DeNOx reakciók mechanizmusának tanulmányozása nemesfém katalizátorokon = Study of the mechanism of deNOx reactions on supported noble metal catalysts

摘要

Elsőként 1,5-6t%Ag/ Al2O3 katalizátorokon vizsgálták az NOx szelektív katalitikus redukcióját propán és propilén redukálószerrel oxigén feleslegben MTA-CSIC egüttműködésben. A katalizátorokat inverz mikroemulziós módszerrel valamint Ag-EDTA komplexel történő impregnálással állították elő. Megállapították, hogy a katalitikus aktivitás 3-5 t% Ag tartalomnál maximumot mutat, ami nem függ a készítés módjától és az alkalmazott redukálószertől. A jelenséget azzal értelmezték, hogy a katalitikusan aktív helyek Ag-alumináthoz hasonló szerkezetűek, melyek lokálisan tetraéderes szimmetriájuak de az első oxigén héj rendezetlen, ami a katalitikus aktivitást adja. A magyar partner XPS, H2-TPR és katalitikus mérésekkel vett részt a projektben. Módszert dolgoztak ki hordozós ezüst katalizátorok Ag felületének meghatározására. A redukált ezüst tartalmú katalizátort argonban 400 oC-ra fűtik, majd 0,1-1 mL 2% N2O/Ar gázzal titrálják és mérik a keletkező N2-t, valamint az N2O fogyását. Ilyen körülmények között a N2O katalitikus bomlása nitrogénné és oxigénné még nem indul meg, csak a felületi ezüst atomok oxidálódnak stöchiomertrikus reakcióban, miközben N2 keletkezik és nincs oxigén beoldódás sem az ezüst részecskékbe. A fenti mérésekkel valamint XPS vizsgálatokkal megállapították, hogy az ezüst hidrogénes kezelésben szinterelődik, de oxigénes kezeléssel ismét szétterül az Al2O3 felületén. A katalitikus aktivitás nem függött az ezüst felület nagyságától. | According to the work plan the selective catalytic reduction of NOx with propane and propene was studied in the presence of excess oxygen on Ag/Al2O3 catalysts. The catalysts were prepared by inverse microemulsion method as well as by impregnation with Ag-EDTA. The Ag content was 1.5-6 w%. The catalytic activity showed a maximum at 3-5 w% Ag content and was independent of the way of preparation. The catalytical active centres were Ag-alunimate like structures which have locally tetrahedral symmetry but the first oxygen shell is unordered resulting in the catalytic activity. An in situ method was developed to measure the Ag metal surface area. The reduced catalyst is heated in Ar to 400oC and is titrated with 0.1-1mL 2v% N2O/Ar. There is a stochiometric reaction with metallic Ag to form surface AgO and N2 gas without dissolution of oxygen or deeper oxidation of Ag. From the N2O consumption and N2 formation the number of surface Ag atoms can be calculated. Ag surface area measurements as well as XPS showed a sintering of Ag in hydrogen and a spreading on oxidation. The sintering and spreading can be repeated several times. There was no correlation between the catalytic activity and the metallic Ag surface area.