Catalytic combustion of toluene over oxide systems derived from alginate precursors.

Katalityczne spalanie jest metodą służącą do usuwania lotnych związków organicznych obecnych w gazach odlotowych. Przedmiotem badań było sprawdzenie aktywności ośmiu układów tlenkowych otrzymanych z prekursorów alginianowych: Al2O3alg, CuOalg oraz CuAlOalg (zawierających miedź i glin w różnych stosunkach molowych: 10–20–40–50–60–80% mol. Cu) w reakcji całkowitego utleniania toluenu. Prekursory fazy aktywnej otrzymano poprzez współstrącanie. Strącanie odbywało się w roztworze soli metali, do którego dodawano alginian sodu. Metoda termograwimetryczna wykazała, że badane próbki były stabilne w 500⁰C. Katalizatory tlenkowe różniły się powierzchnią właściwą (2 – 195 m2/g) i porowatością (0,014 – 0,781 cm3/g). Na podstawie XRD stwierdzono, ze wszystkie katalizatory krystalizowały w strukturze tlenku miedzi z wyjątkiem amorficznych Al2O3alg i 10CuAlOalg. Czysty tlenek miedzi był preparatem najbardziej krystalicznym i nieporowatym, z najmniejszą powierzchnią właściwą. Mieszane tlenki glinu i miedzi charakteryzowały się większą aktywnością w spalaniu toluenu w porównaniu z Al2O3alg i CuOalg. Katalizatorem o największej aktywności okazał się 50CuAlOalg, osiągający 50% konwersji w 342⁰C. Najmniej aktywny był Al2O3alg, który w badanych temperaturach nie uzyskał 50% konwersji. Całkowitą konwersję toluenu osiągnięto w najniższej temperaturze (450⁰C) dla tlenku 20CuAlOalg. Aktywność badanych katalizatorów w reakcji spalania toluenu zależała od dyspersji krystalicznych form tlenku miedzi.

Catalytic total oxidation is a technique used for removing Volatile Organic Compounds from exhaust gases. The subject of the research was the catalytic activity of eight oxide systems derived from alginate precursors: Al2O3alg, CuOalg and CuAlOalg (containing copper and aluminium in various molar ratios: 10–20–40–50–60–80% mol. Cu) in the reaction of toluene total oxidation. The precursors of active phase were obtained by coprecipitation. Precipitation took place in metal-salt solutions where sodium alginate was added. The thermograwimetry method revealed that samples were stable at 500 ⁰C. Catalysts exhibited various surface area (2 – 195 m2/g) and porosity (0,014 – 0,781 cm3/g). XRD showed that all the catalysts crystallized in the structure of copper oxide except for amorphous Al2O3alg and 10CuAlOalg. CuOalg was the most crystalline and non-porous material with the smallest specific surface area. Catalytic tests showed that mixed oxides (CuAlOalg) exhibited higher activity in the catalytic combustion of toluene comparing to Al2O3alg and CuOalg. The 50CuAlOalg was the most afficient catalyst with 50% toluene conversion attained at 342⁰C. The lowest activity exhibited Al2O3alg not achieving 50% conversion in the analized temperature range. Total toluene conversion was obtained at 450⁰C by the 20CuAlOalg sample. The activity of the catalysts tested in the combustion of toluene depended on the dispersion of crystalline copper oxide.