CC BY
27
Плотникова РЖВестник,ВТУМТ, 2022, Т. 84, №. 1, С 202-207 топлива как «кубовый остаток производства бутилового спирта». В настоящее время по аналогии с технологией производства пластификатора диоктилфталата (ДОФ) разработана технология производства непредельного пластификатора (НП) путем этерификации фталевого ангидрида кубовым остатком ректификации бутиловых спиртов [2]. Характеристики получаемого продукта в соответствии с техническими условиями [3] на пластификатор приведены в таблица 1.
Таблица 1.
Показатели непредельного пластификатора в соответствии с техническими условиями
Table 1.
Indicators of a non-precious plasticizer in accordance with the specifications
Полученный продукт представляет собой сложную физико-химическую систему, в состав которой входят преимущественно изомеры предельных и непредельных 2-этилгексиловых эфиров о-фталевой кислоты.
Наличие в исследуемом объекте, полученном из отходов производства, непредельных углерод-углеродных связей в алифатическом радикале предоставляет широкий спектр возможностей по его модификации с целью придания желаемых технических характеристик [4-5]. Так введение атомов брома по месту двойных углерод--углеродных связей [6] позволит придать новому продукту свойства замедлителя горения или пластификатора-антипирена [7-10].
Для оценки качества данной физико-химической системы как основы для синтеза новых соединений, нужны четкие данные о ее количественном и качественном составе, колебаниях состава, наблюдающихся в производстве основного продукта [11]. Первостепенное значение при проведении процесса модификации базового продукта имеет в данной физико-химической системе содержание непредельных эфиров о-фталевой кислоты. Однако в перечне показателей, определенных ТУ, эти характеристики не указаны.
post@vestnik-vsuet.ru Методы
Пределы колебаний содержания непредельных эфиров о-фталевой кислоты оценены по результатам анализа проб, полученных в течение года с установки по производству непредельного пластификатора. Анализ непредельного пластификатора на двойные углерод-углеродные связи проводили по йодному числу. Состав ежемесячных проб детально проанализирован на хроматографе ЛХМ-72 с использованием пламенно-ионизационного детектора и следующими рабочими характеристиками: стальная колонка длиной 2,5 м, внутренним диаметром 1 мм с насадкой хроматон-N, пропитанный OV-1 в количестве 3% от массы носителя; температура колонки 513-533 К, испарителя -593 К; величина вводимой пробы 0,2 мкл; скорость движения диаграммной ленты 10 мм/мин.
Результаты и обсуждение
По результатам ежемесячных анализов проб, приведенных в табл. 2, проведена оценка математического ожидания и доверительного интервала. Последний определен при уровне значимости р = 0,05 с использованием критерия Стьюдента.
Таблица 2.
Систематические показатели непредельного пластификатора
Table 2.
Systematic Indicators of Unforeseen Plasticizer
Проба Sample Йодное число, г I2/100 г. Iodine number, g I2/100 g Математическое ожидание Mathematical expectation Доверительный интервал Trust interval
1 9,6
2 40,2
3 30,7
4 32,4
5 45,5
6 10,8 34,4 24,4 < x < 44,4
7 40,1
8 25,2
9 18,9
10 59,7
11 65,2
Проведенная оценка позволяет определить наиболее вероятные пределы колебаний содержания непредельных эфиров в исследуемой физико-химической системе.
Наличие в системе непредельных связей указывает на возможность получения на ее основе бромсодержащих соединений, в данном случае бромированных в боковую цепь фталатов.
Показатель | Indicator Значение Value
Цветность по йодометрической шкале, мг йода, не менее | Chromaticity of iodometric scale, iodine mg, not less 130
Плотность при 293 К, кг/м3 Density at 293 K, kg / m3 985-1010
Кислотное число, мг КОН/г Acid number, mg KOH / g 0,3
Число омыления, мг КОН/г Number of wakeoff, mg KOH / g 280-320
Температура вспышки, К, не менее Flash temperature, to, not less 453
РЪгпкста %ЖРгосее£.Щ5 с^ЧЬШЕТ, 2022, О 84, по. 1, рр.
