CC BY
3
_ВЕСТНИК ПНИПУ_
2023 Химическая технология и биотехнология № 4
Б01: 10.15593/2224-9400/2023.4.09 Научная статья
УДК 544.478
А.Р. Кобелева, Е.О. Кузина, А.П. Жуковская
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия
ОСНОВНЫЕ ПУТИ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ МАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ
Способность двуокиси марганца проявлять каталитическое действие позволяет производить катализаторы на его основе. На сегодняшний день марганецсо-держащие катализаторы нашли широкое применение в различных сферах: каталитическая очистка воздуха от кислородсодержащих примесей; очистка природных вод от железа; очистка газов от оксидов азота и углерода и другие сферы.
Традиционными способами получения диоксида марганца считаются химическое и электрохимическое осаждение.
Однако в последнее время намечается развитие технологий в сторону использования новых современных технологических приемов, позволяющих получить диоксид марганца активной модификации с более выраженными каталитическими свойствами.
В связи с широким распространением марганцевых катализаторов все большую актуальность приобретают исследования, посвященные поиску новых и более эффективных способов синтеза катализаторов на основе марганца. На основе данных научной и патентной литературы были выявлены основные пути развития технологии марганецсодержащих катализаторов: разработка принципиально новых способов получения марганцевых катализаторов, разработка и совершенствование метода формования гранул, корректировка сложного композиционного состава катализатора и его модификации, увеличение каталитической активности и поиск новых форм и носителей активного компоненте.
Из ряда направлений совершенствования можно выделить направление модифицирования катализатора на основе диоксида марганца различными компонентами в виде оксидов металлов. В зависимости от области применения активность катализатору могут придавать различные соединения металлов переходных групп Периодической таблицы Менделеева.
Определены наиболее перспективные разработки в области получения катализаторов на основе диоксида марганца и показаны новые сферы применения каталитических композиций
Ключевые слова: марганецсодержащие катализаторы; совершенствование технологии; диоксид марганца; каталитическая очистка.
A.R. Kobeleva, E.O. Kuzina, A.P. Zhukovskaya
Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation
THE MAIN WAYS OF DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY OF MANGANESE-CONTAINING CATALYSTS
The ability of manganese dioxide to exhibit a catalytic effect allows the production of catalysts based on it. Today, manganese-containing catalysts have found wide application in various fields: catalytic purification of air from oxygen-containing impurities; purification of natural waters from iron; gas purification from nitrogen and carbon oxides and other areas.
Traditional methods for producing manganese dioxide are chemical and electrochemical deposition.
However, recently there have been plans to develop technologies towards the use of new modern technological methods that make it possible to obtain active modification manganese dioxide with more pronounced catalytic properties.
Due to the widespread use of manganese catalysts, research devoted to the search for new and more effective methods for the synthesis of manganese-based catalysts is becoming increasingly important. Based on scientific and patent literature data, the main ways of developing the technology of manganese-containing catalysts were identified: the development of fundamentally new methods for producing manganese catalysts, the development and improvement of a method for molding granules, adjusting the complex composition of the catalyst and its modifications, increasing catalytic activity and searching for new forms and carriers of the active component.
Among a number of areas for improvement, one can single out the direction of modifying a catalyst based on manganese dioxide with various components in the form of metal oxides. Depending on the area of application, various compounds of metals from transition groups of the periodic table can impart activity to the catalyst.
The most promising developments in the field of producing catalysts based on manganese dioxide have been identified and new areas of application of catalytic compositions have been shown.
Keywords: manganese-containing catalysts; technology improvement; manganese dioxide; catalytic purification.
Существует большое количество разных способов получения катализаторов на основе диоксида марганца. Выбор конкретного способа производства зависит от того, в каких условиях и для чего будет применяться полученный катализатор. Однако в целом технология многокомпонентных марганецсодержащих катализаторов может быть представлена следующим образом: получение активной формы марганца или его оксида, получение композиции за счет смешения с другими активными компонентами, формование гранул.
Несмотря на широкое использование катализаторов на основе диоксида марганца, они обладают некоторыми существенными недостат-
ками. К механическим недостаткам марганецсодержащих катализаторов относятся невысокие значения термостойкости, низкая прочность гранул, получаемых экструзией, относительно низкая удельная поверхность, ограниченный температурный интервал работы. Поэтому на сегодняшний день вопрос развития технологий получения катализаторов с целью устранения существующих недостатков достаточно актуален.
