ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДНОГО ЦЕОЛІТУ СОКИРНИЦЬКОГО РОДОВИЩА ДЛЯ ОТРИМАННЯ ОКСИДНО-МАРГАНЦЕВОГО КАТАЛІЗАТОРА ОКИСЛЕННЯ МОНООКСИДУ ВУГЛЕЦЮ

Олена Іванівна Іваненко, Дмитро Анатолійович Крисенко, Тамара Володимирівна Крисенко, Вікторія Юріївна Тобілко

Анотація


В роботі наведено всебічне обґрунтування використання кліноптилоліту Сокирницького родовища в якості цілком прийнятного, доступного і дешевого складового компонента каталізаторів до окислення монооксида вуглецю.

За простою методикою одержано прототип промислового каталізатора на основі товарного кліноптилоліту Сокирницького родовища модифікованого діоксидом марганцю і визначено його кількісний фазовий склад.

Визначено мольне співвідношення Si/Al цеоліту, що використовувався для модифікації, яке складає 4,4 та класифікує його як низькокремнієвий кліноптилоліт. За результатами мікрорентгеноспектрального аналізу шліфа зразка модифікованого MnO2 цеоліту доведена присутність марганцю в об’ємі фази кліноптилолітової породи після модифікації.

За результатами рентгенофазової ідентифікації зразків немодифікованого і модифікованого MnO2 цеоліту встановлено, що головним породоутворюючим мінералом дослідних зразків є кліноптилоліт, вміст якого складає ~ 94 %, та найбільшою домішкою в цеолітовій породі є кварц, кількість якого становить ~ 5 %. На дифрактограмі для термообробленого модифікованого зразка відзначено появу відбитку, характерного для рамсделліта γ-MnO2.

За результатами рентгенофазового аналізу збагаченого порошку з поверхні модифікованого кліноптилоліту встановлено, що найбільшу частку активної складової каталізатора становить рамсделліт (γ-MnO2). Відмічено суттевий вплив кліноптилоліту на фазовий склад утвореного діоксиду марганцю.

Рекомендовано впровадження отриманого каталізатора в технологіях нейтралізації монооксиду вуглецю димових газів печей для випалювання електродів шляхом розміщення його у вогневих каналах камер в прямокутних контейнерах.

Ключові слова: цеоліт, монооксид вуглецю, каталізатор, окислення, діоксид марганцю, кліноптилоліт, рамсделліт


Повний текст:

26-37 PDF

Посилання


Обзор мирового рынка природных цеолитов и перспективы развития до 2029 г. − Merchant Research & Consulting Ltd., 04.05.2020. – 56 с. [Електронний ресурс]. − Режим доступу: https://mcgroup.co.uk/

Доповідь про стан навколишнього природного середовища Закарпатської областіза 2018 рік / Закарпатська обласна державна адміністрація. Департамент екології та природних ресурсів.− Ужгород, 2019. − 166 с. [Електронний ресурс]. − Режим доступу : Https://ecozakarpat.gov.ua/?page_id=308

Inglezakis V. J., Zorpas A. A. Handbook of natural zeolites. Bentham Science Publishers, 2012. – 705 р.

Соболь Х. С. Переваги застосування цеолітових туфів сокирницького родовища у виробництві сучасних тампонажних матеріалів / Х. С. Соболь, Н. І. Петровська, В. С. Терлига, М. Б. Ковальчук // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – 2014. – № 10. – С. 4–9.

Іваненко О. І. Підхід до національної оцінки ризиків для критичної інфраструктури / О. І. Іваненко // Вісник Херсонського національного технічного університету. – 2020. – № 2(73). – С. 9–22.

Ivanenko O.Evaluation of the influence of the catalysts application on the level of emissions of carbon monoxide in the manufacture of electrodes / O. Ivanenko, N. Gomelya, Y. Panov // Technology audit and production reserves. – 2020. – № 4(3(54)). – C. 4–11.

Висновок №7-03/12-29088/10-17 від 15.12.17 року державної екологічної експертизи по матеріалам оцінки впливу на навколишнє середовище «Розробка та гірничо-технічна рекультивація Сокирницького родовища (ділянка, розташована між 8 та 11 розрізами) цеолітів в Хустському районі Закарпатської області» / Міністерство екології та природних ресурсів України. Державне підприємство «Центр еколого-експертної аналітики», 2017. – 17 с. [Електронний ресурс]. − Режим доступу : https://menr.gov.ua/files/EcoAnaliz/Visnovkiи

Alietti A. Polymorphism and crystal chemistry of heulandites and clinoptilolites / A. Alietti // American Mineralogist. – 1972. – Vol. 2, № 9-10. – P. 1437–1462.

Mumpton F.A. Clinoptilolite redefinet / F. Mumpton // American Mineralogist. − 1960. – Vol.45, №2. − P.351-369.