При соблюдении соответствующих условий [12], возможно введение брома в ядро, однако подобная задача нами не ставилась, поскольку бромированные в ядро соединения в большинстве своем являются токсичными.
Хроматограмма исследуемого объекта приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Хроматограмма непредельного пластификатора: 1 - ди (2-этилгексил) фталат: 2 - 2-этигексил-2-этилгексенфталаты; 3 - дибутил-фталат; 4 - продукты конденсации моноэфиров, ацетали
Figure 1. Chromatogram of unsaturated plasticizer: 1 -di(2-ethylhexyl) phthalate: 2-2-ethylhexyl-2-ethyl-hexenphthalate; 3 - dibutyl phthalate; 4 - condensation products of monoesters, acetals
Пики 1 и 3 идентифицированы [13] с использованием стандартных ди-2-этилгексил-фталата (ДОФ) и дибутилфталата (ДБФ). Группа пиков 4 отнесена к продуктам конденсации моноэфиров и ацеталей. Неидентифицирован-ный пик 2, исходя из результатов анализа по функциональным группам, соответствует непредельным эфирам о-фталевой кислоты. Количественный анализ состава непредельного пластификатора проведен с помощью метода абсолютной калибровки [14] (таблица 3).
Таблица 3.
Состав непредельного пластификатора
Table 3.
Composition of the unsaturated plasticizer
202-207 post@vestnik-vsuet.ru
непредельного пластификатора, как физико-химической основы для синтеза бромсодер-жащих соединений. В отдельном контрольном опыте содержание непредельных эфиров с одной непредельной ветвью достигает, согласно таблицы 3, 15-70%.
Поскольку хроматографический анализ состава кубового остатка ректификации бутиловых спиртов свидетельствует о наличии непредельнх спиртов 2-этилгексен-3-ол-1 в количестве 9,0-17,5% и 2-этилгексен-2-ол в количестве 35-43%., то соотношение непредельных эфиров 2-этилгексил-2-этилгексен-3-фталата и 2-этилгексил-2-этилгексен-2-фталата в непредельном пластификаторе составляет 1 : 2 5.
Все использованные в работе пробы непредельного пластификатора охарактеризованы в соответствии с ГОСТ 8728-88 Пластификаторы. Технические условия. Результаты сведены в таблице 4.
Таблица 4 Свойства непредельного пластификатора как основы для синтеза пластификатора-антипирена
Table 4
Properties of an unsaturated plasticizer as a basis for the synthesis of a plasticizer-flame retardant
Компонент Component Содержание, % Content, %
Ди-2-этилгексил-фталат Di-2-ethylhexyl-phthalate 21,0-80,0
2-этилгексил-2-этилгексен-фталаты 2 -Ethylhexyl -2 -ethylhexene -phthalates 15,0-70,0
Дибутилфталат Dibutyl phthalate 2,0-4,0
Примеси| Impurities 3,0-5,0
Результаты анализов свидетельствуют о широком интервале колебаний состава
Показатель Indicator Значение Value
Плотность при 293 К, кг/м3 Density at 293 K, kg/m3 975-995
Цвет по йодометрической шкале Color on the iodometric scale 30-100
Показатель преломления при 283 К Refractive index at 283 K 1,485-1,490
Динамическая вязкость при 293 К, n103 Dynamic viscosity at 293 K, rp103 70-85
Температура кипения, К Boiling water temperature, K 493-515 (0,66 1£Ра)
Температура застывания, К Frozen temperature, K 234-232
Температура воспламенения, К Inflammation temperature, K 473-503
Температура вспышки, К Flash temperature, K 443-463
Массовая доля летучих веществ при 373 К за 6 ч, % Mass fraction of volatile substances at 373 K in 6 hours, % 0,2-0,4
Кислотное число, мг КОН/г Acid number, mg KOH / g 0,2-0,3
Число омыления, мг КОН/г Number of washydrations, mg KOH/g 280-290
Йодное число, ri2/100 г. Iodine number, g I2 / 100 g 10-50
Удельное объемное сопротивление, омхсм Specific volume resistance, ohm* cm 3x109
Плотникова РЖВестник,&ГУИТ, 2022, Т. 84, №. 1, С 202-207
Согласно полученным данным при полном бромировании входящих в состав непредельного пластификатора арилолефинов могут быть получены новые бромсодержащие системы. Используя расчетные значения наиболее вероятных пределов колебаний содержания эфиров с непредельной ветвью, получим наиболее вероятные пределы содержания брома в бромированном пластификаторе: 9,79 - 16,4%.
