Nośnikowe katalizatory złotowe i rutenowe w reakcji utleniania tlenku węgla tlenem i parą wodną

Przedmiotem pracy było porównanie katalizatorów złotowych i rutenowych w reakcjach utleniania tlenku węgla tlenem i parą wodną. Określono wpływ rodzaju metalu szlachetnego (Ru, Rh, Pd, Ir, Pt i Au) oraz nośnika (SiO2, Al2O3, Cr2O3 i Fe2O3), metody i warunków preparatyki nośnikowych katalizatorów oraz dodatku alkaliów na ich właściwości fizykochemiczne i katalityczne w reakcjach utleniania tlenku węgla tlenem lub parą wodną. Do badań zastosowano następujące techniki eksperymentalne: XRD, TG–DTA–MS, TPR i TOF–SIMS oraz testy katalityczne. Wpływ rodzaju metalu naniesionego na powierzchnię Fe2O3 na aktywność w reakcji CO + H2O CO2 + H2 obrazuje szereg malejący: Ru = ~ Rh > Pt > Ir > Pd > Au. Wpływ rodzaju nośnika na aktywność katalizatorów Ru/nośnik przejawiał się następująco: (Na,K)Fe2O3 > Fe2O3 > Cr2O3 > Al2O3 = ~ SiO2 = ~ 0, natomiast dla katalizatorów Au/nośnik w reakcji CO+1/2O2 CO2 zmieniał się w  szeregu: (Na, K) Fe2O3 > Fe2O3 > TiO2 > Al2O3. Znaczące efekty promujące aktywność katalizatorów wynikają z obecności alkaliów – jonów sodowych i potasowych

---

The activity of the Fe2O3-supported 0.5–5.0% transition group metal catalysts in the water gas shift reaction ((3:6:91 v/v) CO–O2–He, H2O/CO = 1.7 by moles, -80–500oC) fell in the descending order: Ru ~ Rh > Pt > Ir > Pd > Au. In the Ru and the Au catalysts, supports suppressed the activity in the following orders: (Na, K)/Fe2O3 > Fe2O3 > Cr2O3 > Al2O3 = ~ SiO2 = ~ 0 (inactive catalysts) and (Na, K)/Fe2O3 > Fe2O3 > TiO2 > Al2O3, resp. Na and K (3.6% K) enhanced the activity to yield 50–80% CO conversions. Active centers included Ru⁰ and redox Fe2+-Fe3+ of magnetite Fe3O4. Support’s redn., 3Fe2O3 + CO = 2 Fe3O4 + CO2, is prerequiste for Ru/K/Fe2O3 to be active. Similarly, dehydroxylation of the K-coated Fe2O3 surface, 2Fe-OH Fe3+-O + Fe2+ + Vo + H2O, is essential for Au/K/Fe2O3 to be active.