lead to the need for more and more efficient and cheap hydrogenation catalysts. They can be created only on the basis of the development of new scientific approaches to the preparation of supported catalysts and the involvement of the latest physicochemical methods, as well as innovative processing technologies, such as high-intensity ultrasonic exposure.

Основным механизмом действия катализаторов является гетерогенный - катализатор при этом находится в твердой фазе, в то время как взаимодействующие реагенты находятся в жидком или газообразном состоянии.The main mechanism of action of the catalysts is heterogeneous - the catalyst in this case is in the solid phase, while the interacting reagents are in a liquid or gaseous state.

Основной характеристикой, влияющей на активность катализатора, является его состав. Существует несколько направлений получения катализаторов с повышенной активностью. Наиболее широкое распространение среди катализаторов гидрирования имеют нанесенные никелевые катализаторы, а также катализаторы на основе благородных металлов (платиновой группы).The main characteristic affecting the activity of the catalyst is its composition. There are several directions for producing catalysts with increased activity. The most widespread among the hydrogenation catalysts are supported nickel catalysts, as well as catalysts based on noble metals (platinum group).

Несмотря на разнообразие катализаторов гидрирования, как по составу, так и по методам получения во всем мире продолжается поиск новых материалов, проявляющих повышенную каталитическую активность в процессах гидрирования.Despite the variety of hydrogenation catalysts, both in composition and in production methods, the search for new materials that exhibit increased catalytic activity in hydrogenation processes continues.

Известные палладиевые, платиновые и рутениевые катализаторы имеют высокую каталитическую активность, но при этом обладают высокой стоимостью и низкой устойчивостью к каталитическим ядам. Известно, что присутствие даже следовых количеств мышьяка, фосфора или серы способно значительно снизить активность катализатора.Known palladium, platinum and ruthenium catalysts have high catalytic activity, but at the same time they have a high cost and low resistance to catalytic poisons. It is known that the presence of even trace amounts of arsenic, phosphorus or sulfur can significantly reduce the activity of the catalyst.

Никелевые и кобальтовые катализаторы уступают в активности платиновым, однако они более устойчивы к «отравлению» и менее дороги. Таким образом, разработка новых составов и методов получения катализаторов гидрирования на основе металлов подгруппы железа (Ni, Co и др.) с целью повышения их каталитической активности и снижения восприимчивости к каталитическим ядам является актуальной и важной научно-технической задачей.Nickel and cobalt catalysts are inferior in activity to platinum, but they are more resistant to "poisoning" and less expensive. Thus, the development of new compositions and methods for the preparation of hydrogenation catalysts based on metals of the iron subgroup (Ni, Co, etc.) in order to increase their catalytic activity and reduce their susceptibility to catalytic poisons is an urgent and important scientific and technical task.

Из уровня техники известны катализаторы гидрирования на основе Ni и Мо.Hydrogenation catalysts based on Ni and Mo are known in the art.

Исследователи из Нидерландов запатентовали (патент RU №2330718, МПК B01J 23/78) катализатор на основе Ni, содержащий магний, нанесенный на подложку из двуокиси кремния и окиси алюминия. Данный катализатор проявляет высокую каталитическую активность в реакции гидрирования ненасыщенного жирового вещества (масло соевых бобов, пальмовое и другие масла). Также авторы приводят упрощенную технологию получения катализатора.Researchers from the Netherlands have patented (patent RU No. 2330718, IPC B01J 23/78) a Ni-based catalyst containing magnesium supported on a silica and alumina support. This catalyst exhibits high catalytic activity in the hydrogenation of unsaturated fatty substances (soybean oil, palm oil and other oils). The authors also provide a simplified technology for the preparation of the catalyst.

Специалисты из американской компании «Каталитик дистиллейшн текнолоджиз» запатентовали катализатор гидрирования (патент RU №2333796, МПК B01J 23/755) на основе никеля, промотированный такими элементами, как Cu, Re, Pd, Zn, Mg, Мо, Ca и Bi. Катализатор активен в реакции селективного гидрирования ацетиленовых примесей в неочищенных олефиновых и диолефиновых потоках.Specialists from the American company Catalytic Distillation Technologies patented a hydrogenation catalyst (patent RU No. 2333796, IPC B01J 23/755) based on nickel, promoted by elements such as Cu, Re, Pd, Zn, Mg, Mo, Ca and Bi. The catalyst is active in the selective hydrogenation of acetylene impurities in crude olefin and diolefin streams.