При дефиците в производстве бромиро-ванного пластификатора с низким содержанием брома его необходимое количество можно получить разбавлением бромированного пластификатора с высоким содержанием брома. В качестве разбавителя может служить широко применяемый в промышленности крупнотоннажный пластификатор ДОФ. Разбавление возможно производить и самим непредельным пластификатором, что не влияет на качество целевого продукта.
В то же время при неполном бромировании непредельной основы наличие ненасыщенных эфиров не оказывает отрицательного влияния на качество композиций, в состав которых может быть введен бромированный фталатный пластификатор. Напротив, с физико-химической точки зрения двойные углерод-углеродные связи делают бромсодержащую систему реакцион-носпособной, поскольку непредельные компоненты за счет раскрытия двойных углерод-углеродных связей дополнительно сшивают молекулы полимеров, повышая тем самым прочность композиции.
Кроме того использование подобной системы в качестве антипирена позволит получить тройной эффект ингибирования
post@vestnik-vsuet.ru процесса горения: во-первых, за счет элиминирования бромистого водорода из бромированных эфиров; во-вторых, эффективность подобных антипиренов повышается за счет продолжительности элиминирования, поскольку скорость элиминирования зависит от энергии разрыва связей третичного и вторичного атомов углерода с бромом и имеет различные значения [15]; в-третьих, двойные углерод-углеродные связи антипирена способны реагировать с активными радикалами, выделяющимися при термораспаде и горении полимерных композиций, тем самым ингибируя эти процессы [16-18].
Возможность получения бромированного пластификатора с широким диапазоном содержания брома - положительныый факт, так как в промышленности находят применение как высокобромированные, так и низкобромиро-ванные соединения [19-20].
Заключение
Установлены наиболее вероятный интервал колебаний содержания непредельных эфиров в исследуемой физико-химической системе, в пределах от 24,4 до 44,4, г 12/100 г.
Определено соотношение непредельных эфиров 2-этилгексил-2-этилгексен-3 -фталата и 2-этилгексил-2-этилгексен-2-фталата в непредельном пластификаторе - 1 : 2 — 5.
Проведенные исследования позволяют сделать вывод о возможности использования непредельного пластификатора, полученного на основе отходов производства бутиловых спиртов, в качестве физико-химической базы для получения бромсодержащего пластификатора-антипирена с наиболее вероятными пределами содержания брома в бромированном пластификаторе: 9,79 - 16,4%.
Литература
1 Леванова С.В., Красных Е.Л., Моисеева С.В., Сафронов С.П. и др. Научные и технологические особенности синтеза новых сложноэфирных пластификаторов на основе возобновляемого сырья // Известия высших учебных заведений. 2021. Т. 64. № 6. С. 69-75. doi: 10.6060/ivkkt.20216406.6369
2 Tsai Y.T., Lin M.-m., Lee M.-J. Kinetics of heterogeneous esterification of glutaric acid with methanol over Amberlyst 35 // J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 2011. V. 42. № 2. P. 271-277. doi: 10.1016/j.jtice.2010.07.010
3 ТУ 38.102171-85. Пластификатор ДЭГФ.
4 Искендерова С.А., Садиева Н.Ф., Эфендиева Л.М., Асадова Ш.Н. и др. Новые пластификаторы для эфиров целлюлозы // Пластические массы. 2020. № 1-2. С. 15-16.
