산업 배기 개스의 정화 - 낮은 Tempe를 위한 높게 기능적인 촉매

커버되는 토픽

배경

종관

연구의 배경

연구의 역사

연구의 묘사

미래 장래성

배경

·         공장 배기 개스에서 존재하는 유해한 휘발성 유기화합물의 산화를 거쳐 제거를 허용하는 비발한 백금 반토 촉매는 개발되었습니다.

·         반응 온도는 100개의 ºC 더 낮은 현재 반응 온도입니다.

·         촉매의 내열성은 높이 대략 200 ºC이고 고열에 아무 나쁘게 함도 없습니다.

종관

Toshihiko Osaki, 지속 가능한 개발 (디렉터, Mamoru Nakamura)를 위한 물자 연구소의 Meso 다공성 세라믹스 단 (Koji Tajiri, 단 지도자)와 NGK 절연체 주식 회사와 함께 향상된 산업 과학 그리고 기술 (AIST, 디렉터, Hiroyuki Yoshikawa)의 국제적인 학회에게서 둘 다 향상된 제조 연구소 (디렉터, Hideto Mitome)의 향상된 소결 기술 그룹 (Koji Watari, 단 지도자)의 고위 연구원은, 산업 배기 개스 purificators (고능률에 있는 사용을 위한 높게 다공성 백금 반토 촉매로 결합되는 고열 저항의 특성을 가진 숫자 1) 개발에 (Matsushita를 피하십시오 대통령,), 성공했습니다.

이 촉매의 반응 온도는 현재 진행중 촉매의 반응 온도 보다는 더 낮은 100 ºC이고, 대략 200 ºC에 내열성은 향상되었습니다. 시작 물자로 저가 알루미늄 수산화물의 사용과 함께 이 촉매의 특성, 및 저가의 실시 및 냉동 건조와 같은 간단한 프로세스는 그것의 응용의 퍼짐으로 이끌어 낼 것입니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 새로운 촉매를 위한 응용

숫자 1.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 길이의 백금 반토 cryogel 촉매 (직경에 있는 18 mm, 그리고 23 mm)

숫자 2.

연구의 배경

백금을 포함하는 촉매 또는 반토에 지원된 그밖 귀금속 입자는 공장의 폐기 가스에서 포함되는 VOC (휘발성 유기화합물)의 산화에 의해 제거를 위해 이용됩니다. 전통적으로, 이 촉매는 임신 방법으로 쉽게 귀금속 입자를 지원하기 위하여 준비되었습니다. 그러나, 이 방법에는 결점으로 귀금속의 낮은 dispersibility 및 입자 직경의 비 균질성이 있습니다. 더욱, 온도가 촉매 반응 도중 수백 정도를 도달하기 때문에, 표면은 입자의 소결해서 감소됩니다. 결과에서는, 촉매 활동은 줄고 일생은 단축됩니다 (숫자 3).

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 현재와 신기술의 비교

숫자 3.

연구의 역사

회계 연도 2003에서 2005년 도중, AIST와 NGK 절연체는 낮은 환경에 주는 영향 프로세스에 대한 합동 연구 계획 "연구," 비용 부담 몫 ("매칭 펀드 시스템 ")의 시스템에 기지를 두어 실행했습니다. 이 연구의 한 부분으로, 세라믹스의 하소 도중 일어난 VOC 가스의 정화를 위한 매우 능률적인 촉매의 발달은 추격되었습니다. VOC 가스는 세라믹스의 준비 도중 섞인 중합체 바인더의 연소에 의해 일어납니다.

연구의 묘사

AIST에 개발된 높게 다공성 물자의 제조를 위한 기술에 기지를 두어, 균질 백금 반토 젤을 위한 새로운 가공 방법은 냉동 건조가, 이 젤 (숫자 3)를 말리기 위하여 저가 및 간단한 프로세스로 선택된 상태에서 에 집중되었습니다.

촉매 활동 및 내구성의 개선은 달성된 고열에 그 결과로, 뿐만 아니라 있었습니다, 그러나 높은 내구성 특성 (숫자 2)를 가진 새로운 높게 다공성 백금 반토 세라믹 바디를 제조하는 것도 가능했습니다. 물자는 냉동 건조하는 저온을 통해 제조 인 때, 지명되었습니다 "백금 반토 cryogel이라고."

Boehmite sol 의 저가 알루미늄 수산화물은, 이 cryogel 촉매를 위한 시작 물자입니다. 백금 근원을 sol에 추가할 때 수산 및 malonic 산과 같은 킬레이트화 에이전트의 사용은 백금 검정의 강수의 삭제에 기여하고, 매우 정밀한 백금 입자의 균질 분산을 일으키는 백금 이온을 보호합니다. 냉동 건조 프로세스가 습기찬 젤의 대용암호를 위해 용매 사용 없이 실행되기 때문에, 귀금속 이온의 과잉이 없습니다.

