Wpływ domieszkowania na właściwości katalizatora nośnikowego Co3O4/Al2O3

A series of catalysts based on Bi-promoted cobalt spinel of the general formula BixCo3-xO4 (x = 0; 0.004; 0.02; 0.03; 0.04; 0.07; 0.08; 0.11; 0.19; 0.31; 1.19; 1.73; 1.83) was prepared by co-precipitation method. The catalyst Bi0.04Co2.96O4 was doped with potassium in quantity of 1.19; 2.24; 5.63; 7.29 atoms of K per nm2. Catalysts were characterized by means of XRF, XRD, RS and N2-BET methods and their catalytic activity was checked in deN2O reaction under dry and wet atmospheres. The studies were related to a low temperature decomposition of nitrous oxide from nitric acid’s installations and from hospital ventilation ducts. It has been shown that bulk doping with Bi in the range of x =0.004 – 0.2 and surface doping with K in the range of 1-2.5 at. K/nm2 have a positive promotional effect on the activity of catalysts in deN2O reaction. For the most active BixCo3-xO4 materials showing 90% of conversion at above 380ºC no water impact, important from industrial point of view, was observed.

Zsyntezowano serię katalizatorów na bazie spinelu kobaltowego domieszkowanego bizmutem o wzorze ogólnym BixCo3-xO4 (x = 0; 0,004; 0,02; 0,03; 0,04; 0,07; 0,08; 0,11; 0,19; 0,31; 1,19; 1,73; 1,83). Ponadto układ Bi0,04Co2,96O4 zadotowano powierzchniowo potasem na poziomie 1,19; 2,24; 5,63; 7,29 atomów K/nm2. Katalizatory poddano charakterystyce za pomocą metod XRF, XRD, RS, N2-BET oraz zbadano ich aktywność w reakcji deN2O w warunkach atmosfery suchej i wilgotnej. Badania prowadzono pod kątem niskotemperaturowego rozkładu podtlenku azotu w instalacjach kwasu azotowego i szpitalnianych ciągów wentylacyjnych. Wykazano, że domieszkowanie spinelu kobaltowego bizmutem w zakresie odpowiadającym x = 0,004 - 0,2 i promocja powierzchni potasem na poziomie 1 – 2,5 l.at. K/nm2 pozytywnie wpływa na jego aktywność katalityczną. Dla najaktywniejszych układów BixCo3-xO4, powyżej temperatury 380ºC odpowiadającej 90% konwersji obserwuje się brak wpływu wody na aktywność katalizatorów, co jest istotne w kontekście przemysłu.