5 Shelke M.E. Synthesis and evaluation of newly1-substituted-(2H)-2-thio-4-(3-substitutedthiocarbamido-1-yl)-6-(2-imino-4-thio-5-substitutedbiureto-1-yl) 1, 2-dihydro-S-triazines as potent antimicrobial agents // GSC Biological and Pharmaceutical Sciences. 2020. V. 13. №. 3. P. 109-112. doi: 10.30574/gscbps.2020.13.3.0245
6 Плотникова Р.Н., Корчагин В.И., Попова Л.В. Бромирование фталатсодержащих систем, полученных из отходов производства // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2021. V. 64. №. 11. P. 112-116. doi: 10.6060/ivkkt.20216411.6429
7 Miyake Y. et al. Simultaneous determination of brominated and phosphate flame retardants in flame-retarded polyester curtains by a novel extraction method // Science of the Total Environment. 2017. № 601-602. P. 1333-1339.
8 Ахраров Б.Б., Мухамедгалиев Б.А. Исследование огнезащитных характеристик синтезированных фосфорсодержащих полимерных антипиренов // Пластические массы. 2016. № 11-12. С. 37-38. doi: 10.35164/05542901-2016-11-12-37-38
9 Алимова А.У., Дудеров Г.Н., Орлова А.М. Снижение горючести целлюлозосодержащих материалов // Вестник МГСУ. 2011. №. 1-2. C. 326-330.
Plotnikova RN.Proceedings ofVSUET, 2022, voC 84, no. 1, pp. 202-207
post@vestnik-vsuet.ru
10 Плотникова Р.Н. Исследование свойств бромированной фталатсодержащей системы и определение областей ее применения // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021. Т. 83. № 1. С. 290-296. doi: 10.20914/2310-1202-2021-1-290-296
11 Teptereva G.A. и др. Возобновляемые природные сырьевые ресурсы, строение, свойства, перспективы применения // Известия высших учебных заведений. 2021. Т. 64. №. 9. С. 4-121. doi: 10.6060/ivkkt.20216409.6465
12 Ruasse M.F., Zhang B.L. The nucleophilic contribution of the solvent in olefin bromination. I. Steric inhibition to nucleophilic solvation in alkene bromination via brominium ions // The Journal of Organic Chemistry. 1984. V. 49. №. 17. P. 3207-3210.
13 He W., Song P., Yu B., Fang Z. et al. Flame retardant polymeric nanocomposites through the combination of nanomaterials and conventional flame retardants // Progress in Materials Science. 2020. V. 114. P. 100687. doi: 10.1016/j.pmatsci.2020.100687
14 Sushkova S.V., Levanova S.V., Glazko I.L. Identification and quantitative determination of citric acid esters // ChemChemTech. 2019. V. 62. № 10. P. 110-117. doi: 10.6060/ivkkt.20196210.6036
15 Lee B., Yoo J., Kang K. Predicting the chemical reactivity of organic materials using a machine-learning approach // Chemical science. 2020. V. 11. №. 30. P. 7813-7822. doi: 10.1039/d0sc01328e
16 Ахраров Б.Б., Мухамедгалиев Б.А. Разработка огнезащитных составов на основе отходов химической промышленности // Пластические массы. 2016. №. 7-8. С. 25-27
17 Ушков В.А., Лалаян В.М., Невзоров Д.И., Ломакин С.М. О влиянии фталатных и фосфатных пластификаторов на воспламеняемость и дымообразующую способность полимерных композиционных материалов // Пожаровзрывобезопасность. 2013. Т. 22. №. 10. С. 25-33.
18 Paul D.R., Baknell K.B. Polymer mixtures. Volume I: Systematics. SPb.: Scientific foundations and technologies. 2009. 618 p.
19 Swoboda B., Buonomo S., Leroy E., Lopez Cuesta J.M. Reaction to fire of recycled poly(ethyleneterephthalate)/polycarbonate blends // Polymer Degradation and Stability. 2007. V. 92. № 12. P. 2247-2256. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2007.01.038
20 Hong I. - K., Lee S. Properties of ultrasound-assisted blends of poly(ethylene terephthalate) with polycarbonate // J. Ind. Eng. Chem. 2013. V. 19. № 1. P. 87-93. doi: 10.1016/j.jiec.2012.07.006
References
1 Levanova S.V., Krasnykh E.L., Moiseeva S.V., Safronov S.P. and others. Scientific and technological features of the synthesis of new ester plasticizers based on renewable raw materials. Izvestia of higher educational institutions. 2021. vol. 64. no. 6. pp. 69-75. doi:10.6060/ivkkt.20216406.6369 (in Russian).