На основе данных научной и патентной литературы были выявлены основные пути развития технологии марганецсодержащих катализаторов: разработка принципиально новых способов получения марганцевых катализаторов, разработка и совершенствование метода формования гранул, корректировка сложного композиционного состава катализатора и его модификации. Любое из предлагаемых направлений совершенствования технологии должно учитывать возможность образования и действия активных центров в условиях катализа. Также технология катализаторов в целом развивается по пути разработки многокомпонентных составов катализаторов и адсорбентов, что позволяет улучшать характеристики катализаторов: активность, селективность, механическую прочность, универсальность.
Далее представлены направления развития технологии марганцевых катализаторов.
Разработка новых способов получения диоксида марганца как основного компонента оксидных катализаторов. В работе [1] освещены исследования по способу получения активного диоксида марганца при взаимодействии солей марганца и натрия (MnS04 и Na2S2O8) в растворе с получением продукта, содержащего y-MnO2 с последующим выделением твердой фазы.
Авторы указывают на образование нитеобразных выступов на твердых частицах, которые способствуют формированию активных окончаний в структуре диоксида марганца.
В работе [2] авторами изучено влияние температуры и кислотности среды на фазовый состав твердофазных продуктов гидротермальной обработки водных растворов перманганата калия. В составе продуктов при этом образуются диоксиды марганца различных модификаций: ô-MnO2, a-MnO2 и ß-MnO2. Регулируя температурный режим процесса, можно получать однофазные порошки с достаточно большим выходом нужной модификации.
Перманганат калия широко используется в качестве сырья для получения диоксида марганца. Используя различные восстановители и
меняя режимы осаждения, можно управлять образованием определенной модификации образующегося оксида. Например, авторы [3] предлагают новый селективный метод синтеза диоксида марганца (а-, Р-, y-Mn02), основанный на взаимодействии перманганата калия с восстановителем в виде меламина. Учеными установлены зависимости выхода различных полиморфных модификаций Mn02 от рН среды, температурного режима и длительности восстановления.
Выбор и подбор составов композиций оксидных катализаторов на основе диоксида марганца в зависимости от сферы применения. В состав катализаторов с активным компонентом диоксидом марганца могут быть включены другие компоненты в зависимости от предполагаемой области применения такого катализатора, в основном это оксиды и соли металлов. Например, для катализаторов, используемых в процессах очистки газов от оксидов азота, включают в состав композиции соль или гидроксид бария [4, 5]. Ключевую роль в формировании активной формы играет выбор стадии приготовления катали-заторной смеси для введения ионов бария. Гранулированный катализатор данного состава используют для восстановления оксидов азота в средствах индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания. Соединения бария позволяют катализатору работать более длительное время в условиях повышенной концентрации N0*.
В средах с повышенным содержанием монооксида углерода каталитическую активность проявляет также марганцевый катализатор, но в состав его должен быть включен оксид меди [6, 9], получаемый на стадии совместного осаждения с диоксидом марганца. Авторами определены основные условия получения активного оксида меди, играющего роль промотора в катализаторе окисления монооксида углерода. Катализатор, полученный по предлагаемому способу, за счет повышенной активности позволяет проводить более эффективную очистку газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания и дает реальную возможность эффективно решить широкий круг экологических и технологических проблем.
В работе [7] описан способ получения фильтрующего материала, основой которого является Mn02, способный очищать природные воды от железа и сероводорода. Фильтрующий материал представляет собой пористую структуру, на поверхности которой образован каталитически активный слой, содержащий смесь оксидногидроксидных соединений марганца: гидроксида марганца Mn(0H)2 и оксидов марганца Mn203 и
MnO2. Полученный фильтрующий материал, преимуществами которого являются отсутствие необходимости предварительной обработки сильными окислителями, прочность основы, отсутствие слеживания и разрушения в воде при его длительной эксплуатации, эффективно удаляет железо и сероводород из скважинной воды.