Недостатком данных технологий изготовления катализаторов гидрирования является то, что при использовании метода пропитки пористого носителя обеспечение высокой удельной поверхности активных частиц на носителе, равномерности состава и формы частиц является труднодостижимым, что в конечном итоге оказывает негативное влияние на активность катализатора.The disadvantage of these technologies for the manufacture of hydrogenation catalysts is that when using the method of impregnation of a porous support, providing a high specific surface area of active particles on the support, uniform composition and shape of the particles is difficult to achieve, which ultimately negatively affects the activity of the catalyst.

Известны патенты по созданию катализаторов гидрирования выполненных из биметаллического нитрида на основе Ni и Мо.Known patents for the creation of hydrogenation catalysts made of bimetallic nitride based on Ni and Mo.

Сотрудники LG Chemical LTD разработали катализатор процесса производства γ-бутиролактона (патент KR №20040037551, МПК B01J 23/884, 2002 г.). Катализатор состоит из никеля, как основного компонента, нанесенного на подложку из Al₂O₃/SiO₂, и вспомогательного компонента - оксида молибдена. Производство γ-бутиролактона проводится путем гидрирования малеинового ангидрида в жидкой фазе.Employees of LG Chemical LTD have developed a catalyst for the production of γ-butyrolactone (KR patent No. 200440037551, IPC B01J 23/884, 2002). The catalyst consists of nickel, as the main component deposited on a substrate of Al ₂ O ₃ / SiO ₂ , and an auxiliary component - molybdenum oxide. The production of γ-butyrolactone is carried out by hydrogenation of maleic anhydride in the liquid phase.

В патенте KR 20070122573, МПК B01J 23/883, 2007 г., описан катализатор гидрирования, состоит из подложки, активных компонентов Ni, Мо и W и дополнительных компонентов, выбираемых из элементов: F, Р или их комбинации. Другой описываемый катализатор гидрирования содержит в составе молекулярное сито и активные компоненты Ni, Мо и W. Данные катализаторы могут использоваться для гидрирования углеводородных масел.In patent KR 20070122573, IPC B01J 23/883, 2007, describes a hydrogenation catalyst, consists of a substrate, active components Ni, Mo and W and additional components selected from elements: F, P, or a combination thereof. Another described hydrogenation catalyst contains a molecular sieve and the active components Ni, Mo, and W. These catalysts can be used to hydrogenate hydrocarbon oils.

В основном, технический результат в известных технологиях достигается благодаря добавлению к существующим катализаторам добавок, повышающих их каталитическую активность, селективность, механическую прочность и т.д.Basically, the technical result in known technologies is achieved by adding additives to existing catalysts that increase their catalytic activity, selectivity, mechanical strength, etc.

Помимо этого, известно, что на активность катализатора, в первую очередь, оказывают влияние размер его частиц и площадь удельной поверхности активных центров. Из этого следует, что наилучшими свойствами должны обладать наноструктурные катализаторы. Установлено, что на малых частицах реакции катализа обычно протекают при более низких температурах, чем на массивных катализаторах, кроме того, наноразмерные катализаторы обладают большей селективностью.In addition, it is known that the activity of a catalyst is primarily affected by the size of its particles and the specific surface area of active centers. It follows from this that nanostructured catalysts should possess the best properties. It has been established that catalysis reactions on small particles usually occur at lower temperatures than on bulk catalysts, in addition, nanoscale catalysts have greater selectivity.

Известно, что с повышением значения удельной поверхности катализатора каталитическая активность его возрастает.It is known that with an increase in the specific surface area of the catalyst, its catalytic activity increases.

Разработка метода получения ультрадисперсных нитридов дала возможность их успешного практического применения в этой области. Усовершенствования технологии получения биметаллических ультрадисперсных нитридов, направленные на увеличение удельной поверхности катализаторов, позволяют существенно повысить их активность.The development of a method for producing ultrafine nitrides made it possible to successfully use them in this field. Improvements in the technology for producing bimetallic ultrafine nitrides, aimed at increasing the specific surface area of the catalysts, can significantly increase their activity.

