THE INVESTIGATION OF THE EFFECT OF NI-AL ALLOYS MODIFYING ON THEIR CATALYTIC PROPERTIES DURING THE NEUTRALIZATION OF GAS EMISSIONS INTO THE ATMOSPHERE

K. V. Belokon, Ye. A. Manidina, Ye. V. Taraban, E. V. Stolpakova

Abstract


Technogenic sources of atmospheric air pollution with carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (CmHn) are thermal power plants, internal combustion engines, chemical, petrochemical and metallurgical industries. Significant volumes, chemical and biological properties of CO and CmHn in gas emissions cause an increased environmental hazard in the area of the objects where they are formed. One of the effective processes for neutralizing gas emissions from CO and CmHn is catalytic oxidation. One of the promising areas in this area is the development of catalysts with the replacement of noble metals with intermetallic compounds. Of particular interest are nickel-aluminum alloys. The promising catalysts include those based on Ni and Al intermetallic compounds with Co, Mn, and Cu additives.The aim of the work was to study the catalytic properties of Ni-Al alloys with transition metal additives in the oxidation of carbon monoxide and hydrocarbons.As the studied catalysts for the oxidation of carbon monoxide and hydrocarbons, systems based on the Ni-Al intermetallic compound of stoichiometric composition NiAl3 synthesized by the combustion method were used.The results of a study of the catalytic activity of intermetallic catalysts showed that the conversion of CO is 100%, and the conversion of propane is 95%. Additional alloying of nickel-aluminum alloys Co, Mn and Cu allows to reduce the temperature of 100% conversion of CO and hydrocarbons by 50-80°C compared to the initial system and to increase the catalytic activity and stability of the resulting catalysts.

Keywords


carbon monoxide; hydrocarbons; catalytic activity; catalysts; intermetallic compounds; conversion; oxidation

References


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

Белоконь К.В., Кожемякин Г.Б. Применение интерметаллидных катализаторов для нейтрализации вредных веществ промышленных предприятий. Эколого-правовые и экономические аспекты техногенной безопасности регионов: материалы Междунар. науч.-практ. конф. при участии молодых учёных и студентов. Харьков: ХНАДУ, 2010. С.64-65.

Хитев А.В., Пугачева Е.В., Борщ В.Н. Получение многокомпонентных пористых блоков катализаторов СО и углеводородов методм СВС. Научные основы приготовления катализаторов-2008: материалы конф. Новосибирск: Институт катализа им. Г.К.Борескова, 2008. Т.2. С.118-122.

Кожемякин Г.Б., Белоконь К.В. Повышение экологической безопасности газовых выбросов в атмосферу путем использования интерметаллидных катализаторов. Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення: матеріали VII Міжнар. наук.-практ. конф. Харків, УкрНДІЕП, 2011. Т. 2. С.215-220.

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.

Савела К.В., Кожемякин Г.Б., Рыжков В.Г. Изучение каталитических свойств системы Ni-Co-Al-Mn в реакциях окисления оксида углерода и углеводородов. Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів: тези доп. VIII Міжнар. наук. конф. аспірантів та студентів. Донецьк, 2009. С.17.

Belokon K., Belokon Y., Zherebtsov A. The investigation of physical-mechanical properties of intermetallic Ni-Al catalyst with nanostructure. 2017 IEEE International Young Scientists Forum on Applied Physics and Engineering (YSF-2017). 2017. P.299-302.

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.

Середа Б.П., Кожемякин Г.Б., Рыжков В.Г., Савела К.В., Белоконь Ю.А. Влияние состава никель-алюминиевого сплава с добавками Co, Mn и Cu на структуру и удельную активность катализатора на их основе. Строительство, материаловедение, машиностроение. 2009. Вып. 48, ч. 1. С.101-104.

Belokon K.V., Belokon Y.A., Kozhemyakin G.B., Matukhno E.V. Еnvironmental assessment of the intermetallic catalysts utilization efficiency for deactivation of the pollutants emitted by electrode production enterprises. Scientific bulletin of National mining university, Scientific and technical journal. 2016. №3 (153). С.87-94.




DOI: https://doi.org/10.31319/2519-2884.36.2020.27

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2020 K. V. Belokon, Ye. A. Manidina, Ye. V. Taraban, E. V. Stolpakova

ISSN (print) 2519-2884

ISSN (online) 2617-8389