В разработке авторов [8] описан способ получения катализатора окисления оксида углерода, включающего диоксид марганца и диоксид свинца. Анодный шлам, образующийся на свинцовом аноде при электролитическом восстановлении меди из кислых сульфатных или хло-ридно-сульфатных растворов, предварительно отмытый от электролита и высушенный, предлагается авторами для использования в качестве катализатора. Использование анодного шлама - побочного продукта электрохимического восстановления металла из водного раствора электролита в качестве недорогого и эффективного катализатора окисления оксида углерода позволяет достичь высокой степени очистки отработанных газов от экологически опасных составляющих с одновременной экономичностью процесса.
В работе [10] представлен способ получения композиции, включающей диоксид марганца и активный оксид алюминия. Сама композиция представляет собой подложку из оксида алюминия и алюмосиликата, модифицированную оксидом циркония или оксидами других редкоземельных металлов. Авторы описывают технологию пропитывания растворами солей металлов подложки для создания носителя для катализаторов выхлопных газов дизельных двигателей.
Работа [11] посвящена получению пористых керамических мембран на основе а-А1203 с нанесенными слоями диоксида марганца. Авторами предложено использование мембранного катализатора на основе диоксида марганца в жидкофазной реакции разложения пероксида водорода. Покрытие мембраны диоксидом марганца создаст каталитическую поверхность, которая в присутствии озона катализирует разложение пероксида водорода в реакторных системах.
Авторами работы [12] синтезированы и охарактеризованы образцы марганец-оксидных катализаторов, полученных пропиткой гамма-оксида алюминия избытком водных растворов солей марганца с различным содержанием марганца в стандартных и сверхкритических условиях. Для получения марганец-оксидных катализаторов в стандартных условиях использован традиционный метод пропитки носителя из водных растворов хлорида марганца. В сверхкритических условиях растворимость хло-
рида марганца в водных растворах низкая. В этой связи авторами исследовалось применение сверхкритических флюидов при получении марганец-оксидных катализаторов в сверхкритической воде. Исследование образцов катализаторов показало, что использование сверхкритических условий приводит к изменению морфологии поверхности катализаторов и появлению четко выраженной кристаллической структуры.
Разработка мер по формированию прочности и эффективности катализатора. Изобретение [13] относится к области каталитической очистки воздуха от кислородсодержащих примесей с использованием катализатора на основе диоксида марганца. Сущность изобретения состоит в повышении эффективности катализатора на основе диоксида марганца путем увеличения проницаемости, прочности, термостойкости. Это достигается тем, что в состав композиции катализатора дополнительно вводят титан или диоксид титана. Испытания заявляемого марганец-титанового катализатора показали, что катализатор становится более механически прочным, при снаряжении и увеличении газодинамических нагрузок не разрушается. Продолжительность работы заявляемого катализатора увеличивается.
Разработка ученых [14] относится к катализаторам для полного окисления монооксида углерода и легколетучих органических соединений. В состав катализатора включаются соединения меди и алюминия. Авторами предлагаются технологические решения для увеличения активности каталитической активности в реакциях окисления летучих органических соединений при низких температурах в процессах обезвреживания сухих и влажных газов.
Авторами работы [15] предложен углеродно-минеральный адсорбент-катализатор, включающий цеолит, активный уголь, бентонитовую глину, диоксид марганца, продукты термодеструкции синтетических углеродных материалов. Углеродно-минеральный адсорбент-катализатор значительно превосходит известный в ионообменной способности по никелю и в каталитической активности в окислении оксида углерода благодаря наличию в своем составе диоксида марганца.
В работе [16] исследуется эффективность гетерогенного катализатора на основе оксидов меди и марганца в реакциях окисления сульфидных соединений - сульфида натрия и сульфида аммония, которые чаще всего встречаются в сточных водах газо- и нефтеперерабатывающих предприятий. Авторами установлено, что полимерный катализатор на основе оксидов меди и марганца обладает высокой активностью в реак-
циях окисления сернистых соединений. С наибольшей скоростью происходит окисление гидросульфида натрия и сульфида аммония. Найдены оптимальная концентрация каталитически активного компонента в полимерной матрице и оптимальное количество катализатора, обеспечивающие максимальную скорость окисления сернистых соединений.