Известны катализаторы на основе биметаллического нитрида Ni₂Mo₃N, в которых предлагаемый катализатор проявляет высокую активность в реакции насыщения ароматических соединений.Known catalysts based on bimetallic nitride Ni ₂ Mo ₃ N, in which the proposed catalyst is highly active in the saturation reaction of aromatic compounds.

В патенте CN №101099933 (B01J 21/04, 2006 г.) описывается катализатор гидронасыщения ароматических соединений дизельного топлива. Катализатор состоит из формованного порошка γ-Al₂O₃ с нанесенным на него нитридом переходных металлов Ni₂Mo₃N в количестве 7-50 вес.%. Катализатор получается методом пропитки и последующим программируемым нагревом в азотсодержащей атмосфере. Процесс насыщения ароматических соединений проводят при условиях, соответствующих давлению 2-8 МПа, температуре 200-360°C, объемной скорости 0,5-5 ч^-1 и отношению водород/топливо, равному 200-2000.CN Patent No. 101099933 (B01J 21/04, 2006) describes a catalyst for the hydro-saturation of aromatic compounds of diesel fuel. The catalyst consists of a molded γ-Al ₂ O ₃ powder coated with transition metal nitride Ni ₂ Mo ₃ N in an amount of 7-50 wt.%. The catalyst is obtained by impregnation and subsequent programmed heating in a nitrogen-containing atmosphere. The process of saturation of aromatic compounds is carried out under conditions corresponding to a pressure of 2-8 MPa, a temperature of 200-360 ° C, a space velocity of 0.5-5 h ^-1 and a hydrogen / fuel ratio of 200-2000.

В патенте CN №101099934 (B01J 21/04, 2006 г.) описан катализатор гидронасыщения ароматических соединений. Катализатор состоит из формованного порошка γ-Al₂O₃ с нанесенным на него нитридом переходных металлов. Из активных компонентов катализатор содержит 2,5-10 вес.% Ni и 6-25 вес.% Мо. Молибден и никель находятся в катализаторе в виде фаз Ni₂Mo₃N, Ni, Mo₂N и малого количества оксидов. Катализатор получается: спеканием порошка γ-Al₂O₃ при 500-550°C в течение 4-5 ч; пропитка полученного материала в растворе ацетата никеля, молибдата аммония и аммиачной воды в течение 2-4 ч.CN patent No. 101099934 (B01J 21/04, 2006) describes a catalyst for the hydro-saturation of aromatic compounds. The catalyst consists of a molded γ-Al ₂ O ₃ powder coated with transition metal nitride. Of the active components, the catalyst contains 2.5-10 wt.% Ni and 6-25 wt.% Mo. Molybdenum and nickel are in the catalyst in the form of phases Ni ₂ Mo ₃ N, Ni, Mo ₂ N and a small amount of oxides. The catalyst is obtained by: sintering a powder of γ-Al ₂ O ₃ at 500-550 ° C for 4-5 hours; impregnation of the obtained material in a solution of nickel acetate, ammonium molybdate and ammonia water for 2-4 hours

Отличие указанных катализаторов заключается в их составе. В первом патенте катализатор состоит из чистого нитрида, нанесенного на носитель, в то время как во втором патенте катализатор включает также фазы Ni и Mo₂N.The difference between these catalysts lies in their composition. In the first patent, the catalyst consists of pure nitride supported on a carrier, while in the second patent, the catalyst also includes Ni and Mo ₂ N phases.

Основными методами получения катализаторов на сегодняшний день являются метод пропитки и метод осаждения активной части на носитель. Из уровня техники известно использование процессов ультразвуковой кавитации для получения катализаторов.The main methods for producing catalysts today are the method of impregnation and the method of deposition of the active part on a carrier. The prior art it is known to use ultrasonic cavitation processes to obtain catalysts.

Использование высокоинтенсивных кавитационных воздействий является удачным технологическим решением для увеличения удельной поверхности и активности биметаллических нитридов.The use of high-intensity cavitation influences is a successful technological solution for increasing the specific surface and activity of bimetallic nitrides.

