Catalizador Altamente Funcional Para la Purificación de los Gas De Escape Industriales - Tempe Inferior

Temas Revestidos

Antecedentes

Sinopsis

Antecedentes de la Investigación

Historia de la Investigación

Descripción de la Investigación

Perspectivas Futuras

Antecedentes

·         Se ha desarrollado un catalizador nuevo del platino-alúmina que permite retiro por la oxidación de las pastas orgánicas volátiles dañinas presentes en gas de escape de la fábrica.

·         La temperatura de la reacción es 100 temperaturas que actuales más inferiores de la reacción del ºC.

·         La resistencia térmica del catalizador es el ºC aproximadamente 200 más arriba y no hay deterioro en la temperatura alta.

Sinopsis

Toshihiko Osaki, Investigador Sénior, del Grupo Meso-Poroso de la Cerámica (Koji Tajiri, Arranque De Cinta del Grupo) del Instituto de Investigación de los Materiales para el Revelado Sostenible (Mamoru Nakamura, Director) y del Grupo de Tecnologías de Sinterización Avanzado (Koji Watari, Arranque De Cinta del Grupo) del Instituto de Investigación Avanzado de la Fabricación (Hideto Mitome, Director), del Instituto Nacional de la Ciencia y de la Tecnología Industriales Avanzadas (AIST, Hiroyuki Yoshikawa, Director), así como NGK Insulators Ltd. (Evite Matsushita, Presidente), han tenido éxito en desarrollar un catalizador altamente poroso del platino-alúmina para el uso en los purificators industriales del gas de escape (Cuadro 1) con la característica de la resistencia da alta temperatura acoplada con una eficacia alta.

La temperatura de la reacción de este catalizador es el ºC 100 más inferior que las temperaturas de la reacción de los catalizadores actualmente funcionando, y la resistencia térmica se ha mejorado al ºC aproximadamente 200. Las características de este catalizador, así como el uso del hidróxido de aluminio del bajo costo como la materia prima, y la puesta en vigor de un bajo costo y el proceso simple tal como deshidratación por congelación, llevarán a la extensión de sus aplicaciones.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - Aplicaciones para el nuevo catalizador

Cuadro 1.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - catalizador del cryogel del Platino-Alúmina (18 milímetros de diámetro, y 23 milímetros de largo)

Cuadro 2.

Antecedentes de la Investigación

Los Catalizadores que contienen platino u otras partículas del metal precioso utilizadas en el alúmina son utilizados para el retiro por la oxidación de los VOC (pastas orgánicas volátiles) que se incluyen en los humos de fábricas. Tradicionalmente, estos catalizadores han sido preparados por el método de la impregnación para utilizar fácilmente las partículas del metal precioso. Sin Embargo, este método tiene como desventajas la dispersabilidad inferior del metal precioso y la falta de homogeneidad del diámetro de la partícula. Por Otra Parte, como la temperatura alcanza varios cientos de grados durante la reacción catalítica, la superficie es reducida sinterizando de las partículas. En consecuencia, se disminuye la actividad catalítica y se acorta el curso de la vida (el Cuadro 3).

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - Comparación de tecnologías actuales y nuevas

Cuadro 3.

Historia de la Investigación

Durante los ejercicios económicos 2003 hasta el 2005, los Aisladores de AIST y de NGK realizaron Investigación de un proyecto de investigación común “sobre Procesos Inferiores de las Consecuencias Para El Medio Ambiente,” Basado en un sistema de parte de la carga del costo (“sistema del fondo que corresponde con "). Como parte de esta investigación, el revelado de un catalizador muy eficiente para la purificación de los gases del VOC producidos durante la calcinación de la cerámica se ha perseguido. Los gases del VOC son producidos por una combustión de los aglutinantes de polímero mezclados durante la preparación de la cerámica.

Descripción de la Investigación

De Acuerdo con la tecnología para la manufactura de los materiales altamente porosos desarrollados en AIST, un método de nuevo tramitación para un gel homogéneo del platino-alúmina fue enfocado conectado, con la deshidratación por congelación elegida como un bajo costo y proceso simple para secar este gel (Cuadro 3).

Como consecuencia, no sólo estaba la mejoría de la actividad catalítica y de la durabilidad en la temperatura alta lograda, pero era también posible fabricar un cuerpo de cerámica del nuevo platino-alúmina altamente poroso con las altas características de la durabilidad (Cuadro 2). Mientras Que el material es manufacturado con la baja temperatura que liofiliza, se ha nombrado “cryogel del platino-alúmina.”

El solenoide de Boehmite, hidróxido de aluminio del bajo costo, es la materia prima para este catalizador del cryogel. El Uso de agentes quelantes tales como ácido oxálico y ácido malónico al agregar la fuente del platino al solenoide, protege el ión del platino, contribuyendo a la supresión de la precipitación del negro de platino, y produciendo una dispersión homogénea de las partículas ultra finas del platino. Pues el proceso de deshidratación por congelación se realiza sin usar el disolvente para la substitución del gel húmedo, no hay rebosamiento de los iones del metal precioso.