Авторами работы [17] синтезирован нановолокнистый оксигид-роксид алюминия, модифицированный различными количествами ионов марганца (II), который является прекурсором марганцевых катализаторов глубокого окисления метана. Показано, что каталитическая активность полученных марганецсодержащих систем зависит от количества марганца и условий термической активации. Установлено, что наиболее перспективным катализатором высокотемпературного сжигания метана является система с содержанием марганца в прекурсоре до 6 мас. %. Применение катализатора с данным прекурсором позволит запускать и переводить в автотермический режим тепловые конвекторы при прогреве каталитического слоя до 500-530 °С.
Предложения использования новых носителей для катализаторов. В работе [18] предложен катализатор для окисления в природных водах растворенного двухвалентного железа на основе силикагеля, термомодифицированного диоксидом марганца, причем модифицирование осуществляется путем прокаливания при 400 °С пропитанного раствором нитрата марганца свежеосажденного геля кремниевой кислоты. Изобретение обеспечивает увеличение активности катализатора, существенное сокращение выноса марганца с катализатора в обрабатываемую воду, а также обеспечивает возможность обезжелезивания природных вод с высоким содержанием двухвалентного железа.
Авторами [19] описан катализатор для разложения озона на основе диоксида марганца. Катализатор выполнен из открытоячеистого ретику-лированного полиуретана в форме пластин и дополнительно содержит перовскит - манганат лантана, допированный серебром. Полученный катализатор эффективно разлагает озон в воздухе при комнатной температуре, выдерживает огормные временные нагрузки, а также менее трудоемок, материалоемок и энергоемок для производства.
Ученые [20] описывают катализатор и его технологию получения для взаимодействия нитрилов карбоновых кислот с водой, содержащий диоксид марганца и по меньшей мере одно связующее вещество, содержащее SiO2. Также в сотав катализатора должен входить пластификатор, представляющий собой глинистый минерал. Катализаторы, по-
лученные согласно изобретению, обладают исключительными свойствами и более высокой активностью, также при помощи формования улучшаются селективность и степень превращения. Катализатор может быть использован для получения амидов карбоновых кислот.
Авторами [21] синтезированы и изучены оксид-марганцевые катализаторы на основе пенометаллических и блочно-керамических материалов, полученных методом «холодного вспенивания». Активность катализаторов изучена в реакции разложения озона. Проведено сравнение активности разработанных катализаторов с монолитными марганец-титановыми, полученными методом гидродинамического прессования. Основным преимуществом изученных пеносистем является повышенная пористость носителей. Варьирование количества активной фазы и состава позволяет получать катализаторы, работающие в условиях повышенного влагосодержания, высоких температур и газодинамических нагрузок.
В работе [22] предложено применение реакции термического разложения перманганата калия при температурах 220-230 °С для получения термически устойчивого ультрадисперсного активного диоксид марганца на поверхности нанопористого анодного оксида алюминия. Данные катализаторы ускоряют реакцию окисления С0 при температурах выше 180 °С.
Таким образом, исходя из проведенного анализа научно-патентной литературы и основываясь на вышеприведенных литературных данных, можно сделать следующие выводы:
1. Основными областями применения катализаторов на основе диоксида марганца являются очистка природных вод от ионов железа, каталитическая очистка воздуха от кислородсодержащих примесей, в особенности каталитическое окисление оксида углерода, и очистка выхлопных газов от азотсодержащих примесей.
2. Одна из особенностей получения Мп02 катализаторов заключается в том, что только одна из модификаций - у-модификация - марганцевой двуокиси обладает каталитическими свойствами. Следовательно, необходимо исследовать способы получения гамма-модификации Мп02 для создания катализатора и предлагать способы их модернизации.
3. Для повышения каталитической активности катализаторов на основе диоксида марганца предлагаются исследования, связанные с нанесением Мп02 на различные носители: бентонитовые глины, цеолиты, смолы и т.д., а также исследования, связанные с изменением соотношения Мп02: носитель.
4. С целью повышения прочности и износоустойчивости катализаторов к ним добавляют оксиды металлов, наиболее широко используются оксиды титана и цинка.
