Oxide systems with controllable porosity as catalysts for the nitrous oxide decomposition.

Głównym źródłem emisji N2O w sektorze chemicznym są fabryki produkujące kwas azotowy. Gaz ten powstaje jako produkt uboczny katalitycznego utleniania amoniaku. Emisję N2O można zredukować wykorzystując jedną z dwóch alternatywnych metod: rozkład wysoko- i niskotemperaturowy. Badanym katalizatorem w rozkładzie wysokotemperaturowym był wermikulit modyfikowany kwasowo, natomiast w procesie niskotemperaturowym w roli katalizatorów przebadano tlenki Mg-Cu-Fe pochodzenia hydrotalkitowego oraz zeolity Fe-Y i Fe-ZSM-5. Strukturę katalizatorów scharakteryzowano za pomocą metod: UV-vis-DRS, FTIR, XRD, natomiast morfologię powierzchni opracowano w oparciu o metodę BET. Modyfikację kwasową wermikulitu przeprowadzono wykorzystując kwasy H2SO4, HNO3 i HCl. Działanie kwasem powoduje zwiększenie dostępności fazy aktywnej, wzrost powierzchni właściwej oraz porowatości. Kwasowo modyfikowane wermikulity w roli katalizatorów procesu wysokotemperaturowego rozkładu N2O są aktywne w całym badanym zakresie temperatur tego procesu. Aktywacja kwasowa okazała się szybką, tanią oraz skuteczną metodą zmiany właściwości katalitycznych tego minerału.

The main sources of N2O emission in the chemical industry are nitric acid plants. This gas is formed as a by-product in the catalytic oxidation of ammonia process. The N2O emission can be reduced by one of the two alternative methods: high- and low-temperature decomposition. The catalytic materials which were tested in the high-temperature N2O decomposition process were acid-activated vermiculites. The Mg-Cu-Fe oxide systems, prepared from the hydrotalcite-like materials, Fe-Y and Fe-ZSM-5 zeolites were tested as the catalyst for the low-temperature N2O decomposition. The catalysts were characterized by structure (UV-vis-DRS, FTIR, XRD) and texture (BET). Vermiculite was treated with H2SO4, HNO3 and HCl. The acid-activation increases the accesibility of the active sites, specific surface area and porosity. Acid-activated vermiculites were found to be catalysts for high-temperature N2O decomposition. The acid-activation is fast, cheap and effective method to modify catalytic properties of this mineral.