El Retiro del metano en aire por la oxidación fue realizado para evaluar la eficiencia del catalizador del cryogel manufacturado. Tal y como se muestra en del Cuadro 4, es posible lograr suficiente retiro en un ºC aproximadamente 100 de la temperatura de la reacción más inferior que el de catalizadores actuales.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - actividad de la oxidación del Metano en el catalizador del platino-alúmina

Cuadro 4.

Hasta hace poco tiempo, no era posible obtener los catalizadores de la resistencia térmica usando métodos de fabricación tradicionales, y la sinterización de partículas ultra finas del platino ocurrió. En el caso de un catalizador del cryogel hay distribución homogénea de las partículas del platino de aproximadamente 1 nanómetro (1 nanómetro: 1/109 contador) de tamaño (Cuadro 5). Se piensa que una acción recíproca fuerte entre el portador del cryogel y las partículas ultra finas del platino obstaculiza la sinterización de las partículas finas, comunicando una característica de resistencia térmica al catalizador. Esta estructura ultra fina puede también determinar que la reacción catalítica avance efectivo incluso en las bajas temperaturas.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - partículas Ultra finas del platino en el Platino-Alúmina Cryogel. Platino 5 % en peso; las manchas negras corresponden a las partículas ultra finas del platino 1 nanómetro de diámetro

Cuadro 5.

Los cambios en la superficie de las partículas del cryogel del alúmina según la temperatura de calcinación se muestran en el Cuadro 6. La superficie del alúmina comercial disminuye rápidamente sobre la calcinación, mientras que es evidente que el cryogel del alúmina presenta altas características de resistencia térmica. La Adición del sílice (SiO2) mejora más lejos las características de resistencia térmica.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - superficie del cryogel del alúmina

Cuadro 6.

El Cuadro 7 corresponde a la imagen de TEM del cryogel del alúmina con la adición del sílice de 10 % en peso (1200ºC, 5 horas que calcinan). Las partículas De Grano Fino del alúmina se observan después de calcinar en la temperatura alta. Para el alúmina comercial, una estructura sinterizada tosca está ya presente en 1100ºC. (Cuadro 8; tome por favor la nota de las escalas en los Cuadros 7 y 8). Así, en este cryogel podemos contar con no sólo la durabilidad creciente del portador y de las partículas del metal precioso, pero también una larga vida de la partícula fina del metal de modo que pueda soportar tiempos de reacción largos en la temperatura alta.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - cryogel del Alúmina con la adición del sílice de 10 % en peso (ºC 1200, 5 horas calcinando)

Cuadro 7.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - alúmina Comercial (ºC 1100, 5 horas calcinando), la escala es aproximadamente 10 veces que del Cuadro 7

Cuadro 8.

La estructura de poro constituye la mayor parte del volumen del cryogel manufacturado, pero incluso cuando es un cuerpo multi-poroso con la densidad a granel inferior (casi igual hasta los 0.06g/cm), la destrucción estructural por el agua no se observa (el Cuadro 9). No hay cambios del observable antes y después de la adherencia de soldadura en la curva de distribución por separado medida del poro, que indica que es posible utilizar un método convencional de la inmersión para utilizar partículas finas del metal del catalizador. Estas nuevas características no se pueden observar en el aerogel actualmente usado que también presenta un de gran capacidad integrado por poros.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - El cryogel desarrollado recientemente es estable en agua, mientras que el agua causa la destrucción estructural al aerogel actualmente funcionando

Cuadro 9.

Perspectivas Futuras

Los Aisladores de NGK proyectan realizar pruebas de la purificación de los gas de escape usando el catalizador desarrollado del cryogel del platino-alúmina en sus propios hornos para sinterizar de la cerámica.

Una amplia gama de aplicaciones están abiertas al catalizador desarrollado del cryogel del platino-alúmina en las aplicaciones donde la alta porosidad del catalizador o de los portadores de catalizador se requiere.

La Investigación sobre cryogels acaba de comenzar. El trabajo de investigación básico y aplicado Adicional será dirigido hacia el revelado de las tecnologías de la síntesis para la producción en grande de cryogel del platino-alúmina (2Pinta-AlO), que es crucial para la extensión de sus aplicaciones. También, el uso de otros metales preciosos tales como paladio, rodio, Etc. así como los metales bajos será explorado, y el mecanismo que comunica resistencia de agua será investigado. Finalmente, el diseño de técnicas más avanzadas, tales como la dispersión de más de dos metales preciosos en cryogel, será explorado.

Fuente: AIST

Para más información sobre esta fuente visite por favor AIST

Date Added: Aug 15, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 09:53

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