Смесь для получения каталитического материала на основе кобальтита

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(54) СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Шаповалова Елена Федоровна Карпинский Дмитрий Владимирович Чобот Александра Николаевна(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(57) Смесь для получения каталитического материала на основе кобальтита, отличающаяся тем, что содержит оксид кобальта, оксид празеодима и карбонат стронция при следующем соотношении компонентов, мол. Изобретение относится к области катализа, в частности к каталитическим материалам на основе сложных оксидов кобальта со структурой перовскита для уменьшения содержания сажи в дизельных отходах. Известна смесь для получения каталитического материала для снижения температуры горения дизельного топлива, содержащая не реагирующий с серой термостойкий неорганический оксид элемента из группы, включающей , , , 1, осажденный на по крайней мере одном каталитическом металле из группы ,и 1. Эта смесь для получения каталитического материала содержит неорганический оксид, осажденный на подложке из каталитического металла, и приводит к снижению температуры горения дизельной сажи. Недостатком этой смеси для получения каталитического материала является ее высокая стоимость, так как она содержит благородные металлы (платину, палладий или родий) к тому же приготовление каталитического материала из этой смеси требует дорогостоящего оборудования, длительного многоступенчатого технологического процесса (приготовление водного раствора металлического оксида, получение из него суспен 13760 1 2010.10.30 зии с растворителем, включающим по меньшей мере один органический амфифильный агент, сушка полученного продукта, распыление его на подложку) и больших энергозатрат. Известна смесь для получения каталитического материала для обработки выхлопных газов дизельного двигателя, содержащая неорганические оксиды и/или кислотообразующую цеолитовую компоненту 2, имеющая общую формулу 12222, где М 1 - эквивалент изменяемого катиона, соответствующего по количеству компоненте М 2 М 2 - трехвалентный элемент, вместе собразующий оксидный каркас цеолита / - отношение 2/22,- количество абсорбированной воды, 2 содержит по крайней мере один металл из группы 1, , , , , , ,и , а 1 выбирается из группы, содержащей водород и , , , , , , , , , , , , , , , , , ,и . По своей сущности она наиболее близка к предлагаемому изобретению и выбрана в качестве прототипа. Общими существенными признаками прототипа и заявляемого технического решения является то, что в обоих случаях функциональный материал для изготовления катализатора используются оксиды стронция и кобальта. К недостаткам указанного материала следует отнести сложный состав, включающий дорогостоящие элементы (платину, палладий и родий), получение его представляет сложный и энергоемкий технологический процесс. Задачей, решаемой данным изобретением, является получение смеси для приготовления каталитического материала более простого по составу, дешевого, не требующего использования дорогостоящих металлов платины, палладия и родия, с использованием более простой и менее энергоемкой технологии изготовления. Поставленная задача решается тем, что смесь для получения каталитического материала на основе кобальтита отличается тем, что содержит оксид кобальта, оксид празеодима и карбонат стронция при следующем соотношении компонентов, мол. 49,5-50,5 611 24-26 3 24-26. Получение каталитического материала из смеси производится следующим образом. Поликристаллические образцы получают из простых оксидов и карбонатов 611, 3 и , взятых в стехиометрическом соотношении. Синтез образцов проводится на воздухе. Затем они отжигаются для получения составов, однородных по кислороду. Для выявления примесей проводится рентгенофазовый анализ. Пример конкретной реализации. Берем 2,411 г 611, 2,09 г 3 и 2,122 г . Оксиды смешиваем в планетарной мельнице фирмы . Ддя получения материала с высокой каталитической активностью необходимо, чтобы зерна имели малые размеры, а для контакта с частичками сажи и газа необходима высокая пористость материала. Было проведено исследование микроструктуры материала в зависимости от условий синтеза. Температура синтеза варьировалась от 1100 до 1300 С. При температуре синтеза ниже 1100 С образцы содержали примеси посторонних фаз. При температуре синтеза выше 1200 С происходило резкое уменьшение пористости и увеличение размера зерен. Таким образом, было установлено,что оптимальной температурой синтеза является 1150 С. Для получения однородных по кислороду составов образцы отжигаем при 600 С в течение 2-х суток. Рентгенофазовый анализ, проведенный на дифрактометре ДРОП-3 М в - излучении, не выявил следов примесей. Частично замещенный празеодимом кобальтит стронция со структурой перовскита имеет более простой состав по сравнению с аналогом, не содержит дорогостоящих компонент, приготовление его по обычной керамической технологии не требует длительного времени и больших энергетических затрат. Микроструктура наноструктурированного образца 0,50,53 имеет более высокую пористость (фиг. 1) по сравнению с микрострук 2 13760 1 2010.10.30 турой керамического образца 3 (фиг. 2). Как видно, частичная замена ионов стронция ионами празеодима позволяет получить высокопористый материал с мелким однородным по размеру и форме зерном. Это обеспечивает большую контактную поверхность проходящих газов с катализатором окислительных реакций. Каталитическая активность перовскитоподобного кобальтита в ходе длительных окислительных процессов при высокой температуре снижается намного медленнее, чем металлов группы платины. Источники информации 1. Патент США 4,849,399, МПК 01 35/0401 35/0001 23/4001 53/9401 3/035, 1989. 2. Патент США 7,078,004, МПК 01 8/00, 2006. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3