There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

Hoogst Functionele Katalysator Voor Reiniging Van Industriële Uitlaatgassen - Lage Tempe

Besproken Onderwerpen

Achtergrond

Synopsis

Achtergrond Van het Onderzoek

Geschiedenis Van het Onderzoek

Beschrijving Van het Onderzoek

Toekomstige Vooruitzichten

Achtergrond

·         Nieuwe is een platina-alumina katalysator die verwijdering door oxydatie van schadelijke vluchtige organische samenstellingen huidig in fabrieksuitlaatgassen toestaat ontwikkeld.

·         De reactietemperatuur is 100 ºC lager dan huidige reactietemperaturen.

·         De thermische weerstand van de katalysator is ongeveer hogere 200 ºC en er is geen verslechtering bij op hoge temperatuur.

Synopsis

Toshihiko Osaki, Hogere Onderzoeker, van de meso-Poreuze Groep van de Keramiek (Koji Tajiri, de Leider van de Groep) het Onderzoekinstituut van het van Materialen voor Duurzame Ontwikkeling (Mamoru Nakamura, Directeur) en de Gevorderde Sinterende Groep van Technologieën (Koji Watari, de Leider van de Groep) het Gevorderde Verwerkende Onderzoekinstituut van (Hideto Mitome, Directeur), zowel van het Nationale Instituut van Geavanceerde Industriële Wetenschap als Technologie (AIST, Hiroyuki Yoshikawa, Directeur), samen met NGK Insulators Ltd. (Mijd Matsushita, Voorzitter) is, in het ontwikkelen van hoogst poreuze een platina-alumina katalysator voor gebruik in industriële uitlaatgaspurificators (Figuur 1) met het kenmerk van weerstand op hoge temperatuur die aan een hoge efficiency wordt gekoppeld geslaagd.

De reactietemperatuur van deze katalysator is 100 ºC lager dan de reactietemperaturen momenteel van de katalysators in gebruik, en de thermische weerstand is verbeterd tegen ongeveer 200 ºC. De kenmerken van deze katalysator, samen met het gebruik van het hydroxyde van het lage kostenaluminium als beginnend materiaal, en de implementatie van lage kosten en een eenvoudig proces zoals het vriesdrogen, zullen leiden tot de verspreiding van zijn toepassingen.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - Toepassingen voor de nieuwe katalysator

Figuur 1.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - platina-Alumina cryogel katalysator (18 mm in diameter, en 23 mm in lengte)

Figuur 2.

Achtergrond Van het Onderzoek

De Katalysators platina bevatten of andere die edel metaaldeeltjes die op alumina worden gesteund worden gebruikt voor verwijdering door oxydatie van VOC (vluchtige organische samenstellingen) die in de rook van fabrieken inbegrepen zijn. Traditioneel, zijn deze katalysators door de impregnatiemethode bereid geweest om de edel metaaldeeltjes gemakkelijk te steunen. Nochtans, heeft deze methode als nadelen de lage verspreidbaarheid van het edel metaal en non-homogeneity van de deeltjesdiameter. Voorts aangezien de temperatuur honderden graden tijdens de katalytische reactie bereikt, wordt de oppervlakte verminderd door van de deeltjes te sinteren. Bijgevolg, is de katalytische activiteit verminderd en het leven wordt verkort (Figuur 3).

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - Vergelijking van huidige en nieuwe technologieën

Figuur 3.

Geschiedenis Van het Onderzoek

Tijdens de fiscale jaren voerden 2003 door 2005, de Isolatie AIST en NGK een gezamenlijk onderzoekproject „Onderzoek naar uit de Lage Processen van het MilieuEffect,“ gebaseerd op een systeem van het aandeel van de kostenlast („passend fondsensysteem“). Als deel van dit onderzoek, is de ontwikkeling van een hoogst efficiënte die katalysator voor de reiniging van VOC gassen tijdens calcineren van keramiek worden geproduceerd nagestreefd. VOC de gassen worden door een verbranding van polymeerbindmiddelen geproduceerd tijdens voorbereiding van keramiek worden gemengd die.

Beschrijving Van het Onderzoek

Gebaseerd op de technologie voor de vervaardiging van hoogst poreuze die materialen bij AIST worden ontwikkeld, werd een nieuw verwerkingsprocédé voor homogeen een platina-alumina gel geconcentreerd op, met vriesdrogen verkozen als lage kosten en eenvoudig proces om dit gel (Figuur 3) te drogen.

Dientengevolge, niet alleen was verbetering van katalytische activiteit en duurzaamheid bij bereikt op hoge temperatuur, maar het was ook mogelijk om nieuw hoogst poreus een platina-alumina ceramisch lichaam met hoge duurzaamheidskenmerken (Figuur 2) te vervaardigen. Aangezien het materiaal door lage temperatuur het vriesdrogen wordt vervaardigd, is het genoemd „platina-alumina cryogel.“

De sol van Boehmite, het hydroxyde van het lage kostenaluminium, is het beginnende materiaal voor deze cryogelkatalysator. Het Gebruik van chelating agenten zoals oxalic zuur en malonic zuur wanneer het toevoegen van de platinabron aan de sol, beschermt het platinaion die, die tot afschaffing van precipitatie van platinazwarte bijdragen, en een homogene verspreiding van ultra fijne platinadeeltjes veroorzaken. Aangezien het vriesdrogende proces zonder oplosmiddel voor substitutie van het vochtige gel te gebruiken wordt uitgevoerd, is er geen overstroming van edel metaalionen.