Список литературы
1. Способ получения гамма-диоксида марганца, гибридный материал, содержащий гамма MnO2, электрохимическая ячейка: пат. 2118292 Рос. Федерация, МПК C01G 45/02, H01M 4/50, C25B 11/16 / Инок И. Ванг, Лифан Лин, Уилльям Л. Бауден. - № 95110667/25; заявл. 04.08.1993; опубл. 27.08.1998.
2. Селективный синтез полиморфных модификаций диоксида марганца гидротермальной обработкой водных растворов KMnO4 / А.А. Егорова, Т.М. Буш-кова, И.В. Колесник, А.Д. Япрынцева, С.Ю. Котцова, А.Е. Баранчиков // Журнал неорганической химии. - 2021. - Т. 66, № 2. - С. 141-148.
3. Синтез диоксида марганца методом гомогенного гидролиза в присутствии меламина / Х.Б. Шарипов, А.Д. Япрынцев, А.Е. Баранчиков [и др.] // Журнал неорганической химии. - 2017. - Т. 62, № 2. - С. 143-154.
4. Ракитская Т.Л., Труба А.С., Нагаевская А.В. Синтез и каталитическая активность дисперсних оксидов марганца (IV) в реакции разложения озона // Вюник Одеського нацюнального ушверситету. Хiмiя. - 2017. - Т. 22, № 4(64). - С. 6-14.
5. Способ получения катализатора для очистки газов от оксида азота: пат. 2147461 РФ, МПК B01J 37/04 (2000.01), B01J 23/34 (2000.01), B01J 21/16 (2000.01), B01J 23/02 (2000.01) / Шевченко А.О., Шеляпин И.П., Васильев Н.П. [и др.]. - Опубл. 20.04.2000.
6. Способ получения катализатора окисления оксида углерода: пат. 2530890 РФ, МПК B01J 23/885, B01J 23/889, B01J 23/94, B01J 21/16, B01J 37/04, C01B 31/20 / Соловьев С.Н., Мухин В.М., Сотникова Н.И. - Опубл. 20.10.2014.
7. Фильтрующий материал для очистки воды от железа, марганца и сероводорода и способ его получения: пат. 2447922 РФ, МПК B01D 39/02, B01J 20/06 / Губайдулина Т.А., Каминская О.В., Апкарьян А.С. - Опубл. 20.04.2012.
8. Катализатор окисления оксида углерода: пат. 2203732 РФ, МПК B01J 23/34, B01J 23/14, B01J 23/50, B01J 23/72, B01D 53/62 / Воропаева Л.А. -Опубл. 10.05.2003.
9. Способ получения катализатора окисления оксида углерода: пат. 2083279 РФ, МПК B01J 23/889, B01J 37/04, B01J 23/889, B01J 101/64 / Аникин С.К., Васильев Н.П., Киреев С.Г., [и др.]. - Опубл. 10.07.1997.
10. Композиция на основе оксида алюминия, содержащая оксид марганца, способ ее получения и ее применение: пат. 2019115895 РФ, МПК B01J 21/12 / Нимейер Дирк, Шёнеборн Маркос, Харменинг Томас, Рольфс Зёнке. -Опубл. 26.07.2018.
11. Характеристики и каталитическая активность керамических мембран с нанесённым слоем наночастиц Мп02 / Х.Л. Ньян, М.В. Донина, О.В. Яровая [и др.] // Успехи в химии и химической технологии. - 2019. -Т. 33, № 3(213). - С. 95-97.
12. Физико-химические характеристики гетерогенных марганец-оксидных катализаторов окисления углеводородов, полученных в сверхкритической воде / Р.А. Ахмедьянова, Э.А. Васильева, Р.Р. Мухамедзянов [и др.] // Вестник Технологического университета. - 2023. - Т. 26, № 5. - С. 10-14.
13. Катализатор очистки воздуха от кислородсодержащих примесей и способ его приготовления: пат. 2052287 РФ, МПК Б0Ш3/34, 21/06, 37/03, Б01Б53/60, 53/62 / Бельских Л.И., Горленко Л.Е., Емельянова Г.И. - Опубл. 20.01.1996.
14. Катализатор для глубокого окисления летучих органических соединений и способ его получения: пат. 2735919 РФ, МПК Б0И 23/84, Б0И 23/72, Б0И 21/04, Б0И 21/02, Б0И 37/08, Б01Б 53/72 / Сакаева Н.С., Бали-на С.В., Чистяченко Ю.С. [и др.]. - Опубл. 10.11.2020.
