DOI: https://doi.org/10.18524/2304-0947.2020.3(75).211720

ВПЛИВ КИСЛОТНОГО МОДИФІКУВАННЯ ПРИРОДНИХ АЛЮМОСИЛІКАТІВ НА АКТИВНІСТЬ Pd(ІІ)-Сu(ІІ)-КАТАЛІЗАТОРІВ ОКИСНЕННЯ МОНООКСИДУ КАРБОНУ

Т. О. Kiose, T. L. Rakitskaya, K. A. Tiotushkina, Т. М. Kiose, B. V. Prystupa

Анотація


Розроблено хімічний метод цілеспрямованої зміни фізико-хімічних характеристик природних сорбентів (кліноптилоліт, бентоніт, базальтовий туф), який полягає в кислотно-термальному модифікуванні носія S—шляхом його кип’ятіння протягом 30 хвилин в розчині кислоти (3 моль/л) за умови варіювання природи кислоти (HNO3, H2SO4, Н3PO4, C6H8O7). Зразки каталізаторів K2PdCl4-Cu(NO3)2-KBr/S (S – кислотно-модифіковані природні носії – кліноптилоліт, бентоніт, базальтовий туф) тестовано в реакції окиснення СО киснем за умови температури навколишнього середовища, підвищеної відносної вологості та початковій концентрації СО в газоповітряної суміші 300 мг/м3 (15 ГПК). Визначено, що, незалежно від природи кислоти, активність каталізаторів убуває в ряду модифікованих носіїв: 3НX X-БТ-0,5 > 3НX‑Кл-0,5 > 3НX-Бент-0,5. Каталітичні композиції, базовими компонентами яких є паладій(II) і купрум(II) є перспективними для очищення повітря від СО в колективних та індивідуальних засобах захисту органів дихання людини.

Ключові слова


монооксид карбону; низькотемпературне окиснення; каталізатори; кислотне модифікування; алюмосилікати

Повний текст:

PDF

Посилання


Rakitskaya T.L., Ennan A.A., Volkova V.I. Nizkotemperaturnaia kataliticheskaia ochistka vozdukha ot monooksida ugleroda. Odessa: Ekologiia, 2005, p. 191. (in Russian)

Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Ennan A.A., Dzhiga A.M., Volkova V.Ia., Golubchik K.O. Sostoianie i perspektivy razrabotki nizkotemperaturnykh katalizatorov okisleniia monooksida ugleroda respiratornogo naznacheniia. ІІІ. Nanesennye metallokompleksnye katalizatory. Visn. Odes. nac. univ., Him., 2013, vol. 18, no 4(48), pp. 5-12. (in Russian)

Park E.D. and Lee J.S. Effect of Surface Treatment of the Support on CO Oxidation over Carbon-Supported Wacker-Type Catalysts. J. Catal., 2000, vol. 193, no 1, pp. 5-15. https://doi.org/10.1006/jcat.2000.2879

Wang L., Zhang Y., Lou Y. Pd catalyst supported on activated carbon honeycomb monolith for CO oxidation and the application in air purification of vehicular tunnel. Fuel Process. Technol., 2014, vol. 122, pp. 23-29. https://doi.org/10.101 6/j.fuproc.2014.01.009

Desai M.N., Butt J.B. and Dranoff J.S. Low-temperature oxidation of CO by a heterogenized Wacker catalyst. J. Catal., 1983, vol. 79, no 1, pp. 95-103. https://doi.org/10.1016/0021-9517(83)90292-0

Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Golubchik K.O., Ennan A.A., Volkova V.Y. Acid-modified clinoptilolite as a support for palladium-copper complexes catalyzing carbon monoxide oxidation with air oxygen. Chem. Cent. J., 2017, vol. 11, no 1, pp. 1-10. https://doi.org/10.1186/s13065-017-0256-6

Rakitskaya T.L., Vasylechko V.O., Kiose T.O., Dzhyga G.M., Gryshchouk G.V., Volkova V.Y. Some features of Pd(II) and Cu(II) adsorption on bentonites. Adsorpt. Sci. Technol., 2017, vol. 35, no 5-6, pp. 482-489. https:// doi.org/10.1177%2F0263617417697713