산화를 거쳐 공기에 있는 메탄의 제거는 제조된 cryogel 촉매의 효율성을 평가하기 위하여 실행되었습니다. 숫자 4에서 보이는 것처럼, 현재 촉매의 그것 보다는 더 낮은 반응 온도 대략 100 ºC에 충분한 제거를 달성하는 것이 가능합니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 백금 반토 촉매에 있는 메탄 산화 활동

숫자 4.

최근까지, 전통적인 제조 방법을 사용하여 열저항 촉매를 장악하는 것은 가능하지 않고, 백금의 매우 미세 입자의 소결은 생겼습니다. cryogel 촉매의 경우에 대략 1 nm (1개 나노미터의 백금 입자의 균질 배급이 있습니다: 1/109 미터) 크기로 (숫자 5). 생각되, cryogel 운반대와 매우 정밀한 백금 입자 사이 강한 상호작용이 미세 입자의 소결을 방해한다는 것을 독특한 촉매에 내열성을 나누어 주. 이 매우 미세 구조는 또한 촉매 반응이 저온에 조차 효과적으로 진행한다는 것을 결정할 수 있습니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 백금 반토 Cryogel에 있는 매우 정밀한 백금 입자. 백금 5 wt%; 위험구역은 매우 정밀한 백금 입자에 직경에 있는 1 nm 대응합니다

숫자 5.

태워서 석회로 만드는 온도에 따라 반토 cryogel 입자의 표면에 변경은 숫자 6.에서 보입니다. 상업적인 반토의 표면은 태워서 석회로 만들기에 반토 cryogel는 높은 내열성 특성을 제출하다 분명하더라도 반면, 급속하게 줄입니다. 실리카 (SiO2)의 추가는 내열성 특성을 더 향상합니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 반토 cryogel의 표면

숫자 6.

숫자 7은 10 wt% 실리카 추가 (1200ºC, 태워서 석회로 만드는 5 시간과) 반토 cryogel의 TEM 심상에 대응합니다. 정밀한 입도 반토 입자는 고열에 태워서 석회로 만들기 후에 관찰됩니다. 상업적인 반토를 위해, 조악한 소결된 구조물은 이미 1100ºC에 나타나. (숫자 8; 숫자 7과 8)에 있는 가늠자의 주를 취하십시오. 따라서, 이 cryogel에서 우리는 그것이 고열에 긴 반응 시간을 저항할 수 있다 그래야 운반대와 귀금속 입자의 뿐만 아니라 증가한 내구성, 또한 정밀한 금속 입자의 장기 사용을 예상해서 좋습니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 10 wt% 실리카 추가 (1200년 ºC, 태워서 석회로 만드는 5 시간)를 가진 반토 cryogel

숫자 7.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z -는 상업적인 반토 (1100년 ºC, 태워서 석회로 만드는 5 시간), 가늠자 숫자 7의 대략 10 시간입니다

숫자 8.

세공 구조는 제조 cryogel의 양의 대부분을 만들어 냅니다, 그러나 (0.06g/cm와 거의 같은) 낮은 대량 조밀도를 가진 다중 다공성 바디일 때라도, 근해에 의하여 구조상 파괴는 관찰되지 않습니다 (숫자 9). 젖음 전후에 정밀한 촉매 금속 입자를 지원하기 위하여 전통적인 침수 방법을 이용하는 것이 가능하다는 것을 표시하는 따로따로 측정한 숨구멍 배급 곡선에 있는 관찰 가능량 변경이 없습니다. 이 새로운 특성은 또한 숨구멍으로 구성된 큰 양을 제출하는 지금 이용한 에어로젤에서 관찰될 수 없습니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z -는 근해가 현재 진행중 에어로젤에 구조상 파괴를 일으키는 원인이 되더라도 반면, 새로 개발한 cryogel 근해에서 안정되어 있습니다

숫자 9.

미래 장래성

NGK 절연체는 세라믹스의 소결을 위한 그것의 자신의 로에 있는 개발한 백금 반토 cryogel 촉매를 사용하여 배기 개스의 정화 시험을 실행하는 것을 계획합니다.

넓은 채용 범위가 촉매 촉매 담체의 높은 유공성이 요구되는 응용에 있는 개발한 백금 반토 cryogel 촉매에 열립니다.

cryogels에 대한 연구는 지금 막 시작되었습니다. 추가 기본 적이고 및 적용되는 연구 활동은 그것의 응용의 퍼짐을 위해 결정적인 백금 반토 (Pt 항공 연락 장교) cryogel의 대규모 생산2을 위한 종합 기술의 발달로 지시될 것입니다. 팔라듐과 같은 그밖 귀금속의 더구나, 사용 로듐, 등등 뿐 아니라 비금속 탐구되고, 방수를 나누어 주는 기계장치는 조사될 것입니다. 마지막으로, cryogel에 있는 2개 귀금속의 분산과 같은 더 향상된 기술의 디자인은 탐구될 것입니다.

근원: AIST

이 근원에 추가 정보를 위해 AIST를 방문하십시오

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

Last Update: 13. June 2013 09:35

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