N2O decomposition over Me/Fe-zeolites

Abstract

Souhrn Oxid dusny (N2O) pat.i mezi vyznamne sklenikove plyny, ktere p.ispivaji k ubytku ozonove vrstvy. Jednim z nejv.t.ich zdroj. N2O z chemickeho pr.myslu je vyroba kyseliny dusi.ne. B.hem poslednich desetileti se zvy.ila pot.eba sni.it emise N2O take z d.vod. jeho o.ekavanych regulaci. V sou.asne dob. je snaha nalezt a vyvinout u.inny a cenov. dostupny system pro sni.eni emisi N2O. Jednim z mo.nych zp.sob. je p.imy katalyticky rozklad N2O na zeolitech obsahujicich ionty kov. za vzniku dusiku a kysliku. Tato studie p.ispiva k posouzeni potencialu r.znych Fe-zeolit. v rozkladu N2O a ke vztahu mezi jejich katalytickymi vlastnostmi a specifickymi strukturami. Pozornost byla rovn.. v.novana vlivu NO, O2 a H2O na rozklad N2O na Fe-zeolitech. Byl podrobn. analyzovan vliv dopovani Fe-zeolit. vzacnymi kovy (Pt, Rh, Ru) v.etn. vlivu vysokoteplotniho opracovani zeolitu (HTP). R.zne experimentalni metody byly pou.ity k ur.eni jednotlivych forem .eleza v Fe-zeolitech a jejich strukturnich zm.n v d.sledku opracovani za odli.nych podminek. Zejmena byla k t.mto u.el.m pou.ita infra.ervena spektroskopie s Fourierovou transformaci (FTIR), difuzn. reflexni UV-Vis-NIR spektroskopie a teplotn. programovana redukce vodikem (H2-TPR). Rovn.. byla take pou.ita vysokorozli.ovaci transmisni elektronova mikroskopie (HRTEM). Rozklad N2O byl porovnavan na Fe-FER, Fe-MFI a Fe-BEA zeolitech, ktere obsahovaly .elezo v dob.e uspo.adanych kationtovych pozicich a nizky obsah oxidickych .astic. Bylo dokazano, .e i p.es srovnatelny obsah Fe(II) v kationtovych polohach, katalyticka aktivita Fe-FER zna.n. p.evy.ovala aktivitu Fe-MFI a Fe-BEA. Toto zji.t.ni souvisi s koncentraci Fe(II) iont., ktere se nachazely v pozicich se specifickym prostorovym uspo.adanim a optimalni vzdalenosti Fe?cFe, co. poskytovalo vhodne podminky pro vzajemnou spolupraci dvou kationt. .eleza ke .t.peni N2O molekuly. Takoveto uspo.adani nebylo zji.t.no jak u struktury Fe-BEA, tak i Fe-MFI. Dopovani Fe-FER vzacnymi kovy (Pt, Rh, Ru) zvy.ilo katalytickou aktivitu rozkladu N2O v tomto po.adi: Pt < Rh . Ru. Zvy.ena aktivita byla zp.sobena diky synergickemu efektu mezi .elezem a vzacnym kovem. P.idavek NO vyrazn. sni.il rozklad N2O na monometalickych vzorcich (Rh- a Ru-FER), ale nikoliv na vzorku Fe-FER a na bimetalickych Me/Fe-FER vzorcich. Opracovani katalyzatoru p.i teplot. 700 ??C (HTP) m.lo vyrazny vliv na zvy.eni konverze N2O pro Fe-zeolity, a zejmena pro Fe-FER, kde vliv byl tem.. srovnatelny s vlivem p.idavku NO. Na rozdil od monometalickych Me-FER vzork., u bimetalickych Me/Fe-FER vzork. do.lo k nar.stu aktivity po vysokoteplotnim opracovani. Synergicky efekt v rozkladu N2O nalezeny d.ive pro Rh/Fe-FER, ktery byl opracovan za nizke teploty byl take sledovan u vysokoteplotn. opracovaneho vzorku. Toto v.ak neplati pro Pt/Fe-FER a Ru/Fe-FER katalyzatory, u kterych zvy.eni aktivity po vysokoteplotnim opracovani bylo patrn. zp.sobeno pouze diky pozitivnimu vlivu na Fe slo.ku. Kombinaci t.chto dvou hlavnich p.istup. vedouci ke zvy.eni katalyticke aktivity Fe-zeolit. v rozkladu N2O, tj. dopovanim Fe-katalyzator. vzacnymi kovy a vysokoteplotnim opracovanim, byl p.ipraven HTP Rh/Fe-FER vykazujici ze studovane serie mono- a bimetalickych katalyzator. nejvy..i u.innost pro rozklad N2O.