Спосіб виготовлення каталітичного реактора для пристроїв очищення відхідних газів автомобілів
Номер патенту: 79027
Опубліковано: 10.05.2007
Автори: Курилець Ярослава Петрівна, Соловйов Сергій Олександрович, Шамрай Олександр Анатолійович, Орлик Світлана Микитівна
Формула / Реферат
1. Спосіб виготовлення каталітичного реактора для пристроїв очищення відхідних газів автомобілів, який включає щонайменше одноразову обробку блочного носія стільникової форми сумішшю розчинника зі сполуками алюмінію й рідкісноземельного металу, сушіння обробленого такою сумішшю носія при температурі 100-120 °С до видалення з нього розчинника, термічну обробку носія з твердим залишком зазначених сполук алюмінію й рідкісноземельного металу в атмосфері повітря до утворення на поверхні носія проміжного покриття з оксидів алюмінію й рідкісноземельного металу, обробку носія з утвореним проміжним покриттям розчином сполук металів платинової групи, сушіння обробленого таким розчином носія з проміжним покриттям при температурі 100-120 °С до видалення розчинника й термічну обробку носія з проміжним покриттям та твердим залишком зазначених сполук металів платинової групи до утворення на проміжному покритті металів платинової групи, який відрізняється тим, що як конструкційний матеріал блочного носія стільникової форми використовують пористу кераміку, просочують такий носій водним колоїдним розчином, один літр якого містить від 190 до 220 г нітрату алюмінію, гідрату, від 440 до 470 г оксинітрату алюмінію, гідрату, від 21 до 25 г церію, гідрату, від 7,3 до 8,1 г нітрату лантану, гідрату й регулятор рН в кількості, що забезпечує рН розчину від 3,1 до 3,8, після видалення розчинника з просоченого таким розчином носія його прожарюють разом з твердим залишком зазначених сполук алюмінію, церію й лантану при температурі 520-550 °С до утворення на поверхні носія проміжного покриття з оксидів алюмінію, церію й лантану, далі просочують носій з утвореним проміжним покриттям водним розчином, один літр якого містить від 6,6 до 7,1 г платинохлористоводневої кислоти в перерахунку на платину, від 2-8 до 3,2 г хлориду паладію в перерахунку на паладій, від 0,18 до 0,22 г хлориду родію в перерахунку на родій і регулятор рН в кількості, що забезпечує рН розчину від 1,1 до 1,8, після видалення розчинника прожарюють носій з проміжним покриттям та твердим залишком зазначених сполук металів платинової групи при температурі 520-550 °С в атмосфері повітря протягом 2-3 годин до утворення на проміжному покритті металів платинової групи, а потім прожарюють носій з проміжним покриттям та металами платинової групи при температурі 850-900 °С в атмосфері повітря протягом 2-2,5 годин.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як конструкційний матеріал блочного носія стільникової форми використовують пористу кераміку складу (Al2O3)k.(SiO2)m.(MgO)n, де k=2, m=5, n=2, або пористу кераміку складу (Al2O3)q(SiO2)r, де q=3, r=2, або пористу кераміку складу AlN, або пористу кераміку складу SiN, або пористу кераміку складу SiC.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як регулятор рН водний колоїдний розчин сполук алюмінію, церію й лантану містить гідрат окису амонію.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як регулятор рН водний розчин сполук металів платинової групи містить соляну кислоту або азотну кислоту.
Текст
Технічне рішення, що заявляється, відноситься до способів каталітичного очищення відхіднихгазів автотранспортних засобів від екологічно небезпечних компонентів, а саме - до способів виготовлення таких основних вузлів пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів, як каталітичні реактори. Пристрої каталітичного очищення, які оснащені виготовленими у такий спосіб реакторами, за умов включення до вихлопного тракту автомобілів можуть бути використані для комплексного знешкодження таких шкідливих складових відхіднихгазів двигунів внутрішнього згоряння, як монооксид вуглецю, вуглеводні й оксиди азоту. До каталітичних реакторів як основних вузлів пристроїв очи щення відхіднихгазів автомобілів пред'являють більш високі вимоги, ніж до звичайних каталітичних реакторів для хімічної промисловості. Деякі з основних вимог такі: - каталітичні реактори повинні забезпечувати високі ступені перетворення токсичних компонентів відхіднихгазів; - каталітичні реактори повинні довгостроково стабільно функціонувати після впливу термоударів та вібраційних навантажень; -каталітичні реактори повинні створювати порівняно низький опір відхіднимгазам, що підлягають очищенню. Оскільки потреба в пристроях каталітичного очищення відхіднихгазів автомобілів постійно зростає, а вартість таких пристроїв порівняно висока, важливо, щоб способи виготовлення каталітичних реакторів для таких пристроївгарантували стійку відтворюваність перелічених параметрів продукції, були економічними й безпечними, а матеріали та реактиви, що при цьому використовують, були доступними. Серед відомих способів виготовлення каталітичних реакторів для пристроїв комплексного очищення відхіднихгазів двигунів вн утрішнього згоряння автомобілів, які найбільш повно задовольняють деяким або декільком з цих вимог, широке розповсюдження набули способи, що передбачають використання як основи для виготовлення реактора різних за складом блочних металевих або керамічних носіїв стільникової форми, на поверхні яких, часто після попередньої спеціальної обробки, формують каталітичне активний шар металів платиновоїгрупи (див., наприклад, [пат. Японії №№ 5-45294, 5-47261, 5-47263, 5-47264, 5-39661, 5-36098, 510135, пат. США №№ 4096095, 4132673, 4587231, пат. РФ №№ 2005538, 2080179, пат. ФРН № 2411378 та багато інших]. Так, з опису винаходу до [пат. США № 4096095] відомий спосіб виготовлення каталітичного реактора для пристроїв комплексного очищення відхіднихгазів автомобілів, що передбачає використання як носія блоків стільникової структури з алюмінійвмісного сплава заліза, попередню термообробку цього носія до утворення на його поверхні проміжного покриття з оксидів алюмінію та заліза, а потім формування на поверхні утвореного проміжного покриття каталітичне активного шару з металів платиновоїгрупи. Каталітичні реактори, що виготовлені у такий спосіб, створюють низький опір відхіднимгазам й, імовірно, на початковій стадії експлуатації здатні до ефективного каталітичного очищення відхіднихгазів автомобілів від шкідливих компонентів. Однак, проміжне покриття з оксидів металів на поверхні носія, що одержують цим способом, має малу питому поверхню. Тому на поверхні такого проміжного покриття не вдається сформувати й каталітичне активний шар з достатньо розвиненою поверхнею й, крім того, не вдається забезпечити міцне зчеплення такого шару з поверхнею носія. В результаті каталітичний реактор, який отриманий цим відомим способом, недостатньо довговічний за умов неминучого впливу локальних і загальних перегрівів,газових потоків та вібраційних навантажень. Із опису винаходу до [пат. ФРН № 2411378] відомий також спосіб виготовлення каталітичного реактора для пристроїв комплексного очищення відхіднихгазів автомобілів, що передбачає використання як блочного носія стільникової форми каркасу зі сталі, що містить вуглець, обробку поверхні такого носія ґрунтовкою з волокон силікату алюмінію, сушіння ґрунтовки при температурі близько 250°С, нанесення на неї шаругідрату окису алюмінію, сушіння цього шару при температурі 100 - 250°С та його прожарювання при температурі 800 - 1200°С, просочування шару солями металів платиновоїгрупи й його прожарювання до утворення на поверхні шару металів платиновоїгрупи. Цей відомий спосіб, як і попередній, дозволяє одержувати каталітичні реактори для пристроїв комплексного очищення відхіднихгазів автомобілів, яким властивий низькийгазодинамічний опір. Однак, передбачене цим відомим способом високотемпературне прожарювання проміжного оксидного покриття призводить до утворення на поверхні носія корунду з доволі малою питомою поверхнею, що унеможливлює подальше формування каталітичне активного шару металів платиновоїгрупи з достатньо розвиненою поверхнею й не забезпечує міцне зчеплення такого шару з поверхнею проміжного покриття. Тому очевидно, що ресурс роботи виготовлених у такий спосіб каталітичних реакторів у складі пристроїв комплексного очищення відхіднихгазів автомобілів за умов впливу локальних і загальних перегрівів,газових потоків та вібраційних навантажень обмежений. Із опису винаходу до [пат. США № 4587231] відомий також спосіб виготовлення каталітичного реактора для пристроїв комплексного очищення відхіднихгазів автомобілів, який включає формування на блочному металевому носії стільникової структури проміжного покриття з оксидів алюмінію шляхом багаторазової обробки поверхні носіяглиноземною суспензією, в якій дисперговано порошок оксиду алюмінію, і яка до того ж містить оксид церію, прожарювання обробленого такою суспензією носія, послідовне просочення носія з проміжним покриттям, що утворилося, водними розчинами сполук різних металів платиновоїгрупи й прожарювання носія з проміжним покриттям після просочення кожним з розчинів до утворення відповідного металу платиновоїгрупи. Для того, щоб одержати церійвмісний порошок для попереднього приготування згаданої композиції на основіглиноземної суспензії, дрібнодисперсний оксид алюмінію пропонується спочатку просочувати розчином солі церію й прогрівати до вилучення розчинника, а потім прожарювати до утворення оксиду церію. Цей спосіб дозволяє одержувати каталітичні реактори для пристроїв комплексного очищення відхіднихгазів автомобілів, яким окрім низького опору відхіднимгазам притаманні на початковому етапі експлуатації порівняно високі ступені перетворення токсичних компонентів відхіднихгазів. Крім того, за рахунок вмісту у проміжному покритті каталітичного реактора рідкісноземельного елементу таке проміжне покриття реактора демонструє стійкість в умовах сплесків температур (термоударів). Однак, через різні значення температурних коефіцієнтів для матеріалу носія (металу) й проміжного покриття зглинозему, що містить оксид алюмінію й оксид церію, не вдається запобігти відшарування цього покриття