Аннотация:на дипломную работу студента 6 курса Химического факультета МГУ Васильева Константина Андреевича «Модифицированные оксидом серебра железосодержащие гопталюмовые катализаторы разложения озона и окисления метана».
Актуальность работы:, Озон, как сильный и экологически чистый окислитель, широко применяется в химической практике, для обеззараживания питьевой воды, очистки промышленных газовых выбросов и сточных вод. Однако озон является токсичным веществом – ПДК озона в рабочей зоне составляет 0,1 мг/м3. Для разложения остаточного озона оптимальным методом является каталитическое разложение озона на гетерогенных катализаторах. Одним из лучших является цементсодержащий катализатор серии ГТТ на основе оксидов Ni, Cu и Mn, разработанный в лаборатории КГЭ химического факультета МГУ. Однако катализаторы серии ГТТ содержат токсичные металлы, относящиеся ко второму классу опасности, кроме того, себестоимость их достаточно велика. Для приготовления нового катализатора в качестве активного компонента выбраны оксиды железа, получаемые озонированием железосодержащих артезианских вод.
Выбор в качестве исходного материала для синтеза катализаторов оксидов железа, в виде продуктов озонирования железосодержащих вод артезианских скважин, отвечает современным подходам к разработке экологически чистых безотходных технологий и соответствует задачам «зеленой» химии.
Целями работы являлось создание новых железосодержащих гопталюмовых катализаторов, модифицированных оксидом серебра. Исследование физико-химических характеристик синтезированных катализаторов, определение активностей катализаторов в реакциях разложения озона и окисления метана, а также сравнение активностей синтезированных и промышленных катализаторов разложения озона и установить степень влияния модифицирующей добавки оксида серебра на процессы разложения озона и окисления метана.
Основные результаты:
1. Синтезированы 6 оксидных цементсодержащих катализаторов различного состава на основе железосодержащего сырья, 4 из которых – впервые.
2. Методом низкотемпературной адсорбции-десорбции азота установлено, что удельная поверхность синтезированных катализаторов снижается при добавлении модифицирующей добавки оксида серебра. Также методом рентгенофазового анализа установлен мелкокристаллический характер структуры синтезированных катализаторов.
3. Определена активность катализаторов в реакции разложения озона. Наиболее активным в сухом газовом потоке является катализатор. Активность полученных многокомпонентных катализаторов в сухом газовом потоке сопоставима с активностью промышленного катализатора марки ГТТ, а в случае (5 и 10%)Ag-Fe-Mn-оксидного катализатора превышает активность катализатора марки ГТТ.
4. Установлено, что во влажном газовом потоке активность всех катализаторов, за исключением ГТТ существенно уменьшается, что может быть связано с отравлением их активных центров парами воды. Увеличение количества модифицирующей добавки оксида серебра приводит к незначительному увеличению активности данных композиций в процессе разложения озона во влажном газовом потоке.
5. Впервые исследована реакция каталитического окисления метана на гопталюмовых катализаторах, модифицированных оксидом серебра. Установлено, что увеличение количества модифицирующей добавки оксида серебра приводит к росту активности катализаторов в процессе глубокого окисления метана.