Способ получения катализатора окислительных реакций на основе кобальтита лантана

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТИТА ЛАНТАНА(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Карпинский Дмитрий Владимирович Шаповалова Елена Федоровна(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(57) Способ получения катализатора окислительных реакций на основе кобальтита лантана, включающий смешивание в стехиометрическом соотношении оксидов лантана, кобальта и железа и их отжиг, отличающийся тем, что отжиг проводят при температуре 1320 С в течение 5 часов с последующим охлаждением со скоростью 100 С/ч, затем отжигают в восстановительной атмосфере и проводят окончательный отжиг на воздухе при температуре 800 С в течение 3 часов. Изобретение относится к области нанотехнологии и экологии, в частности к области очистки сточных вод и промышленных выбросов в атмосферу с помощью катализатора окислительных реакций на основе кобальтита лантана. Известен способ получения катализатора 1, состоящий в том, что смешивают водные растворы по крайней мере одного металлагруппы и по крайней мере одного переходного металла группы . Впрыскивают смесь водных растворов под давлением в порошок микросферических частиц алюминия для его пропитки и высушивают. Такие носители,как добавки для жидкого каталитического крекинга, должны обладать особыми свойствами сферической формой частиц (размер их 50-350 мкм), высокой термостабильностью и твердостью, каталитической поверхностью 80-250 м 2/г для внедрения активного металла. Носителем частиц перовскита служил 23 как основная фаза. Недостатком этого способа является то, что носители неизбежно химически взаимодействуют со сложным оксидом, в результате образуются А-содержащие перовскит или шпинель без каталитической активности, приводя к частичному загрязнению активных компонент и общему падению активности катализатора. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения катализатора для очистки сточных вод и промышленных отходов, описанный в 2. Данный способ состоит в том, что получают аморфный раствор - пре 14036 1 2011.02.28 курсора, где -металл из группы , , , Со, , ,иили , добавляют в него соль циркония или церия, окисляют аморфный раствор в присутствии поверхностноактивного вещества до получения прозрачного однородного раствора доводятраствора до образования твердого осадка, отделяют из осадка раствор и поверхностно-активное вещество отжигают осадок при температуре выше 450 С. К недостаткам указанного способа следует отнести сложность и многоступенчатость процесса, а также недостаточно развитую поверхность, что снижает каталитическую активность материала. Задачей данного изобретения является упрощение способа повышения каталитической активности. Поставленная задача решается тем, что способ получения катализатора окислительных реакций на основе кобальтита лантана включает смешивание в стехиометрическом соотношении оксидов лантана, кобальта и железа и их отжиг. Новым, по мнению авторов, является то, что отжиг проводят при температуре 1320 С в течение 5 ч с последующим охлаждением со скоростью 100 С/ч, затем отжигают в восстановительной атмосфере и проводят окончательный отжиг на воздухе при температуре 800 С в течение 3 ч. Сущность изобретения заключается в том, что при использовании способа получения катализатора окислительных реакций на основе кобальтита лантана производят синтез обычного керамического материала, затем отжигают его в восстановительной атмосфере до простых оксидов лантана и кобальта и затем отжигают при низких температурах, чтобы затруднить агрегацию частиц продукта и получить развитую поверхность, что приводит к уменьшению среднего размера частиц в 40-45 раз по сравнению с исходным материалом. Перечисленные особенности заявляемого способа получения мелкодисперсного катализатора окислительных реакций являются существенными отличиями по сравнению с прототипом, так как их отсутствие не позволяет достичь поставленной цели разработать способ получения мелкодисперсного катализатора на основе кобальтита лантана для использования в реакциях каталитического горения. Преимуществами заявляемого способа являются также простота технологии, относительно недорогая аппаратура,небольшие длительность и энергоемкость процесса. Пример конкретного осуществления. Образцы 0,50,53 приготавливаются методом твердофазных реакций при температуре 1320 С на воздухе из смеси ЧДА оксидов а 2 О 3, Со 3 О 4, 23. Параметры элементарной ячейки образцов равны 3,846(9) ,90,7, пространственная группа - 3-. Результаты исследования микроструктуры показали, что средний размер зерна составляет 5-7 мкм в исходных образцах, 3-510-1 мкм в восстановленных и 1-210-1 мкм в окисленных после восстановления, т.е. последовательным восстановлением и низкотемпературным окислением достигается 40-кратное уменьшение среднего размера и соответственное увеличение общей поверхности частиц в сравнении с исходным материалом, что приводит к значительному увеличению каталитической активности. Преимуществом данного изобретения является то, что заявляемый способ получения катализатора окислительных реакций на основе кобальтита лантана позволяет получить катализатор окислительных реакций на основе кобальтита лантана со средним размером зерна 0,1-0,2 мкм. В то время как при использовании обычной керамической технологии полученный катализатор имеет средний размер зерна 5-7 мкм, что в 40-45 раз снижает каталитическую активность. Предложенный способ является простым и дешевым. Использованная литература 1. Патент США 6,383,979. 2. Патент США 7,132,093. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.