Носій каталізаторів

Носій каталізаторів, що містить металічну основу, нітрид титану і алюмінію, який відрізняється тим, що нітрид титану модифіковано алюмінієм при атомному співвідношенні Ті : Аl=1:(0,8-1,6). (19) (21) 99020992 (22) 22.02.1999 (24) 15.02.2001 (33) UA (46) 15.02.2001, Бюл. № 1, 2001 р. (72) Власенко Василь Михайлович, Цибульов Павло Миколайович, Сердюк Георгій Нікандрович, Соловйов Сергій Олександрович, Князев Юрій 33421 дифікації нітриду-титану алюмінієм, дозволило би підвищити енергію активації хемосорбції кисню і тим самим збільшити температуру початку окислення і за рахунок цього підвищити межу термостабільності носія каталізаторів. Поставлена задача виконується тим, що в носії каталізаторів, що містить металічну основу, нітрид титану і алюміній, згідно з винаходом новим є те, що нітрид титану модифіковано алюмінієм при атомному співвідношенні Tі : Al=1:(0,8-1,2). При атомному співвідношенні, що заявляється, алюміній вводиться безпосередньо до складу нітридного покриття заміщаючи іони титану у решітці нітриду. Різний тип міжатомних зв'язків Ti-N і AlN, а також різний валентний стан катіонів ефективно знижує електроннодонорні властивості такого модифікованого нітриду і збільшують концентрацію аніонних вакансій у кубічній решітці утвореного сполучення. Вказані зміни сприяють підвищенню енергії активації процесу хемосорбції кисню та збільшують температуру початку окислення, підвищуючи тим самим, межу термостійкості однофазних сполучень системи Ті-Al-N до 850°С. Носій каталізаторів, що заявляється, ілюструється прикладами, які зведені в таблицю. Розглянемо спосіб отримання носію каталізаторів. Мішень сплаву Ti-Al розпилювалась за методом реактивною магнетронного розпилювання на установці "Мир-2" на попередньо розігріту до 600°С нержавіючу сітку при парціальних значеннях тиску аргону і азоту 0,27 й 0,03 Па. На підложки було подано потенціал зміщення - 100 В, а параметри магнетронного розряду становили 3,5 А і 560 В. Відстань мішень-підложка дорівнювало 60 мм. Час процесу осадження покриття на одну сторону сітки було рівним 30 хв. Це забезпечувало двостороннє нанесення на сітку покриття товщиною 4 мкм. Склад та структура поверхневого шару носія визначались методами ОЖЕ-спектроскопії (прилад 09ИОС-10-005) та рентгенофазового аналізу (прилад ДРОН-ЗМ). Термостійкість носію оцінювали за температурою початку окислення покриття, що визначалась методом термогравіметрії на термоаналітичному приладі "Derivatograph-C ". При атомному співвідношенні Ті:Аl=1:0,7 (приклад 4) не забезпечується підвищення термостійкості носія, оскільки нітридний шар складається з двох фаз, одна з яких (TiN) мають низьку температуру початку окислення. При атомному співвідношенні Ті:Аl=1:1,6 (приклад 5) спостерігається зниження термостійкості посію, що також пов'язано з наявністю у нітридному шарі носія значної кількості фази нітриду титану, що має низьку температуру початку окислення. Носії, що містять нержавіючу основу та нітрид титану, модифікований алюмінієм у атомному співвідношенні Ті : А1=1:(0,8-1,2) (приклади 1-3) мають підвищення термостійкості до 850°С та перевершують аналогічний показник прототипу приблизно на 200°С. На основі заявлюваного винаходу проводяться роботи по створенню каталітичних систем для реакцій високотемпературного контактного окислення аміаку, відновлення оксидів азоту та очищення вихлопних газів двигунів внутрішнього спалювання. Таблиця Ті Al 1 2 3 64,5 60,0 55,5 35,5 40,0 44,5 Співвідношення Ті:Al, % ат у нітридному покритті 1:0,80 1:1,05 1:1,20 4 69,0 31,0 1:0,70 515 5 51,0 49,0 1:1,60 485 0:1,00 655 Складові мішені, % мас. № прикладу 6 Прототип Температура, °С 805 850 792 _________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 2 Рентгенофазовий аналіз (Ті,Al)N (Ті,Al)N (Ті,Al)N (Ті,Al)N; ТіN (Ті,Al)N; ТіN, AlN Al