15. Углеродно-минеральный адсорбент-катализатор: пат. 2122893 РФ, МПК Б0И 20/16, Б0И 20/18, Б0И 20/20, Б0И 23/32 / Гурьянов В.В., Дворецкий Г.В., Киреев С.Г. [и др.]. - Опубл. 10.12.1998.
16. Активность гетерогенного катализатора на основе оксидов марганца и меди в реакциях окисления сернистых соединений / Р.М. Ахмадул-лин, Д.Н. Буй, А.Г. Ахмадуллина, Я.Д. Самуилов // Кинетика и катализ. -2013. - № 3. - С. 1-4.
17. Нановолокнистые оксигидроксиды алюминия, модифицированные ионами марганца (II) - прекурсоры марганецсодержащих катализаторов глубокого окисления метана / С.И. Галанов, О.И. Сидорова, Е.Н. Грязнова, Л.Н. Шиян // Известия Томского политехнического университета. - 2014. -Т. 324, № 3. - С. 88-93.
18. Катализатор на основе силикагеля, термомодифицированного диоксидом марганца: пат. 2259957 РФ, МПК С02Н/64(2000.01), Б0И 23/34 (2000.01), С02Б 103/04 (2000.01) / Колодяжный В.А., Прописнова Ж.А. -Опубл. 10.09.2005.
19. Катализатор для глубокого окисления летучих органических соединений и способ его получения: пат. 2735919 РФ, МПК Б0И 23/84, Б0И 23/72, Б0И 21/04, Б0И 21/02, Б0И 37/08, Б01Б 53/72 / Сакаева Н.С., Бали-на С.В., Чистяченко Ю.С. [и др.]. - Опубл. 10.11.2020.
20. Катализатор для превращения нитрилов карбоновых кислот: пат. 2496575 РФ, МПК Б0И 23/34, Б0И 37/04, С07С 231/06 / Май Александер, Фогель Бернд, Зигерт Херманн. - Опубл. 27.10.2013.
21. Оксид-марганцевые катализаторы на основе металлических и керамических высокопористых материалов в реакции разложения озона / Л.И. Вельских, Л.Е. Горленко, Г.И. Емельянова, С.А. Соловьева, Г.А. Донс-
ких, В.В. Лунин // Вестник Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. - 1998. - Т. 39, № 3. -С. 166-169.
22. Каталитически активные композитные материалы с пористой алюмооксидной матрицей, модифицированной наночастицами y-MnO2 / А.Н. Кокатев, И.В. Лукиянчук, Н.М. Яковлева, В.С. Руднев, Е.А. Чупахина, А.Н. Яковлев, К.В. Степанова // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2016. - Т. 52, № 5. - С. 517-524.
References
1. Inok I. Vang, Lifan Lin, Uill'yam L. Bauden Sposob polucheniya gamma dioksida marganca, gibridnyj material, soderzhashchij gamma MnO2, elektrohimicheskaya yachejka [Method for obtaining gamma manganese dioxide, hybrid material containing gamma MnO2, electrochemical cell]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2118292 (1998);
2. Egorova A.A., T.M. Bushkova, I.V. Kolesnik, A.D. YAprynceva, S.YU. Kotcova, A.E. Baranchikov Selektivnyj sintez polimorfnyh modifikacij dioksida marganca gidrotermal'noj obrabotkoj vodnyh rastvorov KMnO4 [Selective synthesis of polymorphic modifications of manganese dioxide by hydrothermal treatment of KMnO4 aqueous solutions]. ZHurnal neorganicheskoj himii, 2021, Vol. 66, No. 2, pp. 141-148;
3. SHaripov H.B. A.D. YApryncev, A.E. Baranchikov, i dr. Sintez dioksida marganca metodom gomogennogo gidroliza v prisutstvii melamina [Synthesis of manganese dioxide by homogeneous hydrolysis in the presence of melamine]. ZHurnal neorganicheskoj himii, 2017, Vol. 62, No. 2, pp. 143-154;
4. T. L. Rakitskaya, A. S. Truba, A. V. Nagaevskaya Sintez i kataliticheskaya aktivnost' dispersnih oksidov marganca(IV) v reakcii razlozheniya ozona [Synthesis and catalytic activity of dispersed manganese (IV) oxides in the ozone decomposition reaction]. Visnik Odes'kogo nacional'nogo universitetu. Himiya. 2017. Vol. 22, No. 4(64). pp. 6-14
5. SHevchenko A.O., SHelyapin I.P., Vasil'ev N.P. , [i dr.]. Sposob polucheniya katalizatora dlya ochistki gazov ot oksida azota [A method for obtaining a catalyst for purifying gases from nitrogen oxide]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2147461 (2000);
