Найден способ создания эффективных катализаторов для сжигания промышленных отходов

Химики из Института катализа СО РАН показали, что соединения на основе оксидов железа и алюминия и их модификация оксидом меди могут не менее эффективными катализаторами для эффективной утилизации низкосортного топлива и отходов, чем более дорогие металлы, и изучили их процесс восстановления при различных температурах. Результаты исследований опубликованы в журнале Inorganic Chemistry.

Сжигание, или окисление, веществ с помощью катализаторов — соединений, ускоряющих химические реакции, — все больше привлекает внимание исследователей. Каталитическое сжигание топлива в кипящем слое катализатора позволяет эффективнее использовать традиционные виды топлива (уголь, торф), обеспечивая высокую производительность и экологичность процесса. Так же можно утилизировать разные виды промышленных отходов, например, от производства нефтяных и пищевых продуктов, используя их как топливо. Чаще всего применяют вещества на основе платины и палладия, однако, их использование довольно дорого, а потому может быть не оправдано. Наиболее перспективными катализаторами считаются дешевые соединения на основе оксидов железа и алюминия и их модификация оксидом меди.

В рамках проекта, поддержанного грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда, сотрудники Института катализа СО РАН исследуют природу каталитического действия таких веществ и изучают механизмы протекающих на их поверхности реакций, чтобы в дальнейшем целенаправленно получать соединения с максимальной активностью. Для улучшения свойств катализаторов авторы используют промоторы — специальные добавки, которые повышают такие характеристики как, например, активность или устойчивость к повышенным температурам. Однако в некоторых случаях промотирование катализаторов приводит к изменению их свойств: процессов восстановления и фазовых переходов — смены фаз вещества под действием внешних условий.

«Мы исследовали процессы восстановления у ряда катализаторов на основе оксидов железа и алюминия, а также их модификации оксидом меди. Исследование проведено в режиме in situ, то есть когда катализатор непосредственно помещался в восстановительную атмосферу, в нашем случае — в поток угарного газа. Мы изучали его физико-химические параметры с помощью различных методов в температурном диапазоне от 20 до 700 °С. Теперь мы понимаем, при каких температурах происходит активация и дезактивация катализатора, а также какие фазы в составе композитного соединения влияют на его активность и стабильность», — рассказал руководитель проекта, научный сотрудник Института катализа СО РАН Андрей Сараев.

По словам, ученого, в дальнейшем группа планирует исследовать эти системы в условиях окислительно-восстановительной среды в присутствии паров воды, т. е. максимально приближенных к условиям промышленного производства.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.