від носія. Через це з часом змінюються характеристики каталітичних реакторів, які виготовлені відомим способом, й, відповідно, зменшується ресурс їх стабільного функціонування. Крім того, необхідність у попередньому приготуванні церійвмісного порошку дляглиноземної суспензії й у багаторазовій обробці поверхні носія цієюглиноземною суспензією, суттєво ускладнює технологію й, відповідно, збільшує час і вартість виго товлення каталітичних реакторів. З опису винаходу до [пат. США № 4132673] відомий спосіб виготовлення каталітичного реактора для пристроїв комплексного очищення відхіднихгазів автомобілів, згідно якому поверхню блочного металевого носія стільникової форми обробляють суспензією, що містить оксид алюмінію, і в якій додатково дисперговані частки металів платиновоїгрупи, висушують оброблений такою суспензією носій до видалення з нього розчинника, а потім прожарюють. В порівнянні з попередніми цей спосіб виглядає більш економічним. Однак мало ймовірно, що формування таким чином на носії каталітичне активних металів платиновоїгрупи сприяє одержанню каталітичних реакторів, для яких характерні високі ступені перетворення токсичних компонентів відхіднихгазів. Адже, як відомо [див., наприклад. Сабо О. // Снижение токсичности отработавшихгазов двигателей внутреннего сгорания. М., 1981. С. 285–289], каталітична активність нанесених каталізаторів сильно залежить від їх дисперсності, рівномірності розподілу каталізатора по поверхні носія й можливості вільного доступу до поверхні каталізатора відхіднихгазів, що підлягають очищенню. Так, найбільш ефективне використання металів платиновоїгрупи як каталізаторів досягається в результаті їх переведення у високодисперсний стан, коли металеві частинки, з одного боку, мають найбільш розвинену поверхню, а з іншого - здатні виявляти особливі адсорбційні й каталітичні властивості й, до того ж, легше взаємодіяти з носієм, утворюючи поверхневі координаційні сполуки. Загальновідомо, що найбільш придатною методикою формування каталізаторів у високодисперсному стані є така, що передбачає використання розчинів сполук металів-каталізаторів [див., наприклад, Филатов С.С. // Токсичность двигателей внутреннего сгорания и пути ее снижения. М., 1966. С. 314–344]. До недоліків відомого способу виготовлення каталітичного реактора слід віднести також низьку стійкість реактора до перегрівів і те, що він не забезпечує міцного зчеплення покриття, що містить метали платиновоїгрупи, з поверхнею інертного носія. Найбільш близьким за технічною суттю до способу, що заявляється, є спосіб виготовлення каталітичного реактора для пристроїв комплексного очищення відхіднихгазів автомобілів, який відомий з опису винаходу до [пат. РФ № 2169614]. Цей спосіб передбачає використання як інертного носіягофрованої й згорнутої в блок сталевої фольги, що містить біля 5% алюмінію, термічну обробку носія при температурі 850 - 920°С в повітряній атмосфері або атмосфері кисню протягом 12-15годин до міграції атомів алюмінію до поверхні носія й подальшого утворення на ній оксиду алюмінію, нанесення на оброблений таким чином носій суспензії у вигляді водноспиртового розчину, в якому дисперговано від 22 до 32 мас.%гідрату окису алюмінію й розчинено від 2 до 4 мас.% нітрату алюмінію та від 2 до 5 мас.% нітрату церію, витримку обробленого суспензією носія на повітрі протягом біля 5годин, сушіння його при температурі 100-120°С до видалення розчинників й термообробку в токові азоту при температурі біля 450°С протягом декількохгодин, просочування проміжного покриття, що при цьому утворилося, розчином сполук металів платиновоїгрупи, сушіння просоченого носія з проміжним покриттям при температурі 100 -120°С до видалення з проміжного покриття розчинника й витримку носія з проміжним покриттям та твердим залишком сполук металів платиновоїгрупи в атмосфері водню при температурі біля 400°С протягом біля 6годин до утворення металів платиновоїгрупи. Цей відомий спосіб дозволяє значно збільшити адгезію проміжного покриття з оксидів алюмінію й рідкісноземельного металу (церію) до поверхні носія за рахунок попереднього формування на його поверхні активних центрів у вигляді оксиду алюмінію й підвищити термічну стійкість такого покриття за рахунок вмісту в ньому оксиду рідкісноземельного елементу. Одночасна обробка проміжного покриття усіма необхідними сполуками металів платиновоїгрупи, що передбачена цим способом, дозволяє значно скоротити час формування на поверхні проміжного покриття каталітичне активного шару металів платиновоїгрупи. Однак, процес формування на поверхні носія активних центрів з оксиду алюмінію доволі тривалий (12-15годин) і потребує великих витрат енергії для підтримання температури процесу на рівні 850 - 920°С. Крім того, як свідчить опис винаходу до цього відомого патенту, питома поверхня проміжного покриття з оксидів алюмінію й церію, що утворюється на поверхні носія, становить 125 м 2/г оксиду алюмінію. Відповідно й питома поверхня сформованого на проміжному покритті каталітичне активного шару з металів платиновоїгрупи не менша за цю величину. А це значить, що, незважаючи на доволі високу інтегральну каталітичну активність шару металів платиновоїгрупи (205°С для досягнення 90% - ного ступеня перетворення такого найбільш токсичного компоненту відхіднихгазів автомобілів, як монооксид вуглецю), каталітична активність одиниці поверхні цього шару доволі незначна. І, нарешті, використання водню, як відновника твердих сполук металів платиновоїгрупи до відповідних металів, робить процес виготовлення каталітичних реакторів вибухо- й пожежонебезпечним. В основу винаходу покладено задачу шля хом застосування альтернативних прийомів активування металів платиновоїгрупи на проміжному покритті досягти високих ступенів перетворення токсичних компонентів відхіднихгазів автомобілів одиницею поверхні каталітичного реактора й шляхом зміни конструкційного матеріалу носія, складу реагентів та режимів основних операцій технологічного процесу досягти міцного зчеплення проміжного покриття з носієм й створити безпечні умови виготовлення каталітичних реакторів. Поставлена задача вирішена тим, що в способі виготовлення каталітичного реактора для пристроїв очищення відхіднихгазів автомобілів, який включає щонайменше одноразову обробку блочного носія стільникової форми сумішшю розчинника зі сполуками алюмінію й рідкісноземельного металу, сушіння обробленого такою сумішшю носія при температурі 100-120°С до видалення з нього розчинника, термічну обробку носія з твердим залишком зазначених сполук алюмінію й рідкісноземельного металу в атмосфері повітря до утворення на поверхні носія проміжного покриття з оксидів алюмінію й рідкісноземельного металу, обробку носія з утвореним проміжним покриттям розчином сполук металів платиновоїгрупи, сушіння обробленого таким розчином носія з проміжним покриттям при температурі 100-120°С до видалення розчинника й термічну обробку носія з проміжним покриттям та твердим залишком зазначених сполук металів платиновоїгрупи до утворення на проміжному покритті металів платиновоїгрупи, відповідно до винаходу, як конструкційний матеріал блочного носія стільникової форми використовують пористу кераміку, просочують такий носій водним колоїдним розчином, один літр якого містить від 190 до 220г нітрату алюмінію,гідрату, від 440 до 470г оксинітрату алюмінію,гідрату, від 21 до 25г церію,гідрату, від 7,3 до 8,1г нітрату лантану,гідрату й регулятор рН в кількості, що забезпечує рН розчину від 3,1 до 3,8, після видалення розчинника з просоченого таким розчином носія його прожарюють разом з твердим залишком зазначених сполук алюмінію, церію й лантану при температурі 520-550°С до утворення на поверхні носія проміжного покриття з оксидів алюмінію, церію й лантану, далі просочують носій з утвореним проміжним покриттям водним розчином, один літр якого містить від 6,6 до 7,1г платинохлористоводневої кислоти в перерахунку на платину, від 2,8 до 3,2г хлориду паладію в перерахунку на паладій, від 0,18 до 0,22г хлориду родію в перерахунку на родій і регулятор рН в кількості, що забезпечує рН розчину від 1,1 до 1,8, після видалення розчинника прожарюють носій з проміжним покриттям та твердим залишком зазначених сполук металів платиновоїгрупи при температурі 520-550°С в атмосфері повітря протягом 2-3годин до утворення на проміжному покритті металів платиновоїгрупи, а потім прожарюють носій з проміжним покриттям та металами платиновоїгрупи при температурі 850-900°С в атмосфері повітря протягом 2-2,5годин. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що як конструкційний матеріал блочного носія стільникової форми використовують пористу кераміку складу (Al2 О3) k.(SiО 2) m.(MgО)n , де k=2, m=5, n=2, або пористу кераміку складу (Al2 О3)q .(SiO2)r, де q=3, r=2, або пористу кераміку складу A1N, або пористу кераміку складу SiN, або пористу кераміку складу SiC. Друга додаткова відмінність полягає в тому, що як регулятор рН водний колоїдний розчин сполук алюмінію, церію й лантану міститьгідрат окису амонію. Третя додаткова відмінність полягає в тому, що як регулятор рН водний розчин сполук металів платиновоїгрупи містить соляну кислоту або азотну кислоту. Реалізація способу виготовлення каталітичного реактора для пристроїв очищення відхіднихгазів автомобілів, що пропонується, дає наступні переваги перед прототипом: - використання як конструкційного матеріалу блочного носія стільникової форми пористої кераміки складу (Аl2O 3)2 .(SiO2) 5.