2 Tsai Y.T., Lin M.-m., Lee M.-J. Kinetics of heterogeneous esterification of glutaric acid with methanol over Amber-lyst 35. J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 2011. vol. 42. no. 2. pp. 271-277. doi: 10.1016/j.jtice.2010.07.010
3 TU 38.102171-85. DEHP plasticizer. (in Russian).
4 Iskenderova S.A., Sadieva N.F., Efendieva L.M., Asadova Sh.N. et al. New plasticizers for cellulose ethers. Plastic masses. 2020. no. 1-2. pp. 15-16. (in Russian).
5 Shelke M.E. Synthesis and evaluation of newly1-substituted-(2H)-2-thio-4-(3-substitutedthiocarbamido-1-yl)-6-(2-imino-4-thio-5-substitutedbiureto-1-yl) 1, 2-dihydro-S-triazines as potent antimicrobial agents. GSC Biological and Pharmaceutical Sciences. 2020. vol. 13. no. 3. pp. 109-112. doi: 10.30574/gscbps.2020.13.3.0245
6 Plotnikova R.N., Korchagin V.I., Popova L.V. Bromination of phthalate-containing systems obtained from production waste. Izvestia of higher educational institutions. Chemistry and chemical technology. 2021. vol. 64. no. 11. pp. 112-116. doi: 10.6060/ivkkt.20216411.6429 (in Russian).
7 Miyake Y. et al. Simultaneous determination of brominated and phosphate flame retardants in flame-retarded polyester curtains by a novel extraction method. Science of the Total Environment. 2017. no. 601-602. pp. 1333-1339.
8 Akhrarov B.B., Mukhamedgaliev B.A. Investigation of the flame retardant characteristics of synthesized phosphorus-containing polymer flame retardants. Plastic masses. 2016. no. 11-12. pp. 37-38. doi: 10.35164/0554-2901-2016-11-1237-38 (in Russian).
9 Alimova A.U., Duderov G.N., Orlova A.M. Reducing the combustibility of cellulose-containing materials. Vestnik MGSU. 2011. no. 1-2. pp. 326-330. (in Russian).
10 Plotnikova R.N. Investigation of the properties of a brominated phthalate-containing system and the determination of its applications. Proceedings of VSUET. 2021. vol. 83. no. 1. pp. 290-296. doi: 10.20914/2310-1202-2021-1-290-296 (in Russian).
11 Teptereva G.A. et al. Renewable natural raw materials, structure, properties, prospects for application. Izvestia of higher educational institutions. 2021. vol. 64. no. 9. pp. 4-121.doi: 10.6060/ivkkt.20216409.6465 (in Russian).
12 Ruasse M.F., Zhang B.L. The nucleophilic contribution of the solvent in olefin bromination. I. Steric inhibition to nucleophilic solvation in alkene bromination via brominium ions. The Journal of Organic Chemistry. 1984. vol. 49. no. 17. pp. 3207-3210.
13 He W., Song P., Yu B., Fang Z. et al. Flame retardant polymeric nanocomposites through the combination of nanomaterials and conventional flame retardants. Progress in Materials Science. 2020. vol. 114. pp. 100687. doi: 10.1016/j.pmatsci.2020.100687
14 Sushkova S.V., Levanova S.V., Glazko I.L. Identification and quantitative determination of citric acid esters. ChemChemTech. 2019. vol. 62. no. 10. pp. 110-117. doi: 10.6060/ivkkt.20196210.6036
15 Lee B., Yoo J., Kang K. Predicting the chemical reactivity of organic materials using a machine-learning approach. Chemical science. 2020. vol. 11. no. 30. pp. 7813-7822. doi: 10.1039/d0sc01328e
Плотникова РЖВестник,ВТУИТ, 2022, Т. 84, №. 1, С 202-207
post@vestnik-vsuet.ru
16 Akhrarov B.B., Mukhamedgaliev B.A. Development of flame retardant compositions based on waste products of the chemical industry. Plastic masses. 2016. no. 7-8. pp. 25-27. (in Russian).