6. Solov'ev S.N., Muhin V.M., Sotnikova N.I. Sposob polucheniya katalizatora okisleniya oksida ugleroda [Method for obtaining a carbon monoxide oxidation catalyst]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2530890 (2014);
7. Gubajdulina T.A., Kaminskaya O.V., Apkar'yan A.S. Fil'truyushchij material dlya ochistki vody ot zheleza, marganca i serovodoroda i sposob ego polucheniya [Filter material for water purification from iron, manganese and hydrogen sulfide and the method of its preparation]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2447922 (2012);
8. Voropaeva L.A. Katalizator okisleniya oksida ugleroda [Carbon monoxide oxidation catalyst]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2203732 (2003);
9. Anikin S.K., Vasil'ev N.P., Kireev S.G., [i dr.]. Sposob polucheniya katalizatora okisleniya oksida ugleroda [Method for obtaining a carbon monoxide oxidation catalyst]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2083279 (1997);
10. Nimejer Dirk, SHyoneborn Markos, Harmening Tomas, Rol'fs Zyonke Kompoziciya na osnove oksida alyuminiya, soderzhashchaya oksid marganca, cposob ee polucheniya i ee primenenie [Composition based on aluminum oxide containing manganese oxide, method of its preparation and its application]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2019115895 (2018);
11. H. L. N'yan, M. V. Donina, O. V. YArovaya [i dr.] Harakteristiki i kataliticheskaya aktivnost' keramicheskih membran s nanesyonnym sloem nanochastic MnO2 [Characteristics and catalytic activity of ceramic membranes with a deposited layer of MnO2 nanoparticles]. Uspekhi v himii i himicheskoj tekhnologii. 2019. Vol. 33, No. 3(213). pp. 95-97;
12. R. A. Ahmed'yanova, E. A. Vasil'eva, R. R. Muhamedzyanov [i dr.] Fiziko-himicheskie harakteristiki geterogennyh marganec-oksidnyh katalizatorov okisleniya uglevodorodov, poluchennyh v sverhkriticheskoj vode [Physico-chemical characteristics of heterogeneous manganese-oxide catalysts for the oxidation of hydrocarbons obtained in supercritical water]. Vestnik Tekhnologicheskogo universiteta. 2023.Vol. 26, No. 5. pp. 10-14;
13. Bel'skih L.I., Gorlenko L.E., Emel'yanova G.I. Katalizator ochistki vozduha ot kislorodsoderzhashchih primesej i sposob ego prigotovleniya [Catalyst for air purification from oxygen-containing impurities and method of its preparation]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2052287 (1996);
14. Sakaeva N.S., Balina S.V., CHistyachenko YU.S., [i dr.]. Katalizator dlya glubokogo okisleniya letuchih organicheskih soedinenij i sposob ego polucheniya [Catalyst for deep oxidation of volatile organic compounds and method of its preparation]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2735919 (2020);
15. Gur'yanov V.V., Dvoreckij G.V., Kireev S.G., [i dr.]. Uglerodno-mineral'nyj adsorbent-katalizator [Carbon-mineral adsorbent catalyst]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2122893 (1998);
16. Ahmadullin R.M., D.N. Buj, AG. Ahmadullina, YA.D. Samuilov Aktivnost' geterogennogo katalizatora na osnove oksidov marganca i medi v reakciyah okisleniya sernistyh soedinenij [Activity of a heterogeneous catalyst based on manganese and copper oxides in the oxidation reactions of sulfur compounds]. Kinetika i kataliz. 2013. No. 3. pp. 1-4;
17. S.I. Galanov, O.I. Sidorova, E.N. Gryaznova, L.N. Shiyan Nanovo-loknistye oksigidroksidy alyuminiya, modificirovannye ionami marganca (II) -prekursory marganecsoderzhashchih katalizatorov glubokogo okisleniya metana [Nanofiber aluminum oxyhydroxides modified with manganese (II) ions are precursors
of manganese-containing catalysts for deep oxidation of methane]. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. 2014. Vol. 324, No. 3. pp. 88-93;