Hernandez M.A., Rojas F., Lara V.H. Nitrogen-sorption characterization of microporous structure of clinoptilolite-type zeolites. J. Porous Mater., 2000, vol. 7, pp. 443-454. https://doi.org/10.1023/A:1009662408173

Elaipoulos K, Perraki T, Grigoropoulou E. Monitoring the effect of hydrothermal treatments on the structure of a natural zeolite through a combined XRD, FTIR, XRF, SEM and N2-porosimetry analysis. Microporous Mesoporous Mater., 2010, vol. 134, pp. 29-43. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2010.05.004

Dziedzicka A., Sulikowski B., Ruggiero-Mikołajczyk M. Catalytic and physicochemical properties of modified natural clinoptilolite. Catal. Today, 2016, vol. 135, no 1, pp. 50-58. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2015.04.039

Rakitskaya T.L., Raskola L.A., Kiose T.A., Zakhariia A.N. Kitaiskaia V.V. Adsorbtciia ionov 3d metallov prirodnym i kislotno-modifitcirovannym klinoptillolitom. Visn. Odes. nac. univ., Him., 2010, vol. 15, no 2-3, pp. 85-91. (in Russian)

Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Truba A.S., Ennan A.A., Dlubovskiy R.M., Volkova V.Ya. Adsorption of water vapour by natural and chemically modified clinoptilolite and mordenite samples. Chem. Phys. Technol. Surf., 2012, vol. 3, no 4, pp. 455−462.

Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Ennan A.A., Golubchik K.O., Oleksenko L.P., Gerasiova V.G. The Influence of Conditions of Acid-Thermal Modification of Clinoptilolite on Catalytic Properties of Palladium-Copper Complexes Anchored on it in the Reaction of Carbon Monoxide Oxidation. Russ. J. Phys. Chem, 2016, vol. 90, no 6, pp. 1128-1135.

Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Golubchik K.O., Oleksenko L.P., Dlubovskii R.M., Geraseva V.G. Vliianie prodolzhitelnosti kislotno-termalnogo mo-difitcirovaniia na adsorbtcionno-strukturnye kharakteristiki klinopti-lolita. Visn. Odes. nac. univ., Him., 2016, vol. 21, no 1(57), pp. 24-35. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2016.1(57).67509 (in Russian)

Armbruster T., Gunter M. Stepwise dehydration of heulandite-clinoptilolite from Succor Creek, Oregon, U.S.A.: A single-crystal X-ray study at 100 K. Am. Mineral., 1991, vol. 76, pp. 1872-1873. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.08.007

Burris L.E., Juenger M.G. The effect of acid treatment on the reactivity of natural zeolites used as supplementary cementitious materials. Cem. Concr. Res., 2016, vol. 79, pp. 185-193. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.08.007

Rakitskaya T.L., Truba A.S., Kiose T.A., Raskola L.A. Mekhanizmy formiro-vaniia na poristykh nositeliakh kompleksov d metallov i ikh kataliticheskaia aktivnost v redoks-reaktciiakh. Visn. Odes. nac. univ., Him., 2015, vol. 20, no 2(54), pp. 27-48. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2015.2(54).50626 (in Russian)


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Ракитская Т.Л., Эннан А.А., Волкова В.Я. Низкотемпературная каталитическая очистка воздуха от монооксида углерода. – Одесса: Экология, 2005. – 191 с.

2. Ракитская Т.Л., Киосе Т.А., Эннан А.А., Джига А.М., Волкова В.Я., Голубчик К.О. Состояние и перспективы разработки низкотемпературных катализаторов окисления монооксида углерода респираторного назначения. ІІІ. Нанесенные металлокомплексные катализаторы // Вісник ОНУ. Хімія. – 2013. –Т. 18, № 4(48). – С. 5-12.