Известен селективный катализатор гидрирования органических соединений и метод его получения (патент RU №2366504, МПК B01J 23/40, 2008 г.). Этот катализатор состоит из нанодисперсных частиц металлов VIII группы на углеродном носителе. Получают катализатор методом пропитки с последующим восстановлением активной части в щелочной среде при ультразвуковом воздействии с частотой 35 кГц. В результате такой обработки увеличивается активность катализатора.Known selective catalyst for the hydrogenation of organic compounds and the method for its preparation (patent RU No. 2366504, IPC B01J 23/40, 2008). This catalyst consists of nanosized particles of Group VIII metals on a carbon support. The catalyst is obtained by impregnation, followed by restoration of the active part in an alkaline medium under ultrasonic treatment with a frequency of 35 kHz. As a result of this treatment, catalyst activity increases.

В патенте US №7767159, МПК В06В 1/00, 2007 г., описан звуковой реактор неразрывного потока, в котором описан центробежный насос, приспособленный для возбуждения звуковых волн высокой интенсивности. Ротор и статор насоса имеют несколько отверстий, размер и расположение которых специально подобраны для получения звуковых волн интенсивностью более 1 МВт/м². Звуковая волна формирует кавитационные пузыри в жидкости, схлопывание которых может вызывать экзотермические реакции в жидкости. Звуковой реактор может быть сконструирован для производства тепла, очистки масла, производства катализаторов, дистилляцию воды и других применений.In US patent No. 7767159, IPC B06B 1/00, 2007, a continuous flow sound reactor is described, which describes a centrifugal pump adapted to excite high intensity sound waves. The pump rotor and stator have several openings, the size and location of which are specially selected for receiving sound waves with an intensity of more than 1 MW / m ² . A sound wave forms cavitation bubbles in a fluid, the collapse of which can cause exothermic reactions in the fluid. A sound reactor can be designed for heat production, oil refining, catalyst production, water distillation, and other applications.

В патенте US №6303537, МПК B01J 23/58, 1999 г., описан катализатор на основе палладия и золота, нанесенных на пористый носитель, в качестве которого могут быть использованы оксидные, карбидные, углеродные и др. материалы, а также метод получения с помощью звукового воздействия. Катализатор получают пропиткой пористого носителя растворами соединений активных металлов. После активные металлы осаждают в виде нерастворимого осадка на пористом носителе, а затем восстанавливают жидкими восстановителями под воздействием ультразвука. Такая обработка позволяет добиться повышения активности катализатора в реакции производства винилацетата путем проведения реакции с этиленом, кислородом и уксусной кислотой.US patent No. 6303537, IPC B01J 23/58, 1999, describes a catalyst based on palladium and gold deposited on a porous support, which can be used as oxide, carbide, carbon and other materials, as well as a method for producing using sound exposure. The catalyst is prepared by impregnating the porous support with solutions of active metal compounds. After the active metals are precipitated in the form of an insoluble precipitate on a porous support, and then reduced with liquid reducing agents under the influence of ultrasound. This treatment allows to increase the activity of the catalyst in the reaction for the production of vinyl acetate by reacting with ethylene, oxygen and acetic acid.

Применение ультразвука при производстве материалов, в том числе каталитических, дает возможность получения материалов с рядом новых химических и физических свойств.The use of ultrasound in the production of materials, including catalytic ones, makes it possible to obtain materials with a number of new chemical and physical properties.

За прототип выбрана технология создания катализатора по патенту US №6303537.For the prototype, the technology of creating a catalyst according to US patent No. 6303537 was selected.

Задачей изобретения является получение высокоэффективного гетерогенного наноструктурного катализатора гидрирования углеводородов на основе биметаллической нитридной фазы (Ni₂Mo₃N), обладающих высокой каталитической активностью по отношению к реакциям гидрирования, а также применение высокоинтенсивной ультразвуковой кавитационной обработки при получении материалов. Поставленная задача решается благодаря тому, что получаемый методом осаждения продукт дополнительно обрабатывают высокоинтенсивным ультразвуковым излучением в кавитационном режиме, что приводит к значительному измельчению активных центров катализатора и повышению его каталитической активности.The objective of the invention is to obtain a highly efficient heterogeneous nanostructured catalyst for the hydrogenation of hydrocarbons based on a bimetallic nitride phase (Ni ₂ Mo ₃ N) with high catalytic activity in relation to hydrogenation reactions, as well as the use of high-intensity ultrasonic cavitation treatment in the preparation of materials. The problem is solved due to the fact that the product obtained by the deposition method is additionally treated with high-intensity ultrasonic radiation in the cavitation mode, which leads to a significant grinding of the active sites of the catalyst and an increase in its catalytic activity.

Технический результат заключается в получении высокоэффективного гетерогенного наноструктурного катализатора на основе биметаллической нитридной фазы (Ni₂Mo₃N), а также увеличении удельной поверхности нитрида до 132 м²/г и увеличении активности в реакции метанирования на 23%, повышении механической прочности катализатора за счет наноразмерной структуры биметаллического нитрида.The technical result consists in obtaining a highly efficient heterogeneous nanostructured catalyst based on a bimetallic nitride phase (Ni ₂ Mo ₃ N), as well as increasing the specific surface of the nitride to 132 m ² / g and increasing the activity in the methanation reaction by 23%, increasing the mechanical strength of the catalyst due to nanoscale structure of bimetallic nitride.

Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.

Способ получения катализатора метанирования углекислоты на основе биметаллического нитрида Ni₂Mo₃N. Сначала осуществляют стадию выпаривания никеля и молибдена из совместного раствора, содержащего нитрат никеля и молибденовокислый аммоний.A method of producing a carbonic acid methanation catalyst based on bimetallic nitride Ni ₂ Mo ₃ N. First, the step of evaporating nickel and molybdenum from a joint solution containing nickel nitrate and ammonium molybdenum acid is carried out.

Затем ведут стадию термохимической обработки осадка в токе водорода и его пассивацию.Then the stage of thermochemical treatment of the precipitate in a stream of hydrogen and its passivation are carried out.

При этом активацию катализатора проводят путем обработки суспензии 10 вес.% нитридного порошка в этаноле ультразвуком с мощностью до 1 кВт.In this case, the activation of the catalyst is carried out by processing a suspension of 10 wt.% Nitride powder in ethanol with ultrasound with a power of up to 1 kW.

Положительный эффект заключается в том, что разрабатываемые наноструктурные гетерогенные катализаторы гидрирования углеводородов на основе Ni₂Mo₃N обеспечивают возможность замены дорогостоящих катализаторов на основе металлов платиновой группы на более дешевые, но не менее эффективные системы на основе Ni-Мо.The positive effect is that the nanostructured heterogeneous catalysts for hydrogenation of hydrocarbons based on Ni ₂ Mo ₃ N that are being developed provide the ability to replace expensive catalysts based on platinum group metals with cheaper, but no less efficient Ni-Mo based systems.

Можно сделать вывод о том, что системы на основе Ni и Мо нашли широкое применение в промышленных процессах. В частности, они используются в качестве катализаторов при гидроочистке топлив от азота и серы, а также при гидрооблагораживании нефтепродуктов.It can be concluded that systems based on Ni and Mo are widely used in industrial processes. In particular, they are used as catalysts for hydrotreating fuels from nitrogen and sulfur, as well as for hydrofining of petroleum products.

В основном, технический результат предлагаемого катализатора достигается благодаря повышению его каталитической активности, селективности и механической прочности за счет наноразмерной структуры на основе биметаллической нитридной фазы (Ni₂Mo₃N) с использованием высокоинтенсивной ультразвуковой кавитационной обработки.Basically, the technical result of the proposed catalyst is achieved by increasing its catalytic activity, selectivity and mechanical strength due to the nanoscale structure based on the bimetallic nitride phase (Ni ₂ Mo ₃ N) using high-intensity ultrasonic cavitation treatment.

Также достижение технического результата происходит за счет изменения технологии производства катализатора, использование высокоинтенсивных ультразвуковых воздействий положительно влияет на свойства конечного продукта.Also, the achievement of the technical result occurs due to a change in the technology of production of the catalyst, the use of high-intensity ultrasonic influences positively affects the properties of the final product.

Способ получения гетерогенных наноструктурных катализаторов гидрирования углеводородов заключается в следующем.The method of obtaining heterogeneous nanostructured catalysts for the hydrogenation of hydrocarbons is as follows.

Пример.Example.

В чаше смешивают водные растворы нитрата никеля (Ni(NO₃)₂) и аммония молибденовокислого ((NH₄MoO₄) с концентрациями 0,5 моль/л и 0,05 моль/л соответственно при соотношении объемов никельсодержащего к молибденсодержащему раствору, равном 10/21. Раствор выпаривают на водяной бане при температуре 95°C до образования пастообразной массы. Полученную смесь сушат при температуре 80°C в сушильном шкафу. Высушенный порошок восстанавливают в трубчатой печи в токе водорода при линейной скорости нагрева, равной 5°C/мин, до температуры 660°C и выдержке до влажности отходящих газов менее 3%.In a bowl, aqueous solutions of nickel nitrate (Ni (NO ₃ ) ₂ ) and ammonium molybdenum acid ((NH ₄ MoO ₄ ) with concentrations of 0.5 mol / L and 0.05 mol / L, respectively, are used with a volume ratio of nickel-containing to molybdenum-containing solution equal to 10/21 The solution is evaporated in a water bath at a temperature of 95 ° C until a pasty mass is formed. The resulting mixture is dried at a temperature of 80 ° C in an oven. The dried powder is restored in a tubular furnace in a stream of hydrogen at a linear heating rate of 5 ° C / min, to a temperature of 660 ° C and exposure to humidity exhaust gas less than 3%.

После окончания восстановления порошок охлаждали в токе водорода до комнатной температуры, после чего пассивировали в атмосфере технически чистого азота. Восстановленный порошок смешивали с этанолом до концентрации взвеси 10 г/л.After completion of the reduction, the powder was cooled in a stream of hydrogen to room temperature, after which it was passivated in an atmosphere of technically pure nitrogen. The reconstituted powder was mixed with ethanol to a suspension concentration of 10 g / L.

Полученную суспензию обрабатывали ультразвуком мощностью 1 кВт в режиме циркуляции суспензии в течение 10 минут. После этого порошок фильтруют и высушивают при комнатной температуре до исчезновения запаха спирта. Использование ультразвуковой обработки позволяет увеличить удельную поверхность нитрида (активных частиц катализатора), определяемую методом низкотемпературной адсорбции азота, с 47 (образец без дополнительной обработки) до 132 м²/г. Активность такого катализатора в реакции метанирования углекислоты на 23% выше активности стандартного платинового катализатора.The resulting suspension was treated with 1 kW ultrasound in a suspension circulation mode for 10 minutes. After that, the powder is filtered and dried at room temperature until the smell of alcohol disappears. The use of ultrasonic treatment allows you to increase the specific surface of nitride (active catalyst particles), determined by the method of low-temperature nitrogen adsorption, from 47 (sample without additional processing) to 132 m ² / g. The activity of such a catalyst in the reaction of methanation of carbon dioxide is 23% higher than the activity of a standard platinum catalyst.

Claims (1)

Способ получения катализатора метанирования углекислоты на основе биметаллического нитрида Ni₂Mo₃N, отличающийся тем, что осуществляют стадию выпаривания никеля и молибдена из совместного раствора, содержащего нитрат никеля и молибденовокислый аммоний, затем ведут стадию термохимической обработки осадка в токе водорода и его пассивацию, при этом активацию катализатора проводят путем обработки суспензии 10 вес.% нитридного порошка в этаноле ультразвуком с мощностью до 1 кВт. A method of producing a carbonic acid methanation catalyst based on bimetallic nitride Ni ₂ Mo ₃ N, characterized in that the stage of evaporation of nickel and molybdenum from a joint solution containing nickel nitrate and ammonium molybdenum acid is carried out, then the stage of thermochemical treatment of the precipitate in a stream of hydrogen and its passivation are carried out at This activation of the catalyst is carried out by processing a suspension of 10 wt.% nitride powder in ethanol with ultrasound with a power of up to 1 kW.