18. Kolodyazhnyj V.A., Propisnova ZH.A. Katalizator na osnove silikagelya, termomodificirovannogo dioksidom marganca [Catalyst based on silica gel, thermomodified with manganese dioxide]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2259957 (2005);
19. Sakaeva N.S., Balina S.V., CHistyachenko YU.S., [i dr.]. Katalizator dlya glubokogo okisleniya letuchih organicheskih soedinenij i sposob ego polucheniya [Catalyst for deep oxidation of volatile organic compounds and method of its preparation]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2735919 (2020);
20. Maj Aleksander, Fogel' Bernd, Zigert Hermann. Katalizator dlya prevrashcheniya nitrilov karbonovyh kislot [Catalyst for the conversion of carbox-ylic acid nitriles]. Patent Rossiiskaya Federaciya no. 2496575 (2013);
21. Vel'skih L.I., L.E. Gorlenko, G.I. Emel'yanova, S.A. Solov'eva, G.A. Donskih, V.V. Lunin Oksid-margancevye katalizatory na osnove metallicheskih i keramicheskih vysokoporistyh materialov v reakcii razlozheniya ozona [Manganese oxide catalysts based on metallic and ceramic highly porous materials in the ozone decomposition reaction]. Vestn. Mosk. Un-ta. Ser. 2. Himiya. 1998g. Vol. 39. No 3. pp. 166-169;
22. A. N. Kokatev, I. V. Lukiianchuk, N. M. Iakovleva, V. S. Rudnev, E. A. Chupakhina, A. N. Iakovlev, K. V. Stepanova. "Kataliticheski aktivnye kompozitnye materialy s poristoi aliumooksidnoi matritsei, modifitsirovannoi nanochastitsami y-MnO2" [Catalytically active composite materials with a porous alumina matrix modified with y-MnO2 nanoparticles]. Fizikokhimiia poverkhnosti i zashchita materialov, 31 Oct. 2016.
Об авторах
Кобелева Асия Рифовна (Пермь, Россия) - кандидат технических наук, доцент кафедры «Химические технологии», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990 г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: [email protected]).
Кузина Евгения Олеговна (Пермь, Россия) - старший преподаватель кафедры «Химические технологии», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990 г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: [email protected]).
Жуковская Анастасия Павловна (Пермь, Россия) - студентка факультета химических технологий, промышленной экологии и биотехнологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., e-mail: [email protected]).
About the authors
Asiia R. Kobeleva (Perm, Russian Federation) - Ph.D. in Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Chemical Technologies, Perm National Research Polytechnic University (29, Komsomolsky av., Perm, 614990, e-mail: [email protected]).
Evgenia O. Kuzina (Perm, Russian Federation) - Senior lecturer, Department of Chemical Technologies, Perm National Research Polytechnic University (29, Komsomolsky av., Perm, 614990; e-mail: [email protected]).
Anastasia P. Zhukovskaia (Perm, Russian Federation) - Student, Perm National Research Polytechnic University (29, Komsomolsky av., Perm, 614990, e-mail: [email protected]).
Поступила: 01.11.2023
Одобрена: 11.11.2023
Принята к публикации: 15.11.2023
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад авторов равноценен.
Просьба ссылаться на эту статью в русскоязычных источниках следующим образом:
Кобелева, А.Р. Основные пути развития технологии марганецсодержащих катализаторов / А.Р. Кобелева, Е.О. Кузина, А.П. Жуковская // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. - 2023. - № 4. - С. 122-135.
Please cite this article in English as:
Kobeleva A.R., Kuzina E.O., Zhukovskaya A.P. The main ways of development of technology of manganese-containing catalysts. Bulletin of PNRPU. Chemical Technology and Biotechnology, 2023, no. 4, pp. 122-135 (In Russ).