De Verwijdering van methaan in lucht door oxydatie werd uitgevoerd om de efficiency van de vervaardigde cryogelkatalysator te beoordelen. Zoals aangetoond in Figuur 4, is het mogelijk om voldoende verwijdering bij een reactietemperatuur ongeveer 100 ºC te bereiken lager dan dat van huidige katalysators.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - de oxydatieactiviteit van het Methaan in de platina-alumina katalysator

Figuur 4.

Tot onlangs, was het niet mogelijk om hittebestendigheidskatalysators te verkrijgen die traditionele productiemethodes gebruiken, en het sinteren van ultra fijne deeltjes van platina kwam voor. In het geval van een cryogelkatalysator is er homogene distributie van platinadeeltjes van ongeveer 1 NM (1 nanometer: 1/109 meters) in grootte (Figuur 5). Men denkt dat een sterke interactie tussen de cryogelcarrier en de ultra fijne platinadeeltjes het sinteren van de fijne deeltjes belemmert, verlenend een thermische weerstand kenmerkend aan de katalysator. Deze ultra fijne structuur kan ook bepalen dat de katalytische reactie effectief zelfs bij lage temperaturen vooruitgaat.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - Ultra fijne platinadeeltjes in het platina-Alumina Cryogel. Platina 5 % gew.; de zwarte vlekken beantwoorden aan ultra fijne van platina 1 deeltjes NM in diameter

Figuur 5.

De veranderingen op de oppervlakte van de alumina cryogel deeltjes volgens de het calcineren temperatuur getoond in Figuur 6 worden. De oppervlakte van commerciële alumina vermindert snel op het calcineren, terwijl het duidelijk is dat alumina cryogel hoge thermische weerstandskenmerken voorstelt. De Toevoeging van kiezelzuur (SiO2) verbetert verder de thermische weerstandskenmerken.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - Oppervlakte van alumina cryogel

Figuur 6.

Figuur 7 beantwoordt aan het beeld TEM van alumina cryogel met de toevoeging van het 10 % gew.kiezelzuur (1200ºC, 5 uren die calcineren). De Met fijne korrels alumina deeltjes worden waargenomen na het calcineren bij op hoge temperatuur. Voor commerciële alumina, is een ruwe gesinterde structuur reeds aanwezig bij 1100ºC. (Figuur 8; gelieve te nemen nota van de schalen in Cijfers 7 en 8). Aldus, in dit cryogel kunnen wij niet alleen verhoogde duurzaamheid van de carrier en van de edel metaaldeeltjes, maar ook met lange levensuur van fijn metaaldeeltje verwachten zodat het lange reactietijden bij op hoge temperatuur kan weerstaan.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - Alumina cryogel met de toevoeging van het 10 % gew.kiezelzuur (1200 ºC, 5 uren die calcineren)

Figuur 7.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - Commerciële alumina (1100 ºC, 5 uren die calcineren), de schaal is ongeveer 10 keer dat van Figuur 7

Figuur 8.

De poriestructuur vormt het grootste deel van het volume van vervaardigd cryogel, maar zelfs wanneer het een multi-poreus lichaam met lage bulkdichtheid (bijna gelijke aan 0.06g/cm) is, wordt de structurele vernietiging door water niet waargenomen (Figuur 9). Er zijn geen waarneembare veranderingen before and after het nat maken in de afzonderlijk gemeten kromme van de poriedistributie, die erop wijst dat het mogelijk is om een conventionele onderdompelingsmethode te gebruiken om de fijne deeltjes van het katalysatormetaal te steunen. Deze nieuwe kenmerken kunnen niet in momenteel gebruikte aerogel worden waargenomen die ook een groot die volume voorlegt uit poriën wordt samengesteld.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - Pas ontwikkelde cryogel is stabiel in water, terwijl het water structurele vernietiging momenteel aan aerogel in gebruik veroorzaakt

Figuur 9.

Toekomstige Vooruitzichten

De Isolatie NGK is van plan om reinigingstests van uitlaatgassen uit te voeren gebruikend ontwikkelde platina-alumina cryogel de katalysator in zijn eigen ovens voor het sinteren van keramiek.

Een brede waaier van toepassingen is open aan ontwikkelde platina-alumina cryogel de katalysator in toepassingen waar de hoge poreusheid van katalysator of katalysatorcarriers wordt vereist.

Het Onderzoek naar cryogels is net begonnen. Het Verdere fundamentele en toegepaste onderzoekswerk zal naar de ontwikkeling van de synthesetechnologieën voor de productie op grote schaal van platina-alumina (PT-AlO)2 worden geleid cryogel, die voor de verspreiding van zijn toepassingen essentieel is. Ook, het gebruik van andere edel metalen zoals palladium, rhodium, enz. evenals onedele metalen zal worden onderzocht, en het mechanisme dat waterweerstand verleent zal worden onderzocht. Tot Slot zal het ontwerp van geavanceerdere technieken, zoals de verspreiding van meer dan twee edel metalen in cryogel, worden onderzocht.

Bron: AIST

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve AIST

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

Last Update: 13. June 2013 09:19

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit