Μελέτη της επίδρασης δομικών ενισχυτών (Ce, La) και των συνθηκών αντίδρασης κατά τη διάσπαση του N2O σε καταλύτες ευγενών μετάλλων (Pt,Pd,Ir) χαμηλής φόρτισης (0,5% w/w) υποστηριγμάτων σε γ-Al2O3

Abstract

Η ατμοσφαιρική ρύπανση αποτελεί σήμερα ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα των αναπτυγμένων κυρίως χωρών λόγω της διατάραξης της φυσικής ισορροπίας του οικοσυστήματος που έχει προκληθεί από τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Το υποξείδιο του αζώτου (Ν2Ο) συμπεριλαμβάνεται στα αέρια του θερμοκηπίου και αποτελεί ένα από τα πιο επικίνδυνα αέρια για το περιβάλλον. Σύμφωνα με το πρωτόκολλο του Κιότο, η Ε.Ε. έχει δεσμευθεί να μειώσει τις εκπομπές Ν2Ο από 1200-1300 kton Ν2Ο/χρόνο σε περίπου 200-250 kton Ν2Ο/χρόνο για να επιτευχθεί ο περιορισμός της αύξησης της θερμοκρασίας. Για την επίτευξη αυτού του στόχου, σημαντικό ρόλο θα διαδραματίσει η μείωση των εκπομπών του Ν2Ο στα απαέρια των βιομηχανικών μονάδων καθώς και στα καυσαέρια των μεταφορών με διεργασίες καταλυτικής διάσπασης, όπου το Ν2Ο μετατρέπεται σε άζωτο. Η επιδείνωση αυτών των προβλημάτων σε συνδυασμό με την καλπάζουσα βιομηχανική ανάπτυξη, καθιστούν επιτακτική την ανάγκη για τον έλεγχο και την ανάπτυξη τεχνολογιών ικανών να περιορίσουν τις εκπομπές του N2O. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκαν καταλυτικά συστήματα ευγενών μετάλλων ως προς την ενργότητά τους κατα την καταλυτική διάσπαση του Ν2Ο, υποστηριγμένων αρχικά σε ενεργό φορέα γ-Al2O3 και έπειτα σε ενισχυμένους με σπάνιες γαίες (CeΟ2, La2Ο3). Ως ενεργή φάση επιλέχθηκαν τα μέταλλα Pt, Pd και Ir σε φόρτιση 0,5% κ.β. Η επίδραση της φύσης και της φόρτισης σε ευγενές μέταλλο στηνη αντίδραση διάσπασης του Ν2Ο, διερευνήθηκε παρουσία και απουσία περίσσειας οξυγόνου (2% κ.ο.). Απουσία και παρουσία οξυγόνου βρέθηκε ότι δραστικότερο καταλυτικό σύστημα ήταν αυτό του Ir/AlCe. Επιπλέον πραγματοποιήθηκε έλεγχος της ενεργότητας των καταλυτών με χρήση προπυλενίου (C3H6) ως αναγωγικό μέσο. Επίσης, έγινε προσπάθεια αλληλοσυσχέτισης της ενεργότητας των καταλυτικών συστημάτων με τα αποτελέσματα του φυσικοχημικού χαρακτηρισμού (BET, H2-TPR) καθώς και των μορφολογικών (ΤΕΜ) και δομικών χαρακτηριστικών (XRD) των καταλυτικών συστημάτων.