STUDY OF THE NATURE OF NI-AL INTERMETALLIC COMPOUNDS CATALYTIC ACTIVITY IN THE OXIDATION OF CARBON MONOXIDE AND HYDROCARBONS

K. V. Belokon, Ye. A. Manidina, O. O. Troicka, V. G. Ryzhkov

Abstract


Of the large number of environmental problems, protecting the air basin from emissions from industrial plants is one of the most complex and relevant. The most common pollutants entering atmospheric air from industrial plants are carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (CmHn). One of the promising directions for the neutralization of CO and CmHn is the catalytic method using catalysts based on Ni-Al intermetallic compounds with a Raney structure.The aim of the work was a detailed study of the nature of the catalytic activity and structure of intermetallic compounds of the Ni-Al system in the oxidation of carbon monoxide and hydrocarbons, the determination of the optimal phase composition to increase their efficiency when alloyed with transition or non-transition metal additives.To study the nature of the catalytic activity, the phases NiAl3, Ni2Al3, and NiAl were prepared. The greatest activity in the conversion of carbon monoxide and hydrocarbons was shown by a sample of NiAl3 composition: CO conversion is 100 %, and CmHn conversion is 90 %, at a temperature of 300 °C. The systems of composition Ni2Al3 and NiAl did not show appreciable catalytic activity in the reactions of CO and CmHn oxidation: the conversions of the starting materials do not exceed 15 % even at a temperature of 250 °C. Thus, the use of compounds of the composition Ni2Al3 and NiAl as catalysts for the oxidation of CO and CmHn is impractical.The developed catalyst with NiAl3 has a macroporous spongy structure, the size of individual pores is 30-50 microns. Micropores occupy about ¼ of the pore space. In the Ni2Al3 leachate, the pores have an elongated shape, and the maximum radius of their wide part is 15–20 microns. The porosity of this catalyst, the average radius of the pores and the fraction of transition pores in it are also significantly lower than in those prepared from NiAl3.

Keywords


carbon monoxide; hydrocarbons; catalytic activity; phase composition; conversion; oxidation; leaching; skeletal nickel

References


Григорян Э.А., Мержанов А.Г. Катализаторы ХХI века. Наука-производству. 1998. №3 (5). С.30-41.

Каричев В.Р., Тарасевич М.Р., Ефремов Б.Н. Изучение структурных характеристик никеля Ренея, промотированного смесью платины и рутения. Электрохимия. 2005. № 12. С.1422-1430.

Николаев Б.В., Тягунов Г.В., Баум Б.А. Влияние подготовки расплава на структуру и свойства интерметаллидного сплава на основе Ni3Al. Известия АН СССР. Металлы. 1991. №1. С.104-200.

Санин В.Н., Андреев Д.Е., Пугачева Е.В. Получение интерметаллических катализаторов глубокого окисления СО и углеводородов. Неорганические материалы. 2009. № 45(7). С.1-8.

Бєлоконь Ю.О. Технологічні основи одержання інтерметалідних каталізаторів на основі алюмінідів нікелю. Металургія. 2019. Вип. 1. С.51-55.

Аркатова Л.А., Харламова Т.С., Курина Л.Н. Влияние содержания никеля в составе Ni-Al интерметаллидов – катализаторов углекислотной конверсии метана. Механизмы каталитических реакций: материалы VII Всерос. конф. Санкт-Петербург, 2006. С.77-79.

Середа Б.П., Кожемякин Г.Б., Белоконь Ю.А., Белоконь К.В. Рентгенографическое исследование многокомпонентных интерметаллидных катализаторов глубокого окисления. Металлургия. 2011. Вып. 23. C.109-113.

Подергин В.А., Неронов В.А., Яровой В.Д., Маланов М.Д. Синтез алюминидов некоторых переходных металлов. Процессы горения в химической технологии и металлургии. 1975. С.118-127.

Кожемякин Г.Б., Белоконь Ю.А., Белоконь К.В. Влияние фазового состава интерметаллидных сплавов на их активность при каталитической очистке агломерационных газов. 41-я Международная научно-техническая конференция молодежи. Запорожье, 2014. С.157-159.

Belokon K., Belokon Y. The study of catalysts based on intermetallic NiAl alloys. Ceramic Transactions. 2017. Vol. 262. P.219-225.

Середа Б.П., Кожемякин Г.Б., Савела К.В., Белоконь Ю.А., Рыжков В.Г. Исследование влияния фазового состава Ni-Al сплавов на физико-химические свойства скелетных никелевых катализаторов. Металлургия. 2009. Вып. 20. С.112-117.




DOI: https://doi.org/10.31319/2519-2884.36.2020.22

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2020 K. V. Belokon, Ye. A. Manidina, O. O. Troicka, V. G. Ryzhkov

ISSN (print) 2519-2884

ISSN (online) 2617-8389