(MgO)2 , або складу (Аl2О3) 3 (SiO2)2 , або складу A1N, або складу SiN, або складу SiC дає змогу досягти низьких значень температурних коефіцієнтів лінійного розширення керамічних носіїв (біля 1,1.10-6град-1'), забезпечити високу механічну міцність таких носіїв на роздавлювання (біля 50 МПа уздовж осей каналів, що додають блоку стільникову форму, й біля 20 МПа поперек цих каналів) навіть за умов локальних і загальних перегрівів при температурах біля 1100°С; - використання водного колоїдного розчину зазначеного складу дозволяє на стадії просочення ним керамічного носія забезпечити високу клеючу здатність колоїдної системи по відношенню до поверхні носія й достатню стійкість такої колоїдної системи у часі, а на стадії термічної обробки просоченого таким колоїдним розчином носія - практично повністю видалити такий зайвий для твердого проміжного покриття компонент розчину, як регулятор рН; - використання водного розчину сполук металів платиновоїгрупи зазначеного складу й зазначених режимів формування на проміжному покритті металів платиновоїгрупи забезпечує достатньо високу міцність зчеплення каталітичне активного шару металів платиновоїгрупи з проміжним покриттям й достатньо високі ступені перетворення каталітичним реактором таких токсичних компонентів відхіднихгазів автомобілів, як монооксид вуглецю, вуглеводні й оксиди азоту; - остаточне прожарювання носія з проміжним покриттям та металами платиновоїгрупи дозволяє додатково активувати метали платиновоїгрупи на проміжному покритті й, як наслідок - досягти високих ступенів перетворення токсичних компонентів відхіднихгазів автомобілів одиницею поверхні каталітичного реактора. Далі суть винаходу пояснюється докладними описами реалізації запропонованого способу виготовлення каталітичного реактора для пристроїв комплексного очищення відхіднихгазів автомобілів таграфіками, що ілюструють роботу пристроїв комплексного очищення відхіднихгазів автомобілів, які оснащені виготовленими у такий спосіб каталітичними реакторами. На фігурах 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 і 17 представленіграфічні залежності величин конверсії (К,%) монооксиду вуглецю, вуглеводнів та окислів азоту, що містять відхіднігази двигунів внутрішнього згоряння автомобілів, від температури (Т,°С) відхіднихгазів на вході до пристроїв каталітичного очищення з каталітичними реакторами, які виготовлені відповідно до способу, що заявляється.графічні залежності (К,%) від (Т,°С), що представлені на фігура х 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 і 18, демонструють ефективність очищення відхіднихгазів двигунів внутрішнього згоряння автомобілів від найбільш токсичного компоненту монооксиду вуглецю - після додаткових термічних та вібраційних навантажень на пристрої каталітичного очищення з такими каталітичними реакторами. Найкращі варіанти утілення винаходу Приклад 1. Узагальнений варіант реалізації запропонованого способу виготовлення каталітичного реактора Як носії для виготовлення каталітичних реакторів використовували циліндричні керамічні блоки стільникової форми, які без додаткового винахідництва були одержані шляхом екструзії (поршневим формуванням через фасонну фільєру) й спікання сумішей дрібнодисперсних (середній діаметр від 50 до 160 мкм) порошків складу (Аl2O 3)2 .(SіO3) 5.(MgO)2 , або складу (АlО3) 3.(SiO2) 2, або порошків складу A1N, або складу SiN, або складу SiC [див., наприклад, П.С.Кислый, М.А. Кузнецова // Спекание тугоплавких соединений. Киев, Наукова думка, 1980, 375 с.,г.Г.гнесин // Карбидкремниевые материалы. Москва, Металлургия, 1977, 278 с., А.Н. Степанчук, И.И. Билык, П.А. Бойко // Технологии порошковой металлургии. Киев, Вища школа, 1989, 412с.]. Зовнішній діаметр таких керамічних блоків приблизно дорівнював 100 мм, а їх довжина приблизно дорівнювала 120мм. Стільникову форму керамічним блокам забезпечували подовжні наскрізні канали розміром 1,2 х 1,2мм, розділені стінкою товщиною 0,18мм. При такихгеометричних параметрах каналів, як загальновідомо (див., наприклад, рекламний проспект японської фірми „NGK INSULATORS, LTD", 2001p., або рекламний проспект американської фірми „CORNING", 2003p.) досягається низький опір відхіднимгазам, що підлягають очищенню. За рахунок поверхонь стінок каналів, а також за рахунок макро- й мезапор на поверхні таких керамічних носіїв їх питома поверхня, незалежно від обраного конструкційного матеріалу, становила близько 0,43м 2/г. Вибірковим зважуванням декількох керамічних блоків стільникової форми до і після просочення їх водою визначали середній об'єм макро- й мезапор на поверхні таких носіїв. Кількості розчинів, які використовували для подальшої обробки партії таких керамічних блоків, вибирали дещо більшими за визначений загальний середній об'єм макро- й мезапор для цієї партії носіїв. Для збільшення питомої поверхні керамічних блоків стільникової форми на їх поверхнях формували проміжне покриття. Для цього партію сухи х керамічних блоків стільникової форми спочатку занурювали у ванну з водним колоїдним розчином, один літр якого містив від 190 до 220г нітрату алюмінію,гідрату (Al(NO3)2 .9H2О), від 440 до 470г оксинітрату алюмінію,гідрату (А1(ОН)2 .NO3.H 2О), від 21 до 25г церію,гідрату (Се(NO3)3 .6Н2O), від 7,3 до 8,1 г нітрату лантану,гідрату (La(NO3)3.6H2 О) й регулятор рН -гідрат окису амонію (NH4OH) в кількості, що забезпечував рН розчину від 3,1 до 3,8. При таких співвідношеннях компонентів й значеннях рН утворювався стійкий колоїдний розчин, якому, до того ж, була властива хороша клеюча здатність. За рахунок цього колоїдні частинки міцно зчеплювалися з поверхнею керамічних блоків стільникової форми, що при подальшій обробці забезпечувало високу адгезію проміжного покриття до поверхонь таких носіїв. Температуру водного колоїдного розчину під час обробки ним керамічних блоків стільникової форми підтримували приблизно постійною. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення з пор носіїв повітря. Просочену колоїдним розчином партію носіїв виймали з ванни. Надлишок колоїдного розчину з зовнішніх поверхонь носіїв і поверхонь стінок їх каналів здували у ванну стр уменем повітря. Після цього партію носіїв завантажували у муфельну піч, яка була додатково обладнана повітряною системою вентиляції. Там носії спочатку сушили при температурі 100-120°С до видалення з їх пор розчинника (води), а потім прожарювали при температурі 520-550°С до розкладу солей і утворення на їх поверхнях проміжних покриттів з оксидів алюмінію (у вигляді g-Аl2О 3), церію й лантану. При цьому з проміжних покриттів повністю видалялась така летка речовина, якгідрат окису амонію. Нагрівання печі виключали. Партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями повільно охолоджували в печі до кімнатної температури, після чого вивантажували з печі. Не змінюючи послідовності операцій і їх режимів, процес просочення цієї партії носіїв водним колоїдним розчином того ж складу, сушіння до видалення з пор носіїв розчинника й прожарювання носіїв повторювали ще один раз. В результаті питома поверхня кожного носія за рахунок дворазове сформованого проміжного покриття збільшувалась до 16-17м 2/г. Маса ж кожного носія після цього збільшувалась на 9-11%. Далі партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями занурювали у ванну з водним розчином, один літр якого містив від 6,6 до 7,1г платинохлористоводневої кислоти (Н2РtСl6) в перерахунку на платину, від 2,8 до 3,2г хлориду паладію (PdCl2) в перерахунку на паладій, від 0,18 до 0,22г хлориду родію (RhCl3) в перерахунку на родій і регулятор рН- соляну (НС1) або азотну (НNО3) кислоту - в кількості, що забезпечує рН розчину від 1,1 до 1,8. Просочували керамічні блоки з проміжними покриттями цим розчином протягом часу, що достатній для припинення виділення з пор носіїв повітря. Температуру водного розчину сполук металів платиновоїгрупи під час обробки ним керамічних блоків із проміжними покриттями підтримували приблизно постійною. Просочені розчином сполук металів платиновоїгрупи носії з проміжними покриттями виймали з ванни. Надлишок розчину з зовнішніх поверхонь таких носіїв і поверхонь стінок їх каналів здували у ванну стр уменем повітря. Після цього просочені носії з проміжними покриттями завантажували у ту ж саму муфельну піч. Там їх спочатку сушили при температурі 100-120°С до видалення з пор розчинника, потім прожарювали протягом 23годин при температурі 520-550°С в атмосфері повітря до утворення на проміжному покритті каталітичне активного шару відповідних металів платиновоїгрупи. Для додаткової активації каталітичне активного шару носії з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи остаточно прожарювали в печі при температурі 850900°С в атмосфері повітря протягом 2-2,5годин. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолоджування печі до кімнатної температури з неї вивантажували партіюготових каталітичних реакторів. Маса кожного носія з проміжним покриттям після формування шару металів платиновоїгрупи збільшувалась приблизно на 0,32%. При цьому, як з'ясувалось, масове співвідношення між різними металами платиновоїгрупи, що містилиготові реактори, зберігалось таким же, як у розчині, що свідчило про однакові швидкості сорбції носіями з проміжними покриттями всіх трьох сполук металів платиновоїгрупи з їх розчину. Як засвідчили результати вимірів, питома поверхня кожногоготового реактора в порівнянні з питомою поверхнею носія з проміжним покриттям до формування і додаткової активації шару металів платиновоїгрупи практично не змінювалась, чому сприяла присутність у проміжному покритті оксидів рідкісноземельних елементів (оксидів церію й лантану), які, як відомо [див., наприклад, Иванова А.С., Мороз Э.М., Поляковаг.