17 Ushkov V.A., Lalayan V.M., Nevzorov D.I., Lomakin S.M. On the effect of phthalate and phosphate plasticizers on the flammability and smoke-forming ability of polymer composite materials. Pozharovzryvobezopasnost. 2013. vol. 22. no. 10. pp. 25-33. (in Russian).
18 Paul D.R., Baknell K.B. Polymer mixtures. Volume I: Systematics. SPb., Scientific foundations and technologies. 2009. 618 p.
19 Swoboda B., Buonomo S., Leroy E., Lopez Cuesta J.M. Reaction to fire of recycled poly(ethyleneterephthalate)/polycarbonate blends. Polymer Degradation and Stability. 2007. vol. 92. no. 12. pp. 2247-2256. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2007.01.038
20 Hong I. - K., Lee S. Properties of ultrasound-assisted blends of poly(ethylene terephthalate) with polycarbonate. J. Ind. Eng. Chem. 2013. vol. 19. no. 1. pp. 87-93. doi: 10.1016/j.jiec.2012.07.006
Сведения об авторах
Раиса Н. Плотникова к.х.н., доцент, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия, гауа.р1о1шкоуа.57(й)таП.1и https://orcid.org/0000-0001-9559-4443
Вклад авторов Раиса Н. Плотникова написала рукопись, корректировала её до подачи в редакцию и несет ответственность за плагиат
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Information about authors Raisa N. Plotnikova Cand. Sci. (Chem.), associate professor, industrial ecology, equipment for chemical and petrochemical plants department, Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia, raya.plotnikova. 57(S!mail.ru https://orcid.org/0000-0001-9559-4443
Contribution
Raisa N. Plotnikova wrote the manuscript, correct it before filing in editing and is responsible for plagiarism
Conflict of interest
The authors declare no conflict of interest.
Поступила 10/01/2022_После редакции 01/02/2022_Принята в печать 17/02/2022
Received 10/01/2022_Accepted in revised 01/02/2022_Accepted 17/02/2022
Вестник^ВТУИШ/Proceedings of VSUET ISSN 2226-910X E-ISSN 2310-1202
DOI: http://doi.org/1Q.2Q914/2310-12Q2-2Q22-1-2Q8-213_Оригинальная статья/Research article_
УДК 360_Open Access Available online at vestnik-vsuet.ru
Технология получения нанесенного катализатора на основе алюмосиликатной матрицы, модифицированной _оксидом европия_
Ирина В. Кузнецова 1 kuznetsovaiv@mail.ru © °000-00°1-6666-6292 Денис С. Сугатов 1 den.sugatov2000@gmail.com _Валентина И. Грызлова 1 valya.gr.11@gmail.com_
1 Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия Аннотация. Количество используемых во всем мире автомобилей постоянно растёт. В связи с этим, проблема борьбы с загрязнителями атмосферы - выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания приобретает особую актуальность. За прошедшее время автопроизводители внесли много улучшений в конструкцию автомобильного двигателя и топливных систем, чтобы соответствовать требованиям допустимого уровня загрязнения. Одним из лучших решений данной проблемы является использование, так называемого каталитического преобразователя (конвертера) или просто катализатора с высоким содержанием благородных металлов, основная функция которых - это одновременное окисление несгоревших углеводородов и CO, а также восстановление оксидов азота. Было обнаружено, что добавление редкоземельных металлов к Pd, Pt - катализаторам улучшает их свойства и снижает долю благородных металлов в составе катализаторов. В работе представлены результаты исследования комплексообразования в системе Би3+-лиганд, где лиганд-органическая кислота, фотоколориметрическим и потенциометрическим методами. В системе Би3+-галловая кислота образуется устойчивый комплекс состава MeLnx - 1:2. В системе Eu3+- щавелевая кислота образуется устойчивый комплекс состава MeLnx - 1:1. В системе Eu^-валин образуется устойчивый комплекс состава MeLnx - 1:2. Показана новая методика получения комплексных соединений, заключающаяся в добавление в раствор, содержащий растворы соли Eu3+ и органический кислоты, в водно-спиртовой среде, пероксида водорода H2O2 для блокировки восстановления Eu3+^Eu2+. Разработана технология получения автомобильного катализатора, состоящая из последовательных этапов: получение комплексных соединений, нанесение полученных комплексных соединений на керамические блочные матрицы, сушка, нанесение платиновой (палладиевой) кислоты, прокаливание. Наличие иона Eu3+ в керамической матрице доказано методом элементного анализа. Технология может быть применена для решения проблемы загрязнения окружающей среды такими загрязнителями, как выхлопные газы автомобилей, содержащих в своем составе множество вредных веществ.