3. Park E.D. and Lee J.S. Effect of Surface Treatment of the Support on CO Oxidation over Carbon-Supported Wacker-Type Catalysts // J. Catal. – 2000. – Vol. 193, N 1. – Р. 5-15. https://doi.org/10.1006/jcat.2000.2879

4. Wang L., Zhang Y., Lou Y. Pd catalyst supported on activated carbon honeycomb monolith for CO oxidation and the application in air purification of vehicular tunnel // Fuel Process. Technol. – 2014. – Vol. 122. – Р. 23-29. https://doi.org/10.101 6/j.fuproc.2014.01.009

5. Desai M.N., Butt J.B. and Dranoff J.S. Low-temperature oxidation of CO by a heterogenized Wacker catalyst // J. Catal. – 1983. – Vol. 79, N 1. – Р. 95-103. https://doi.org/10.1016/0021-9517(83)90292-0

6. Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Golubchik K.O., Ennan A.A., Volkova V.Y. Acid-modified clinoptilolite as a support for palladium-copper complexes catalyzing carbon monoxide oxidation with air oxygen // Chem. Cent. J . – 2017. – Vol. 11, N 1. – P. 1-10. https://doi.org/10.1186/s13065-017-0256-6

7. Rakitskaya T.L., Vasylechko V.O., Kiose T.O., Dzhyga G.M., Gryshchouk G.V., Volkova V.Y. Some features of Pd(II) and Cu(II) adsorption on bentonites // Adsorpt. Sci. Technol. – 2017. – Vol. 35, N 5-6. – Р. 482-489. https://doi.org/10.1177%2F0263617417697713

8. Hernandez M.A., Rojas F., Lara V.H. Nitrogen-sorption characterization of microporous structure of clinoptilolite-type zeolites // J. Porous Mater. – 2000. – Vol. 7. – Р. 443–454. https://doi.org/10.1023/A:1009662408173

9. Elaipoulos K, Perraki T, Grigoropoulou E. Monitoring the effect of hydrothermal treatments on the structure of a natural zeolite through a combined XRD, FTIR, XRF, SEM and N2-porosimetry analysis // Microporous Mesoporous Mater. – 2010. – Vol. 134. – Р. 29-43. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2010.05.004

10. Dziedzicka A., Sulikowski B., Ruggiero-Mikołajczyk M. Catalytic and physicochemical properties of modified natural clinoptilolite // Catal. Today. – 2016. – Vol. 135, N 1. – Р. 50-58. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2015.04.039

11. Ракитская Т.Л., Раскола Л.А., Киосе Т.А., Захария А.Н. Китайская В.В. Адсорбция ионов 3d металлов природным и кислотно-модифицированным клиноптилолитом // Вісник ОНУ. Хімія. – 2010. – Т. 15, № 2-3. – С. 85-91.

12. Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Truba A.S., Ennan A.A., Dlubovskiy R.M., Volkova V.Ya. Adsorption of water vapour by natural and chemically modified clinoptilolite and mordenite samples // Chem. Phys. Technol. Surf. – 2012. – Vol. 3, N 4. – P. 455−462.

13. Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Ennan A.A., Golubchik K.O., Oleksenko L.P., Gerasiova V.G. The Influence of Conditions of Acid-Thermal Modification of Clinoptilolite on Catalytic Properties of Palladium-Copper Complexes Anchored on it in the Reaction of Carbon Monoxide Oxidation // Russ. J. Phys. Chem. – 2016. – Vol. 90, N 6. – P. 1128−1135.

14. Ракитская Т.Л., Киосе Т.А., Голубчик К.О., Олексенко Л.П., Длубовский Р.М., Герасева В.Г. Влияние продолжительности кислотно-термального модифицирования на адсорбционно-структурные характеристики клиноптилолита // Вісн. Одеськ. нац. ун-ту. Хімія. – 2016. – Т. 21, № 1(57). – С. 24-35. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2016.1(57).67509

15. Armbruster T., Gunter M. Stepwise dehydration of heulandite-clinoptilolite from Succor Creek, Oregon, U.S.A.: A single-crystal X-ray study at 100 K // Am. Mineral. – 1991. – Vol. 76. – Р. 1872-1873.

16. Burris L.E., Juenger M.G. The effect of acid treatment on the reactivity of natural zeolites used as supplementary cementitious materials // Cem. Concr. Res. – 2016. – Vol. 79. – Р. 185-193. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.08.007

17. Ракитская Т.Л., Труба А.С., Киосе Т.А., Раскола Л.А. Механизмы формирования на пористых носителях комплексов d‑металлов и их каталитическая активность в редокс-реакциях // Вісник ОНУ. Хімія. –2015. – Т. 20, № 2(54). – С. 27-48. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2015.2(54).50626





Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.