А. Влияние способа получения, природы и содержания R2O3 (R=Y, La, Се) на физико-химические свойства композиций R2O3 – Аl2 О3 // Кинетика и катализ, 1994, т.35, вып. 5, с.786-790], при температурах вищи х за 550°С суттєво підвищують термічну стійкість g-Аl2О3 до фазового переходу в інші, значно менші за питомою поверхнею кристалічні модифікації Аl2O3 . Остаточна термічна обробка носіїв з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи, як вдалось з'ясувати, сприяла перебігу топохімічних реакцій між металами платиновоїгрупи та оксидами рідкісноземельних елементів з утворенням перовскитних стр уктур (хімічних сполук оксидів двох металів) і, як наслідок - стабілізації металів платиновоїгрупи у вигляді їх катіонів. В окисненій формі метали платиновоїгрупи перебували у молекулярне - диспергованому стані і тому за рахунок суттєвого збільшення загальної кількості активних центрів досягалося підвищення каталітичної активності одиниці поверхні каталітичних реакторів. При цьому, збільшення часу і температури термічної обробки носіїв з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи вище верхньоїграниці (2,5години і 900°С відповідно) не сприяло подальшому підвищенню каталітичної активності одиниці поверхні каталітичних реакторів. Зменшення ж часу і температури термічної обробки носіїв з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи нижче нижньоїграниці (2години і 850°С відповідно) різко знижувало каталітичну активність одиниці поверхні каталітичних реакторів. Ефективність виготовлених відповідно до винаходу каталітичних реакторів у складі пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів двигунів внутрішнього згоряння було досліджено у виробничих умовах на стенді для випробування двигунів. Обладнання та прилади, які для цього були використані, відповідали вимогамгОСТ 14846-81 (Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний.). Як джерело відхіднихгазів, які підлягали каталітичному очищенню, було використано двигун внутрішнього згоряння для автомобіля „Славута" (ABT03 A3DAEWOO) в реальному режимі його роботи. Пальним для двигуна слугував товарний бензин АИ-95. Для змащування двигуна було використано мастило 10W-40 ФАВОРИТ 2. Середня об'ємна швидкість потоку відхіднихгазів, яку забезпечував двигун, становила 3.104год-1. Пристрій каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичним реактором, що випробовувався, встановлювали в систему вип уску автомобіля „Славута” поблизу його двигуна. Як датчик температури відхіднихгазів на вході до пристрою каталітичного очищення використовували термопару. Склад відхіднихгазів до та після їх каталітичного очищення аналізували двомагазоаналізаторами ANLDIGas 465. Відповідні проби відхіднихгазів для аналізів відбирали через штуцери, що були встановлені до та після пристрою каталітичного очищення. Випробовування пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами проводили в діапазоні температур відхіднихгазів на вході у пристрій від 100 до 450°С. В процесі зміни температури аналізували вміст монооксиду вуглецю, вуглеводнів та оксидів азоту на вході до пристрою каталітичного очищення й на виході з нього. Ефективність каталітичного очищення відхіднихгазів двигуна при різних температурах оцінювали за ступенем конверсії К (%) кожного токсичного компонентагазів, який визначали за формулою: К=(С1-С2).100/С1, де С 1 - концентрація токсичного компонента у відхідномугазі на вході до пристрою каталітичного очищення; С2 - концентрація токсичного компонента у відхідномугазі на виході з пристрою каталітичного очищення. Одержані дані представляли у виглядіграфічних залежностей ступеня конверсії К (%) кожного токсичного компонента від температури Т (°С) відхідногогазу на вході до пристрою каталітичного очищення. Таким випробуванням піддавали пристрої каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами, що відрізнялись за конструкційними матеріалами блочного носія, складом і режимами формування та активації каталітичне активного шару відповідно до формули винаходу. Крім того, пристрої каталітичного очищення відхіднихгазів з такими каталітичними реакторами піддавали також випробуванням на ефективність після додаткових термічних ударів та вібраційних навантажень. При цьому термічні удари створювали різким (протягом 7 хвилин) нагріванням пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами до температури 1000°С і наступним охолодженням корпусу пристрою водою протягом 30 секунд до кімнатної температури (кількість циклів дорівнювала 20). Вібраційні ж навантаження (частота вібрації 100Гц, амплітуда прискорення уздовж осі каталітичного реактора 28g) на пристрої каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами створювали за допомогою вібростенда. Час дії таких навантажень на пристрої каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами становив 5годин. Приклад 2 Як носії для виготовлення каталітичних реакторів використовували циліндричні керамічні блоки стільникової форми складу (Аl2O 3)2 (SіO3) 5.(MgO)2 , що мали такі жгеометричні параметри, як у прикладі 1. Партію таких сухи х керамічних блоків стільникової форми спочатку занурювали у ванну з водним колоїдним розчином, один літр якого містив 190г нітрату алюмінію,гідрату, 440г оксинітрату алюмінію,гідрату, 21г церію,гідрату, 7,3г нітрату лантану,гідрату, й регулятор рН -гідрат окису амонію в кількості, що забезпечував рН розчину 3,1. Температуру водного колоїдного розчину під час обробки ним керамічних блоків підтримували у межах 25±1°С. Тривалість процесу просочення керамічних блоків цим розчином становила близько 3-х хвилин. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення з пор носіїв повітря. Просочену колоїдним розчином партію носіїв виймали з ванни. Після видалення надлишку колоїдного розчину з зовнішніх поверхонь носіїв і поверхонь стінок їх каналів носії завантажували у муфельну піч. Там просочені носії спочатку сушили при температурі 100°С до видалення з їх пор розчинника, а потім прожарювали при температурі 520°С до розкладу солей і утворення на їх поверхнях проміжних покриттів з оксидів алюмінію (у вигляді g-Аl2О 3), церію й лантану. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолодження печі до кімнатної температури партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями вивантажували з печі. Не змінюючи послідовності операцій і їх режимів, процес просочення цієї партії носіїв водним колоїдним розчином того ж складу, сушіння до видалення з пор носіїв розчинника й прожарювання носіїв повторювали ще один раз. В результаті питома поверхня кожного носія за рахунок дворазове сформованого проміжного покриття збільшувалась до 16м 2/г. Маса ж кожного носія після цього збільшувалась на 9%. Далі партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями занурювали у ванну з водним розчином, один літр якого містив 6,6г платинохлористоводневої кислоти в перерахунку на платину, 2,8г хлориду паладію в перерахунку на паладій, 0,18г хлориду родію в перерахунку на родій і регулятор рН-соляну кислоту - в кількості, що забезпечує рН розчину 1,1. Температуру водного розчину сполук металів платиновоїгрупи під час обробки ним керамічних блоків із проміжними покриттями підтримували у межах 25±1°С. Просочували цим розчином керамічні блоки з проміжними покриттями протягом біля 3-х хвилин. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення повітря з пор носіїв з проміжними покриттями. Просочені розчином сполук металів платиновоїгрупи носії з проміжними покриттями виймали з ванни. Надлишок розчину з зовнішніх поверхонь таких носіїв і поверхонь стінок їх каналів здували у ванну стр уменем повітря. Після цього просочені носії з проміжними покриттями завантажували у муфельну піч. Там їх спочатку сушили при температурі 100°С до видалення з пор розчинника, потім прожарювали протягом 2годин при температурі 550°С в атмосфері повітря до утворення на проміжному покритті каталітичне активного шару відповідних металів платиновоїгрупи. Для додаткової активації каталітичне активного шару носії з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи остаточно прожарювали в печі при температурі 850°С в атмосфері повітря протягом 2,5годин. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолоджування печі до кімнатної температури з неї вивантажували партіюготових каталітичних реакторів. Маса кожного носія з проміжним покриттям після формування шару металів платиновоїгрупи й додаткової активації каталітичне активного шару збільшувалась на 0,29%. Питома поверхня кожногоготового реактора залишалась такою ж, як до формування шару металів платиновоїгрупи (16м 2/г). Результати випробувань пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами, що були виготовлені таким чином, представлені на фіг.1 і 2. При цьомуграфічні залежності 1, 2 і 3, що представлені на фіг.1, одержані для каталітичних реакторів, які попередньо не піддавались термічним та вібраційним навантаженням.графічна ж залежність 1, яка представлена на фіг.2, одержана для каталітичних реакторів після додаткових термічних ударів, а залежність 2 на цій фігурі - після додаткових вібраційних навантажень. Як видно з фіг.1, каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження токсичних компонентів, що характеризується температурою досягнення 90%-ного ступеню конверсії (перетворення) компонентів, становить для монооксиду вуглецю 248°С (крива 1), для вуглеводнів - 275°С (крива 2), для окислів азоту - 360°С (крива 3). Після додаткових термічних ударів каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,0% (крива 1 на фіг.2). Після додаткових вібраційних навантажень каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,5% (крива 2 на фіг.2). Приклад 3 Як носії для виготовлення каталітичних реакторів використовували циліндричні керамічні блоки стільникової форми складу (Аl2O 3)3(SіO 2)2, що мали такі жгеометричні параметри, як у прикладі 1. Партію таких сухи х керамічних блоків стільникової форми спочатку занурювали у ванну з водним колоїдним розчином, один літр якого містив 205г нітрату алюмінію,гідрату, 455г оксинітрату алюмінію,гідрату, 23г церію,гідрату, 7,7г нітрату лантану,гідрату, й регулятор рН -гідрат окису амонію в кількості, що забезпечував рН розчину 3,5. Температуру водного колоїдного розчину під час обробки ним керамічних блоків підтримували у межах 35±1°С. Тривалість процесу просочення керамічних блоків цим розчином становила близько 2,5 хвилини. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення з пор носіїв повітря. Просочену колоїдним розчином партію носіїв виймали з ванни. Після видалення надлишку колоїдного розчину з зовнішніх поверхонь носіїв і поверхонь стінок їх каналів носії завантажували у муфельну піч. Там просочені носії спочатку сушили при температурі 110°С до видалення з їх пор розчинника, а потім прожарювали при температурі 535°С до розкладу солей і утворення на їх поверхнях проміжних покриттів з оксидів алюмінію (у вигляді g-Аl2О 3), церію й лантану. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолодження печі до кімнатної температури партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями вивантажували з печі. Не змінюючи послідовності операцій і їх режимів, процес просочення цієї партії носіїв водним колоїдним розчином того ж складу, сушіння до видалення з пор носіїв розчинника й прожарювання носіїв повторювали ще один раз. В результаті питома поверхня кожного носія за рахунок дворазове сформованого проміжного покриття збільшувалась до 16,5м 2/г. Маса ж кожного носія після цього збільшувалась на 10%. Далі партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями занурювали у ванну з водним розчином, один літр якого містив 6,9г платинохлористоводневої кислоти в перерахунку на платину, 3,0г хлориду паладію в перерахунку на паладій, 0,20г хлориду родію в перерахунку на родій і регулятор рН-соляну кислоту - в кількості, що забезпечує рН розчину 1,5. Температуру водного розчину сполук металів платиновоїгрупи під час обробки ним керамічних блоків із проміжними покриттями підтримували у межах 35±1°С. Просочували цим розчином керамічні блоки з проміжними покриттями протягом біля 2,5 хвилини. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення повітря з пор носіїв з проміжними покриттями. Просочені розчином сполук металів платиновоїгрупи носії з проміжними покриттями виймали з ванни. Надлишок розчину з зовнішніх поверхонь таких носіїв і поверхонь стінок їх каналів здували у ванну стр уменем повітря. Після цього просочені носії з проміжними покриттями завантажували у муфельну піч. Там їх спочатку сушили при температурі 110°С до видалення з пор розчинника, потім прожарювали протягом 2,5годин при температурі 535°С в атмосфері повітря до утворення на проміжному покритті каталітичне активного шару відповідних металів платиновоїгрупи. Для додаткової активації каталітичне активного шару носії з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи остаточно прожарювали в печі при температурі 875°С в атмосфері повітря протягом 2,2годин. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолоджування печі до кімнатної температури з неї вивантажували партіюготових каталітичних реакторів. Маса кожного носія з проміжним покриттям після формування шару металів платиновоїгрупи й додаткової активації каталітичне активного шару збільшувалась на 0,30%. Питома поверхня кожногоготового реактора залишалась такою ж, як до формування шару металів платиновоїгрупи (16,5м 2/г). Результати випробувань пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами, що були виготовлені таким чином, представлені на фіг.3 і 4. При цьомуграфічні залежності 1, 2 і 3, що представлені на фіг.3, одержані для каталітичних реакторів, які попередньо не піддавались термічним та вібраційним навантаженням.графічна ж залежність 1, яка представлена на фіг.4, одержана для каталітичних реакторів після додаткових термічних ударів, а залежність 2 на цій фігурі - після додаткових вібраційних навантажень. Як видно з фіг.3, каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження токсичних компонентів, що характеризується температурою досягнення 90%-ного ступеню конверсії компонентів, становить для монооксиду вуглецю 246°С (крива 1), для вуглеводнів - 273°С (крива 2), для окислів азоту - 356°С (крива 3). Після додаткових термічних ударів каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,0% (крива 1 на фіг.4). Після додаткових вібраційних навантажень каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,5% (крива 2 на фіг.4). Приклад 4 Як носії для виготовлення каталітичних реакторів використовували циліндричні керамічні блоки стільникової форми складу A1N, що мали такі жгеометричні параметри, як у прикладі 1. Партію таких сухи х керамічних блоків стільникової форми спочатку занурювали у ванну з водним колоїдним розчином, один літр якого містив 220г нітрату алюмінію,гідрату, 470г оксинітрату алюмінію,гідрату, 25г церію,гідрату, 8,1г нітрату лантану,гідрату, й регулятор рН -гідрат окису амонію в кількості, що забезпечував рН розчину 3,8. Температуру водного колоїдного розчину під час обробки ним керамічних блоків підтримували у межах 30±1°С. Тривалість процесу просочення керамічних блоків цим розчином становила близько 2,8 хвилини. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення з пор носіїв повітря. Просочену колоїдним розчином партію носіїв виймали з ванни. Після видалення надлишку колоїдного розчину з зовнішніх поверхонь носіїв і поверхонь стінок їх каналів носії завантажували у муфельну піч. Там просочені носії спочатку сушили при температурі 120°С до видалення з їх пор розчинника, а потім прожарювали при температурі 550°С до розкладу солей і утворення на їх поверхнях проміжних покриттів з оксидів алюмінію (у вигляді g-Аl2О 3), церію й лантану. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолодження печі до кімнатної температури партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями вивантажували з печі. Не змінюючи послідовності операцій і їх режимів, процес просочення цієї партії носіїв водним колоїдним розчином того ж складу, сушіння до видалення з пор носіїв розчинника й прожарювання носіїв повторювали ще один раз. В результаті питома поверхня кожного носія за рахунок дворазове сформованого проміжного покриття збільшувалась до 17м 2/г. Маса ж кожного носія після цього збільшувалась на 11%. Далі партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями занурювали у ванну з водним розчином, один літр якого містив 7,1г платинохлористоводневої кислоти в перерахунку на платину, 3,2г хлориду паладію в перерахунку на паладій, 0,22г хлориду родію в перерахунку на родій і регулятор рН-соляну кислоту - в кількості, що забезпечує рН розчину 1,8. Температуру водного розчину сполук металів платиновоїгрупи під час обробки ним керамічних блоків із проміжними покриттями підтримували у межах 30±1°С. Просочували цим розчином керамічні блоки з проміжними покриттями протягом біля 2,8 хвилини. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення повітря з пор носіїв з проміжними покриттями. Просочені розчином сполук металів платиновоїгрупи носії з проміжними покриттями виймали з ванни. Надлишок розчину з зовнішніх поверхонь таких носіїв і поверхонь стінок їх каналів здували у ванну стр уменем повітря. Після цього просочені носії з проміжними покриттями завантажували у муфельну піч. Там їх спочатку сушили при температурі 120°С до видалення з пор розчинника, потім прожарювали протягом 2годин при температурі 550°С в атмосфері повітря до утворення на проміжному покритті каталітичне активного шару відповідних металів платиновоїгрупи. Для додаткової активації каталітичне активного шару носії з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи остаточно прожарювали в печі при температурі 900°С в атмосфері повітря протягом 2годин. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолоджування печі до кімнатної температури з неї вивантажували партіюготових каталітичних реакторів. Маса кожного носія з проміжним покриттям після формування шару металів платиновоїгрупи й додаткової активації каталітичне активного шару збільшувалась на 0,32%. Питома поверхня кожногоготового реактора залишалась такою ж, як до формування шару металів платиновоїгрупи (17м 2/г). Результати випробувань пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами, що були виготовлені таким чином, представлені на фіг.5 і 6. При цьомуграфічні залежності 1, 2 і 3, що представлені на фіг.5, одержані для каталітичних реакторів, які попередньо не піддавались термічним та вібраційним навантаженням.графічна ж залежність 1, яка представлена на фіг.6, одержана для каталітичних реакторів після додаткових термічних ударів, а залежність 2 на цій фігурі - після додаткових вібраційних навантажень. Як видно з фіг.5, каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження токсичних компонентів, що характеризується температурою досягнення 90%-ного ступеню конверсії компонентів, становить для монооксиду вуглецю 243°С (крива 1), для вуглеводнів - 271°С (крива 2), для окислів азоту - 352°С (крива 3). Після додаткових термічних ударів каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,0% (крива 1 на фіг.6). Після додаткових вібраційних навантажень каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,5% (крива 2 на фіг.6). Приклад 5 Як носії для виготовлення каталітичних реакторів використовували циліндричні керамічні блоки стільникової форми складу SiN, що мали такі жгеометричні параметри, як у прикладі 1. Партію таких сухи х керамічних блоків стільникової форми спочатку занурювали у ванну з водним колоїдним розчином, один літр якого містив 210г нітрату алюмінію,гідрату, 460г оксинітрату алюмінію,гідрату, 23г церію,гідрату, 7,9г нітрату лантану,гідрату, й регулятор рН -гідрат окису амонію в кількості, що забезпечував рН розчину 3,6. Температуру водного колоїдного розчину під час обробки ним керамічних блоків підтримували у межах 30±1°С. Тривалість процесу просочення керамічних блоків цим розчином становила близько 2,8 хвилини. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення з пор носіїв повітря. Просочену колоїдним розчином партію носіїв виймали з ванни. Після видалення надлишку колоїдного розчину з зовнішніх поверхонь носіїв і поверхонь стінок їх каналів носії завантажували у муфельну піч. Там просочені носії спочатку сушили при температурі 100°С до видалення з їх пор розчинника, а потім прожарювали при температурі 540°С до розкладу солей і утворення на їх поверхнях проміжних покриттів з оксидів алюмінію (у вигляді g-Аl2О 3), церію й лантану. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолодження печі до кімнатної температури партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями вивантажували з печі. Не змінюючи послідовності операцій і їх режимів, процес просочення цієї партії носіїв водним колоїдним розчином того ж складу, сушіння до видалення з пор носіїв розчинника й прожарювання носіїв повторювали ще один раз. В результаті питома поверхня кожного носія за рахунок дворазове сформованого проміжного покриття збільшувалась до 16,8м 2/г. Маса ж кожного носія після цього збільшувалась на 10,8%. Далі партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями занурювали у ванну з водним розчином, один літр якого містив 7,0г платинохлористоводневої кислоти в перерахунку на платину, 3,1г хлориду паладію в перерахунку на паладій, 0,21г хлориду родію в перерахунку на родій і регулятор рН-соляну кислоту - в кількості, що забезпечує рН розчину 1,6. Температуру водного розчину сполук металів платиновоїгрупи під час обробки ним керамічних блоків із проміжними покриттями підтримували у межах 30±1°С. Просочували цим розчином керамічні блоки з проміжними покриттями протягом біля 2,8 хвилини. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення повітря з пор носіїв з проміжними покриттями. Просочені розчином сполук металів платиновоїгрупи носії з проміжними покриттями виймали з ванни. Надлишок розчину з зовнішніх поверхонь таких носіїв і поверхонь стінок їх каналів здували у ванну стр уменем повітря. Після цього просочені носії з проміжними покриттями завантажували у муфельну піч. Там їх спочатку сушили при температурі 120°С до видалення з пор розчинника, потім прожарювали протягом 2,3години при температурі 540°С в атмосфері повітря до утворення на проміжному покритті каталітичне активного шару відповідних металів платиновоїгрупи. Для додаткової активації каталітичне активного шару носії з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи остаточно прожарювали в печі при температурі 890°С в атмосфері повітря протягом 2,2години. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолоджування печі до кімнатної температури з неї вивантажували партіюготових каталітичних реакторів. Маса кожного носія з проміжним покриттям після формування шару металів платиновоїгрупи й додаткової активації каталітичне активного шару збільшувалась на 0,31%. Питома поверхня кожногоготового реактора залишалась такою ж, як до формування шару металів платиновоїгрупи (16,8м 2/г). Результати випробувань пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами, що були виготовлені таким чином, представлені на фіг.7 і 8. При цьомуграфічні залежності 1, 2 і 3, що представлені на фіг.7, одержані для каталітичних реакторів, які попередньо не піддавались термічним та вібраційним навантаженням.графічна ж залежність 1, яка представлена на фіг.8, одержана для каталітичних реакторів після додаткових термічних ударів, а залежність 2 на цій фігурі - після додаткових вібраційних навантажень. Як видно з фіг.7, каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження токсичних компонентів, що характеризується температурою досягнення 90%-ного ступеню конверсії компонентів, становить для монооксиду вуглецю 245°С (крива 1), для вуглеводнів - 274°С (крива 2), для окислів азоту - 357°С (крива 3). Після додаткових термічних ударів каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,5% (крива 1 на фіг.8). Після додаткових вібраційних навантажень каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 3,0% (крива 2 на фіг.8). Приклад 6 Як носії для виготовлення каталітичних реакторів використовували циліндричні керамічні блоки стільникової форми складу SiC, що мали такі жгеометричні параметри, як у прикладі 1. Партію таких сухи х керамічних блоків стільникової форми спочатку занурювали у ванну з водним колоїдним розчином, один літр якого містив 200г нітрату алюмінію,гідрату, 450г оксинітрату алюмінію,гідрату, 22г церію,гідрату, 7,6г нітрату лантану,гідрату, й регулятор рН -гідрат окису амонію в кількості, що забезпечував рН розчину 3,4. Температуру водного колоїдного розчину під час обробки ним керамічних блоків підтримували у межах 25±1°С. Тривалість процесу просочення керамічних блоків цим розчином становила близько 3-х хвилин. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення з пор носіїв повітря. Просочену колоїдним розчином партію носіїв виймали з ванни. Після видалення надлишку колоїдного розчину з зовнішніх поверхонь носіїв і поверхонь стінок їх каналів носії завантажували у муфельну піч. Там просочені носії спочатку сушили при температурі 120°С до видалення з їх пор розчинника, а потім прожарювали при температурі 530°С до розкладу солей і утворення на їх поверхнях проміжних покриттів з оксидів алюмінію (у вигляді g-Аl2О 3), церію й лантану. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолодження печі до кімнатної температури партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями вивантажували з печі. Не змінюючи послідовності операцій і їх режимів, процес просочення цієї партії носіїв водним колоїдним розчином того ж складу, сушіння до видалення з пор носіїв розчинника й прожарювання носіїв повторювали ще один раз. В результаті питома поверхня кожного носія за рахунок дворазове сформованого проміжного покриття збільшувалась до 16,6м 2/г. Маса ж кожного носія після цього збільшувалась на 10,5%. Далі партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями занурювали у ванну з водним розчином, один літр якого містив 6,7г платинохлористоводневої кислоти в перерахунку на платину, 3,2г хлориду паладію в перерахунку на паладій, 0,20г хлориду родію в перерахунку на родій і регулятор рН-соляну кислоту - в кількості, що забезпечує рН розчину 1,4. Температуру водного розчину сполук металів платиновоїгрупи під час обробки ним керамічних блоків із проміжними покриттями підтримували у межах 25±1°С. Просочували цим розчином керамічні блоки з проміжними покриттями протягом біля 3-х хвилин. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення повітря з пор носіїв з проміжними покриттями. Просочені розчином сполук металів платиновоїгрупи носії з проміжними покриттями виймали з ванни. Надлишок розчину з зовнішніх поверхонь таких носіїв і поверхонь стінок їх каналів здували у ванну стр уменем повітря. Після цього просочені носії з проміжними покриттями завантажували у муфельну піч. Там їх спочатку сушили при температурі 120°С до видалення з пор розчинника, потім прожарювали протягом 2,5години при температурі 530°С в атмосфері повітря до утворення на проміжному покритті каталітичне активного шару відповідних металів платиновоїгрупи. Для додаткової активації каталітичне активного шару носії з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи остаточно прожарювали в печі при температурі 880°С в атмосфері повітря протягом 2,3години. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолоджування печі до кімнатної температури з неї вивантажували партіюготових каталітичних реакторів. Маса кожного носія з проміжним покриттям після формування шару металів платиновоїгрупи й додаткової активації каталітичне активного шару збільшувалась на 0,28%. Питома поверхня кожногоготового реактора залишалась такою ж, як до формування шару металів платиновоїгрупи (16,6м 2/г). Результати випробувань пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами, що були виготовлені таким чином, представлені на фіг.9 і 10. При цьомуграфічні залежності 1, 2 і 3, що представлені на фіг.9, одержані для каталітичних реакторів, які попередньо не піддавались термічним та вібраційним навантаженням.графічна ж залежність 1, яка представлена на фіг.10, одержана для каталітичних реакторів після додаткових термічних ударів, а залежність 2 на цій фігурі - після додаткових вібраційних навантажень. Як видно з фіг.9, каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження токсичних компонентів, що характеризується температурою досягнення 90%-ного ступеню конверсії компонентів, становить для монооксиду вуглецю 247°С (крива 1), для вуглеводнів - 277°С (крива 2), для окислів азоту - 361°С (крива 3). Після додаткових термічних ударів каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 3,0% (крива 1 на фіг.10). Після додаткових вібраційних навантажень каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,5% (крива 2 на фіг.10). Приклад 7 Як носії для виготовлення каталітичних реакторів використовували циліндричні керамічні блоки стільникової форми складу (Аl2O 3)2. (SіO3) 5.(MgO)2 , що мали такі жгеометричні параметри, як у прикладі 1. Партію таких сухи х керамічних блоків стільникової форми спочатку занурювали у ванну з водним колоїдним розчином, один літр якого містив 190г нітрату алюмінію,гідрату, 440г оксинітрату алюмінію,гідрату, 21г церію,гідрату, 7,3г нітрату лантану,гідрату, й регулятор рН -гідрат окису амонію в кількості, що забезпечував рН розчину 3,1. Температуру водного колоїдного розчину під час обробки ним керамічних блоків підтримували у межах 25±1°С. Тривалість процесу просочення керамічних блоків цим розчином становила близько 3-х хвилин. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення з пор носіїв повітря. Просочену колоїдним розчином партію носіїв виймали з ванни. Після видалення надлишку колоїдного розчину з зовнішніх поверхонь носіїв і поверхонь стінок їх каналів носії завантажували у муфельну піч. Там просочені носії спочатку сушили при температурі 100°С до видалення з їх пор розчинника, а потім прожарювали при температурі 520°С до розкладу солей і утворення на їх поверхнях проміжних покриттів з оксидів алюмінію (у вигляді g-Аl2О 3), церію й лантану. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолодження печі до кімнатної температури партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями вивантажували з печі. Не змінюючи послідовності операцій і їх режимів, процес просочення цієї партії носіїв водним колоїдним розчином того ж складу, сушіння до видалення з пор носіїв розчинника й прожарювання носіїв повторювали ще один раз. В результаті питома поверхня кожного носія за рахунок дворазове сформованого проміжного покриття збільшувалась до 16м 2/г. Маса ж кожного носія після цього збільшувалась на 9%. Далі партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями занурювали у ванну з водним розчином, один літр якого містив 6,5г платинохлористоводневої кислоти в перерахунку на платину, 2,7г хлориду паладію в перерахунку на паладій, 0,17г хлориду родію в перерахунку на родій і регулятор рН-соляну кислоту - в кількості, що забезпечує рН розчину 1,1. Температуру водного розчину сполук металів платиновоїгрупи під час обробки ним керамічних блоків із проміжними покриттями підтримували у межах 25±1°С. Просочували цим розчином керамічні блоки з проміжними покриттями протягом біля 3-х хвилин. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення повітря з пор носіїв з проміжними покриттями. Просочені розчином сполук металів платиновоїгрупи носії з проміжними покриттями виймали з ванни. Надлишок розчину з зовнішніх поверхонь таких носіїв і поверхонь стінок їх каналів здували у ванну стр уменем повітря. Після цього просочені носії з проміжними покриттями завантажували у муфельну піч. Там їх спочатку сушили при температурі 100°С до видалення з пор розчинника, потім прожарювали протягом 2годин при температурі 550°С в атмосфері повітря до утворення на проміжному покритті каталітичне активного шару відповідних металів платиновоїгрупи. Для додаткової активації каталітичне активного шару носії з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи остаточно прожарювали в печі при температурі 850°С в атмосфері повітря протягом 2,5годин. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолоджування печі до кімнатної температури з неї вивантажували партіюготових каталітичних реакторів. Маса кожного носія з проміжним покриттям після формування шару металів платиновоїгрупи й додаткової активації каталітичне активного шару збільшувалась на 0,27%. Питома поверхня кожногоготового реактора залишалась такою ж, як до формування шару металів платиновоїгрупи (16м 2/г). Результати випробувань пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами, що були виготовлені таким чином, представлені на фіг.11 і 12. При цьомуграфічні залежності 1, 2 і 3, що представлені на фіг.11, одержані для каталітичних реакторів, які попередньо не піддавались термічним та вібраційним навантаженням.графічна ж залежність 1, яка представлена на Фіг.12, одержана для каталітичних реакторів після додаткових термічних ударів, а залежність 2 на цій фігурі - після додаткових вібраційних навантажень. Як видно з фіг.11, каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження токсичних компонентів, що характеризується температурою досягнення 90%-ного ступеню конверсії компонентів, становить для монооксиду вуглецю 268°С (крива 1), для вуглеводнів - 289°С (крива 2), для окислів азоту - 377°С (крива 3). Таким чином, зменшення вмісту у розчині сполук металів платиновоїгрупи нижче нижньоїграниці, наведеної у формулі винаходу, різко підвищує температуру досягнення 90%-ного ступеню конверсії монооксиду вуглецю, вуглеводнів і окислів азоту. Після додаткових термічних ударів каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,0% (крива 1 на фіг.12). Після додаткових вібраційних навантажень каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,5% (крива 2 на фіг.12). Приклад 8 Як носії для виготовлення каталітичних реакторів використовували циліндричні керамічні блоки стільникової форми складу (Аl2О 3)3 (SіO2)2 , що мали такі жгеометричні параметри, як у прикладі 1. Партію таких сухи х керамічних блоків стільникової форми спочатку занурювали у ванну з водним колоїдним розчином, один літр якого містив 205г нітрату алюмінію,гідрату, 455г оксинітрату алюмінію,гідрату, 23г церію,гідрату, 7,7г нітрату лантану,гідрату, й регулятор рН -гідрат окису амонію в кількості, що забезпечував рН розчину 3,5. Температуру водного колоїдного розчину під час обробки ним керамічних блоків підтримували у межах 35±1°С. Тривалість процесу просочення керамічних блоків цим розчином становила близько 2,5 хвилини. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення з пор носіїв повітря. Просочену колоїдним розчином партію носіїв виймали з ванни. Після видалення надлишку колоїдного розчину з зовнішніх поверхонь носіїв і поверхонь стінок їх каналів носії завантажували у муфельну піч. Там просочені носії спочатку сушили при температурі 110°С до видалення з їх пор розчинника, а потім прожарювали при температурі 535°С до розкладу солей і утворення на їх поверхнях проміжних покриттів з оксидів алюмінію (у вигляді g-Аl2О 3), церію й лантану. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолодження печі до кімнатної температури партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями вивантажували з печі. Не змінюючи послідовності операцій і їх режимів, процес просочення цієї партії носіїв водним колоїдним розчином того ж складу, сушіння до видалення з пор носіїв розчинника й прожарювання носіїв повторювали ще один раз. В результаті питома поверхня кожного носія за рахунок дворазове сформованого проміжного покриття збільшувалась до 16,5м 2/г. Маса ж кожного носія після цього збільшувалась на 10%. Далі партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями занурювали у ванну з водним розчином, один літр якого містив 7,2г платинохлористоводневої кислоти в перерахунку на платину, 3,3г хлориду паладію в перерахунку на паладій, 0,23г хлориду родію в перерахунку на родій і регулятор рН-соляну кислоту - в кількості, що забезпечував рН розчину 1,5. Температуру водного розчину сполук металів платиновоїгрупи під час обробки ним керамічних блоків із проміжними покриттями підтримували у межах 35±1°С. Просочували цим розчином керамічні блоки з проміжними покриттями протягом біля 2,5 хвилини. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення повітря з пор носіїв з проміжними покриттями. Просочені розчином сполук металів платиновоїгрупи носії з проміжними покриттями виймали з ванни. Надлишок розчину з зовнішніх поверхонь таких носіїв і поверхонь стінок їх каналів здували у ванну стр уменем повітря. Після цього просочені носії з проміжними покриттями завантажували у муфельну піч. Там їх спочатку сушили при температурі 110°С до видалення з пор розчинника, потім прожарювали протягом 2,5годин при температурі 535°С в атмосфері повітря до утворення на проміжному покритті каталітичне активного шару відповідних металів платиновоїгрупи. Для додаткової активації каталітичне активного шару носії з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи остаточно прожарювали в печі при температурі 875°С в атмосфері повітря протягом 2,2годин. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолоджування печі до кімнатної температури з неї вивантажували партіюготових каталітичних реакторів. Маса кожного носія з проміжним покриттям після формування шару металів платиновоїгрупи й додаткової активації каталітичне активного шару збільшувалась на 0,33%. Питома поверхня кожногоготового реактора залишалась такою ж, як до формування шару металів платиновоїгрупи (16,5м 2/г). Результати випробувань пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами, що були виготовлені таким чином, представлені на фіг.13 і 14. При цьомуграфічні залежності 1, 2 і 3, що представлені на фіг.13, одержані для каталітичних реакторів, які попередньо не піддавались термічним та вібраційним навантаженням.графічна ж залежність 1, яка представлена на фіг.14, одержана для каталітичних реакторів після додаткових термічних ударів, а залежність 2 на цій фігурі - після додаткових вібраційних навантажень. Як видно з фіг.13, каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження токсичних компонентів, що характеризується температурою досягнення 90%-ного ступеню конверсії компонентів, становить для монооксиду вуглецю 243°С (крива 1), для вуглеводнів - 271°С (крива 2), для окислів азоту - 352°С (крива 3). Таким чином, збільшення вмісту у розчині сполук металів платиновоїгрупи вище верхньоїграниці, наведеної у формулі винаходу, не призводить до зниження температури досягнення 90%-ного ступеню конверсії монооксиду вуглецю, вуглеводнів і окислів азоту (див. для порівняння приклад 4). Після додаткових термічних ударів каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,0% (крива 1 на фіг.14). Після додаткових вібраційних навантажень каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,5% (крива 2 на фіг.14). Приклад 9 Як носії для виготовлення реакторів використовували циліндричні керамічні блоки стільникової форми складу (Al2O 3)2 .(SiO2) 5.(MgO)2 , що мали такі жгеометричні параметри, як у прикладі 1. Партію таких сухи х керамічних блоків стільникової форми спочатку занурювали у ванну з водним колоїдним розчином, один літр якого містив 190г нітрату алюмінію,гідрату, 440г оксинітрату алюмінію,гідрату, 21г церію,гідрату, 7,3г нітрату лантану,гідрату, й регулятор рН -гідрат окису амонію в кількості, що забезпечував рН розчину 3,1. Температуру водного колоїдного розчину під час обробки ним керамічних блоків підтримували у межах 25±1°С. Тривалість процесу просочення керамічних блоків цим розчином становила близько 3-х хвилин. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення з пор носіїв повітря. Просочену колоїдним розчином партію носіїв виймали з ванни. Після видалення надлишку колоїдного розчину з зовнішніх поверхонь носіїв і поверхонь стінок їх каналів носії завантажували у муфельну піч. Там просочені носії спочатку сушили при температурі 100°С до видалення з їх пор розчинника, а потім прожарювали при температурі 520°С до розкладу солей і утворення на їх поверхнях проміжних покриттів з оксидів алюмінію (у вигляді g-Аl2О 3), церію й лантану. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолодження печі до кімнатної температури партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями вивантажували з печі. Не змінюючи послідовності операцій і їх режимів, процес просочення цієї партії носіїв водним колоїдним розчином того ж складу, сушіння до видалення з пор носіїв розчинника й прожарювання носіїв повторювали ще один раз. В результаті питома поверхня кожного носія за рахунок дворазове сформованого проміжного покриття збільшувалась до 16м 2/г. Маса ж кожного носія після цього збільшувалась на 9%. Далі партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями занурювали у ванну з водним розчином, один літр якого містив 6,6г платинохлористоводневої кислоти в перерахунку на платину, 2,8г хлориду паладію в перерахунку на паладій, 0,18г хлориду родію в перерахунку на родій і регулятор рН-соляну кислоту - в кількості, що забезпечує рН розчину 1,1. Температуру водного розчину сполук металів платиновоїгрупи під час обробки ним керамічних блоків із проміжними покриттями підтримували у межах 25±1°С. Просочували цим розчином керамічні блоки з проміжними покриттями протягом біля 3-х хвилин. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення повітря з пор носіїв з проміжними покриттями. Просочені розчином сполук металів платиновоїгрупи носії з проміжними покриттями виймали з ванни. Надлишок розчину з зовнішніх поверхонь таких носіїв і поверхонь стінок їх каналів здували у ванну стр уменем повітря. Після цього просочені носії з проміжними покриттями завантажували у муфельну піч. Там їх спочатку сушили при температурі 100°С до видалення з пор розчинника, потім прожарювали протягом 2годин при температурі 550°С в атмосфері повітря до утворення на проміжному покритті каталітичне активного шару відповідних металів платиновоїгрупи. Для додаткової активації каталітичне активного шару носії з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи остаточно прожарювали в печі при температурі 840°С в атмосфері повітря протягом 2,5годин. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолоджування печі до кімнатної температури з неї вивантажували партіюготових каталітичних реакторів. Маса кожного носія з проміжним покриттям після формування шару металів платиновоїгрупи й додаткової активації каталітичне активного шару збільшувалась на 0,29%. Питома поверхня кожногоготового реактора залишалась такою ж, як до формування шару металів платиновоїгрупи (16 м 2/г). Результати випробувань пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами, що були виготовлені таким чином, представлені на фіг.15 і 16. При цьомуграфічні залежності 1, 2 і 3, що представлені на фіг.15, одержані для каталітичних реакторів, які попередньо не піддавались термічним та вібраційним навантаженням. Графічна ж залежність 1, яка представлена на фіг.16, одержана для каталітичних реакторів після додаткових термічних ударів, а залежність 2 на цій фігурі - після додаткових вібраційних навантажень. Як видно з фіг.15, каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження токсичних компонентів, що характеризується температурою досягнення 90%-ного ступеню конверсії компонентів, становить для монооксиду вуглецю 265°С (крива 1), для вуглеводнів - 291°С (крива 2), для окислів азоту - 382°С (крива 3). Таким чином, зниження температури остаточної термічної обробки носіїв з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи нижче нижньоїграниці, наведеної у формулі винаходу, різко погіршує показники каталітичних реакторів (див. для порівняння приклад 2). Після додаткових термічних ударів каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,0% (крива 1 на фіг.16). Після додаткових вібраційних навантажень каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,% (крива 2 на фіг.16). Приклад 10 Як носії для виготовлення каталітичних реакторів використовували циліндричні керамічні блоки стільникової форми складу A1N, що мали такі жгеометричні параметри, як у прикладі 1. Партію таких сухи х керамічних блоків стільникової форми спочатку занурювали у ванну з водним колоїдним розчином, один літр якого містив 220г нітрату алюмінію,гідрату, 470г оксинітрату алюмінію,гідрату, 25г церію,гідрату, 8,1г нітрату лантану,гідрату, й регулятор рН -гідрат окису амонію в кількості, що забезпечував рН розчину 3,8. Температуру водного колоїдного розчину під час обробки ним керамічних блоків підтримували у межах 30±1°С. Тривалість процесу просочення керамічних блоків цим розчином становила близько 2,8 хвилини. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення з пор носіїв повітря. Просочену колоїдним розчином партію носіїв виймали з ванни. Після видалення надлишку колоїдного розчину з зовнішніх поверхонь носіїв і поверхонь стінок їх каналів носії завантажували у муфельну піч. Там просочені носії спочатку сушили при температурі 120°С до видалення з їх пор розчинника, а потім прожарювали при температурі 550°С до розкладу солей і утворення на їх поверхнях проміжних покриттів з оксидів алюмінію (у вигляді g-Аl2О 3), церію й лантану. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолодження печі до кімнатної температури партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями вивантажували з печі. Не змінюючи послідовності операцій і їх режимів, процес просочення цієї партії носіїв водним колоїдним розчином того ж складу, сушіння до видалення з пор носіїв розчинника й прожарювання носіїв повторювали ще один раз. В результаті питома поверхня кожного носія за рахунок дворазове сформованого проміжного покриття збільшувалась до 17м 2/г. Маса ж кожного носія після цього збільшувалась на 11%. Далі партію носіїв зі сформованими на їх поверхнях проміжними покриттями занурювали у ванну з водним розчином, один літр якого містив 7,1г платинохлористоводневої кислоти в перерахунку на платину, 3,2г хлориду паладію в перерахунку на паладій, 0,22г хлориду родію в перерахунку на родій і регулятор рН-соляну кислоту - в кількості, що забезпечує рН розчину 1,8. Температуру водного розчину сполук металів платиновоїгрупи під час обробки ним керамічних блоків із проміжними покриттями підтримували у межах 30±1°С. Просочували цим розчином керамічні блоки з проміжними покриттями протягом біля 2,8 хвилини. Критерієм закінчення процесу просочення було припинення виділення повітря з пор носіїв з проміжними покриттями. Просочені розчином сполук металів платиновоїгрупи носії з проміжними покриттями виймали з ванни. Надлишок розчину з зовнішніх поверхонь таких носіїв і поверхонь стінок їх каналів здували у ванну стр уменем повітря. Після цього просочені носії з проміжними покриттями завантажували у муфельну піч. Там їх спочатку сушили при температурі 120°С до видалення з пор розчинника, потім прожарювали протягом 2годин при температурі 550°С в атмосфері повітря до утворення на проміжному покритті каталітичне активного шару відповідних металів платиновоїгрупи. Для додаткової активації каталітичне активного шару носії з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи остаточно прожарювали в печі при температурі 910°С в атмосфері повітря протягом 2,5годин. Нагрівання печі виключали. Після повільного охолоджування печі до кімнатної температури з неї вивантажували партіюготових каталітичних реакторів. Маса кожного носія з проміжним покриттям після формування шару металів платиновоїгрупи й додаткової активації каталітичне активного шару збільшувалась на 0,32%. Питома поверхня кожногоготового реактора залишалась такою ж, як до формування шару металів платиновоїгрупи (17 м 2/г). Результати випробувань пристроїв каталітичного очищення відхіднихгазів з каталітичними реакторами, що були виготовлені таким чином, представлені на Фіг.17 і 18. При цьомуграфічні залежності 1, 2 і 3, що представлені на Фіг.17, одержані для каталітичних реакторів, які попередньо не піддавались термічним та вібраційним навантаженням.графічна ж залежність 1, яка представлена на Фіг.18, одержана для каталітичних реакторів після додаткових термічних ударів, а залежність 2 на цій фігурі - після додаткових вібраційних навантажень. Як видно з Фіг.17, каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження токсичних компонентів, що характеризується температурою досягнення 90%-ного ступеню конверсії компонентів, становить для монооксиду вуглецю 243°С (крива 1), для вуглеводнів - 271°С (крива 2), для окислів азоту - 352°С (крива 3). Таким чином, збільшення температури остаточної термічної обробки носіїв з проміжними покриттями і шаром металів платиновоїгрупи вище верхньоїграниці, наведеної у формулі винаходу, не сприяє підвищенню каталітичної активності одиниці поверхні каталітичних реакторів (див. для порівняння приклад 4). Після додаткових термічних ударів каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,0% (крива 1 на Фіг.18). Після додаткових вібраційних навантажень каталітична активність каталітичного реактора в реакціях знешкодження монооксиду вуглецю зменшується приблизно на 2,5% (крива 2 на Фіг.18). Результати випробувань каталітичних реакторів, що були виготовлені відповідно до способу, що заявляється, свідчать про високі ступені перетворення токсичних компонентів відхіднихгазів автомобілів одиницею поверхні таких каталітичних реакторів, про високу адгезію проміжних покриттів до поверхонь носіїв та високу адгезію металів платиновоїгрупи до поверхонь проміжних покриттів. Наведені приклади не вичерпують усі можливі варіанти втілення винахідницького задуму відповідно до формули винаходу. Можливості промислового відтворювання Запропонований спосіб виготовлення каталітичного реактора для пристроїв очищення відхіднихгазів автомобілів може бути легко відтворений промисловим шляхом і використанням загальнодоступних матеріалів і реактивів, що випускаються хімічною промисловістю. Пристрої каталітичного очищення, які оснащені виготовленими у такий спосіб реакторами, за умов включення до вихлопного тракту автомобілів можуть бути використані для ефективного комплексного знешкодження таких шкідливих складових відхіднихгазів двигунів внутрішнього згоряння, як монооксид вуглецю, вуглеводні й оксиди азоту.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for manufacture of catalytic reactor for fume cleaners of motor-cars
Автори англійськоюSoloviov Serhii Oleksandrovych, Kurylets Yaroslava Petrivna, Orlyk Svitlana Mykytivna, Shamrai Oleksandr Anatoliiovych
Назва патенту російськоюСпособ изготовления каталитического реактора для устройств очистки отходящих газов автомобилей
Автори російськоюСоловьев Сергей Александрович, Курилец Ярослава Петровна, Орлик Светлана Никитична, Шамрай Александр Анатольевич
МПК / Мітки
МПК: B01J 23/40, B01D 53/86
Мітки: відхідних, спосіб, виготовлення, очищення, автомобілів, газів, пристроїв, каталітичного, реактора
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/17-79027-sposib-vigotovlennya-katalitichnogo-reaktora-dlya-pristrov-ochishhennya-vidkhidnikh-gaziv-avtomobiliv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виготовлення каталітичного реактора для пристроїв очищення відхідних газів автомобілів</a>
Попередній патент: Пристрій для обробки поверхонь тертя деталей
Наступний патент: Трансформатор-перетворювач з поперечним підмагнічуванням змінним струмом
Випадковий патент: Прошарки полімеру, що включають співполіефір полі(циклогександиметилентерефталат-співетилентерефталату) (варіанти), та багатошарова скляна панель