Ключевые слова: автомобильный катализатор, соединения европия, органические кислоты, элементный анализ, ИК-спектроскопия, фотоколориметрический метод, потенциометрический метод
Technology for obtaining a deposited catalyst based on an aluminosilicate matrix modified with europium oxide
Irina V. Kuznetsova 1 kuznetsovaiv@mail.ru © 0000-0001-6666-6292 Denis S. Sugatov 1 den.sugatov2000@gmail.com _Valentina I. Gryzlova 1 valya.gr.11@gmail.com_
1 Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia_
Abstract. The number of cars used worldwide is constantly growing. In this regard, the problem of combating atmospheric pollutants -exhaust gases of internal combustion engines is of particular relevance. Over the years, automakers have made many improvements to car engine design and fuel systems to meet pollution limits. One of the best solutions to this problem is the use of a so-called catalytic converter (converter) or simply a catalyst with a high content of noble metals, the main function of which is the simultaneous oxidation of unburned hydrocarbons and CO, as well as the reduction of nitrogen oxides. It was found that the addition of rare earth metals to Pd, Pt catalysts improves their properties and reduces the proportion of noble metals in the composition of catalysts. The paper presents the results of a study of complexation in the Eu3+-ligand system, where the ligand is an organic acid, by photocolorimetric and potentiometric methods. In the Eu3+-gallic acid system, a stable complex of the composition MeLnx - 1:2 is formed. In the Eu3+- oxalic acid system, a stable complex of the composition MeLnx - 1:1 is formed. In the Eu3+-valine system, a stable complex of the composition MeLnx - 1:2 is formed. A new technique for obtaining complex compounds is shown, consisting in adding hydrogen peroxide H2O2 to a solution containing solutions of Eu3+ salt and organic acid in an aqueous-alcoholic medium to block the reduction of Eu3+^Eu2+. A technology for obtaining a automotive catalyst has been developed, consisting of successive stages: obtaining complex compounds, applying the obtained complex compounds to ceramic block matrices, drying, applying platinum (palladium) acid, calcination. The presence of the Eu3+ ion in the ceramic matrix is proved by the method of elemental analysis. The technology can be applied to solve the problem of environmental pollution, such pollutants as exhaust gases of cars containing a lot of harmful substances in their composition.
Keywords: automotive catalyst, europium compounds, organic acids, elemental analysis, IR spectroscopy, photocolorimetric method, potentiometric method
Для цитирования Кузнецова И.В., Сугатов Д.С., Грызлова В.И. Технология получения нанесенного катализатора на основе алюмосиликатной матрицы, модифицированной оксидом европия // Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 84. № 1. С. 208-213. (М10.20914/2310-1202-2022-1-208-213
For citation
Kuznetsova I.V., Sugatov D.S., Gryzlova V.I. Technology for obtaining a deposited catalyst based on an aluminosilicate matrix modified with europium oxide. Vestnik VGUIT [Proceedings of VSUET]. 2022. vol. 84. no. 1. pp. 208-213. (in Russian). doi:10.20914/2310-1202-2022-1-208-213_
© 2022, Кузнецова И.В. и др.. / Kuyznetsova I.V. et al.
This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License
