vestnik Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation 1729-5459 Кубанский государственный университет RU 590 Научная статья Original article Статьи Article Стабильность медно-молибдатных катализаторов очистки дизельных выбросов Stability of copper molybdate catalysts for purification of diesel exhausts Лебухова Н.В. Лебухова Наталья Викторовна Lebukhova Natalya V. lnv1@yandex.ru

канд. хим. наук, ведущий научный сотрудник Института материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН

 Руднев В.С. Руднев Владимир Сергеевич Rudnev Vladimir S. rudnevvs@ich.dvo.ru

д-р хим. наук, заведующий лабораторией плазменно-электролитических процессов Института химии Дальневосточного отделения РАН

 Кириченко Е.А. Кириченко Евгений Александрович Kirichenko Evgeniy A. himicc@mail.ru

старший инженер Института материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН

 Чигрин П.Г. Чигрин Павел Геннадьевич Chigrin Pavel G. pavel_ch@gorodok.net

канд. хим. наук, научный сотрудник Института материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН

 Лукьянук И.В. Лукьянук Ирина Викторовна Lukiyanchuk Irina V. lukiyanchuk@ich.dvo.ru

канд. хим. наук, страший научный сотрудник Института химии Дальневосточного отделения РАН

 Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН, ХабаровскInstitute of Materials Science, Khabarovsk Scientific Center, Far-Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, Khabarovsk Институт химии Дальневосточного отделения РАН, ВладивостокInstitute of Chemistry, Far East Branch of Russian Academy of Science, Vladivostok 17 06 2014 2 44 50 29 04 2014 03 05 2014 17 06 2014 Copyright (c) 2014 Лебухова Н.В., Руднев В.С., Кириченко Е.А., Чигрин П.Г., Лукьянук И.В. 2014 Лебухова Н.В., Руднев В.С., Кириченко Е.А., Чигрин П.Г., Лукьянук И.В. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

One of the main concerns for environmental protection is a controlling the emission of soot particles from diesel engines. Earlier we have shown that CuMoO4 is active catalyst for soot combustion. In this work the research of mechanical, thermal and chemical stability of the copper molybdate catalytic coating on the titanium support is presented. Plasma electrolytic oxidation (PEO) technique and impregnation of a colloidal TiO2 suspension were used for preparation of oxide films on titanium surface. The copper molybdate catalyst was deposited by an extraction-pyrolytic method on PEO-coating and by sol-gel process on the TiO2 layer from colloidal suspension. The CuMoO4 phase grains with diameter less 0,5 μm were obtained using these methods. Coatings showed an excellent adherence when subjected to an ultrasonic test. An activity of the structured catalysts was characterized before and after five catalytic cycles up to 600 °C and a heating at 400 °C in flow of reactionary gases (SO2, Н2О), which are always present in diesel exhaust. The results have shown that developed catalysts provide diesel soot combustion above 280 °С, possess high thermal stability and are not subject to inhibitory action of gas SO2 and water vapor.

Показана эффективность сочетания метода плазменно-электрохимического оксидирования в силикатном электролите для получения оксидной пленки на титане и химических растворных методов нанесения медно-молибдатного слоя для создания прочного адгезионного контакта сложнооксидных композиционных покрытий с поверхностью металла. Установлено, что полученные медно-молибдатные композиции обладают высокой каталитической активностью при окислении дизельной сажи, термической стойкостью и не подвержены ингибирующему воздействию реакционных газов (SO2, Н2О). Результаты работы важны для устранения экологически вредных органических соединений и сажи, испускаемых дизельными двигателями.

 молибдат меди каталитическое горение сажи адгезия термостойкость copper molybdate catalytic soot combustion adhesion thermal stability Работа выполнена при поддержке проекта ДВО РАН (12-I-П8-17). Крылов О.В., Третьяков В.Ф. Каталитическая очистка выхлопных газов автомобильного транспорта // Катализ в промышленности. 2007. №4. C. 44-49. . Kataliz v promyshlennosti , 2007, no. 4, pp. 44-49. (In Russian)] Анциферов В.Н., Остроушко А.А., Макаров А.М. Синтез, свойства и применение катализаторов окисления сажи на основе модифицированных высокопористых ячеистых материалов. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. 63 с. . Ekaterinburg: UrO RAN Publ., 2007, 63 p. (In Russian)] Fino D., Fino P., Saracco G., Specchia V. Innovative means for the catalytic regeneration of particulate traps for diesel exhaust cleaning // Chemical Engineering Science. 2003. Vol. 58. Pp. 951-958. Cauda E., Hernandez S., Fino D., Saracco G., Specchia V.P. Emissions during diesel trap regeneration // Environ. Sci. Technol. 2006. Vol. 40. Pp. 5532-5537. Лебухова Н.В., Чигрин П.Г., Устинов А.Ю. Структурные превращения $СuMoO_4$ в процессе каталитического окисления углерода // Кинетика и катализ, 2013. Т. 54. №1. С. 79-84. . Kinetika i kataliz , 2013, vol. 54, no. 1, pp. 79-84. (In Russian)] Чигрин П.Г. Кинетика и механизм каталитического окисления углерода в присутствии медно-молибдатных систем. Автореф. дис. … канд. хим. наук. РАН; ДВО; Институт химии, Владивосток, 2012. 21 с. . Vladivostok, 2012. 21 p. (In Russian)] Лебухова Н.В., Руднев В.С., Чигрин П.Г., Лукиянчук И.В., Устинов А.Ю., Макаревич К.С. Композиции CuMoO4/TiO2+SiO2/Ti для каталитического дожига дизельной сажи // Химическая технология. 2010. №12. С. 740-746. . Himicheskaja tehnologija , 2010, no. 12, pp. 740-746. (In Russian)] Руднев В.С. Многофазные анодные слои и перспективы их применения // Защита металлов. 2008. Т. 44. №3. С. 283-292. . Zashhita metallov , 2008, vol. 44, no. 3, pp. 283-292. (In Russian)] Холькин А.И., Патрушева Т.Н. Экстракционно-пиролитический метод. Получение функциональных оксидных материалов. М.: КомКнига, 2006. 288 с. . Moscow, KomKniga Publ., 2006, 288 p. (In Russian)] Остроушко А.А., Могильников Ю.В., Остроушко И.П. Синтез сложных оксидов, включающих молибден, ванадий, из полимерно-солевых ассоциатов // Неорганические материалы. 2000. Т. 36. №12. С. 1490-1497. . Neorganicheskie materialy , 2000, vol. 36, no. 12, pp. 1490-1497. (In Russian)] Chen X., Mao S.S. Titanium dioxide nanomaterials: synthesis, properties, modifications and applications // Chemical Reviews. 2007. Vol. 107. Pp. 2891-2959. Banus E.D., Ulla M.A., Mirу E.E., Milt V.G. Co, Ba, K/ZrO2 coated onto metallic foam (AISI 314) as a structured catalyst for soot combustion: Catalytic activity and stability // Applied Catal. A: General, 2011. Vol. 393. Pp. 9-16. Cebollada P.A.R., Bordejé E.G. Optimisation of physical properties of alumina coating microreactors used for the growth of a carbon nanofiber layer // Chem. Eng. J. 2009. Vol. 149. Pp. 447-454.