Нановолокнистые оксигидроксиды алюминия, модифицированные ионами марганца (II) - прекурсоры марганецсодержащих катализаторов глубокого окисления метана

Abstract

Одностадийное получение прекурсоров для каталитических систем состава MnOх/Al2O3 для высокотемпературного сжигания является перспективным для технологий катализаторов. Цель работы: установить влияние концентрации ионов марганца (II) на каталитические свойства нановолокнистого оксигидроксида алюминия, модифицированного ионами марганца (II) в реакции полного окисления метана. Методы исследования: фотоколориметрия, хроматография, рентгенофазовый (рентгенографический) анализ. Результаты: Синтезирован нановолокнистый оксигидроксид алюминия (AlOOH), модифицированный различными количествами ионов марганца (II), который является прекурсором катализаторов глубокого окисления метана. Показано, что каталитическая активность полученных марганецсодержащих систем зависит от количества марганца и условий термической активации. Установлено, что наиболее перспективным катализатором высокотемпературного сжигания метана является система с содержанием марганца в прекурсоре 5,7 мас. %. Данный катализатор не изменяет своего фазового состава при эксплуатации, а 50 % конверсия метана достигается при 530 °С, в сравнении с системой с содержанием марганца в прекурсоре 10,5 мас. %, в которой 50 % конверсия достигается при 680 °С. Применение катализатора с содержанием марганца 5,7 мас. % позволит запускать и переводить в автотермический режим тепловые конвекторы при прогреве каталитического слоя до 500-530 °С. Нановолокнистые оксигидроксиды алюминия, модифицированные ионами марганца (II) - прекурсоры марганецсодержащих катализаторов глубокого окисления метана.

The one-step preparation of precursors for MnOx/Al2O3 catalytic systems for high*temperature incineration is a promising technology for the catalysts. The aim of the research is to establish the effect of manganese ions (II) concentration on catalytic properties of nanofibrous aluminum oxyhydroxide, modified with manganese ion (II) at methane complete oxidation. Methods: photocolorimeter, chromatography, X-ray analysis. Results: The authors have synthesized nanofibrous aluminum oxyhydroxide (AlOOH), modified with different amounts of manganese ions (II), which is the precursor for methane deep oxidation catalysts. It was shown that the catalytic activity of the manganese-based system obtained depends on manganese amount and thermal activation conditions. It was ascertained that the most promising catalyst for methane high*temperature combustion is a system with manganese content in the precursor 5,7 wt. %. This catalyst does not change its phase composition during the operation; 50 % methane conversion is achieved at 530 °C, as compared with the system with manganese content in the precursor of 10,5 wt. %, where 50 % conversion is achieved at 680 °C. Use of the catalyst with manganese content of 5,7 wt. % allows you to run and to turn heat convectors autothermally when heating catalyst bed to 500…530 °C.