Doebelin N. Stepwise dehydration and change of framework topology in Cd-exchanged heulandite / N. Doebelin, Т. Armbruster // Microporous and Mesoporous Materials.– 2003. – № 61. – Р. 85–103.

Челищев Н. Ф., Володин В. Ф., Крюков В. Л. Ионообменные свойства природных высококремнистых цеолитов. – Москва: Наука, 1988. – 128 с.

Boles J. R. Composition, optical properties, cell dimentions and thermal stability of some heulandite group zeolites / J. R. Boles // American Mineralogist. – 1972. – Vol. 57, № 9–10. – Р. 1463–1493.

Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. – Москва: Мир, 1976. – 781 с.

Merkle A. B. Determination and refinement of the structure of heulandite /A. B. Merkle, M. Slaughter // Аmerican mineralogist. – 1968. – Vol. 53. –Р. 1120–1138.

Колесникова Л. Г., Ланкин С. В., Юрков В. В. Ионный перенос в клиноптилолите: монография. – Благовещенск: Издательство Благовещенского государственного педагогического университета, 2007. – 113 с.

Лопаткин А. А. Теоретические основы физической адсорбции / А. А. Лопаткин. – Москва: Московский государственный университет, 1983. – 344 с.

Карнаухов А. П. Адсорбция, текстура дисперсных и пористых материалов / А. П. Карнаухов. – Новосибирск: Наука, 1999. – 470 с.

Гречановская Е. Е. Метрика элементарной ячейки и Si/Al-отношение в цеолитах ряда гейландит — клиноптилолит Сокирницкого месторождения (Закарпатье, Украина) / Е. Е. Гречановская // Mineralogical Journal. – 2010. – № 32(4). – С. 12–22.

Korablev V. V. Тhe structure аnd morphological properties of clinoptilolite modified by manganese dioxide / V. V. Korablev,A.V. Chechevichkin,I. B. Boricheva, V. V. Samonin // SPbPU Journal – Physics and Mathematics.– 2017. – № 10(1).– Р. 100–111.

Tarasevich Yu. I. Efficient technology for the removal of iron and manganese ions from artesian water using clinoptilolite / Yu. I.Tarasevich, V. V.Goncharuk, V. E.Polyakov, D. A. Krysenko, Z. G. Ivanova, E. V. Aksenenko, M. Yu. Tryfonova // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. – 2012. – № 18(4). – Р. 1438-1440.

Panov Ye. Estimation of the еffect of temperature, the concentration of oxygen and catalysts on the oxidation of the thermoanthracite carbon material / Ye. Panov, N. Gomelia, O. Ivanenko, A. Vahin, S. Leleka // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2019. – № 2/6(98). –Р. 43–50.

Choi K.-H.Reaction Characteristics of Precious-Metal-Free Ternary Mn–Cu–M (M = Ce, Co, Cr, and Fe) Oxide Catalysts for Low-Temperature CO Oxidation / K.-H.Choi, D.-H.Lee, H.-S.Kim, Y.-C.Yoon, C.-S.Park, Y. H. Kim // Industrial & Engineering Chemistry Research. – 2016. – № 55(16). – Р. 4443–4450.

Саргсян А. О. Фазовые превращения природных цеолитов при кислотной и щелочной обработках / А. О. Саргсян, О. А. Саргсян, Л. Р. Арутюнян, Г. Г. Бадалян, И. А. Петросян, Р. С. Арутюнян, Т. Ф. Кузнецова, А. И. Иванец // Весці нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя хімічних навук. – 2016. – № 2. – С. 37–43.

Итцель-Эрнандес Г. Иерархическая структура нанопористости мексиканских природных цеолитов типа клиноптилолит / Г. Итцель-Эрнандес, М. А. Эрнандес, Р. Портилио, В. П. Петрановский, А. Н. Пестряков, Є. Рубио // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2018. – Т. 329. – № 10. – С.107–117.

Бельчинская Л. И. Адсорбционно-структурные, ионообменные и каталитические характеристики природного и модифицированного сорбента Сокирницкого месторождения / Л. И. Бельчинская, О. Ю. Стрельникова, Н. А. Ходосова // Хімія, фізика та технологія поверхні. – 2013. – Т. 4. – № 4. – С. 420-426.

Powder Diffraction File / International Centre for Diffraction Data. –Swartmore, Pensilvania, U.S.A. −1977.

Mineralogical Society of America [Електронний ресурс]. − Режим доступу : http://www.minsocam.org

Mineralogy Databasе [Електронний ресурс]. − Режим доступу : http://www.webmineral.com

Rakitskaya T. L. Synthesis and catalytic activity of dispersed manganese(IV) oxides in the reaction of ozone decomposition / T. L.Rakitskaya, A. S.Truba, A. V. Nagaevs’ka // Odesa National University Herald Chemistry. − 2017. − № 22(4(64)). Р. 6–14.

https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2020.3.3


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.