DeNOx reactions over synthetic chabazite (SSZ-13) catalysts  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
115898
Type PD
Principal investigator Solt, Hanna
Title in Hungarian DeNOx reakciók szintetikus kabazit (SSZ-13) katalizátorokon
Title in English DeNOx reactions over synthetic chabazite (SSZ-13) catalysts
Keywords in Hungarian heterogén katalízis, deNOx, operando FTIR, SSZ-13
Keywords in English heterogeneous catalysis, deNOx, operando FTIR, SSZ-13
Discipline
Material Science and Technology (chemistry) (Council of Physical Sciences)100 %
Panel Chemistry 1
Department or equivalent Institute of Materials and Environmental Chemistry (Research Center of Natural Sciences)
Starting date 2015-09-01
Closing date 2019-08-31
Funding (in million HUF) 22.149
FTE (full time equivalent) 4.00
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
Co-SSZ-13 zeolit katalizátorokat fejlesztettünk nitrogén-oxidok metánnal végzett szelektív katalitikus redukciójához. Az erőművek füstgázában jelen levő káros nitrogén-oxidokat N2-vé kell alakítani hogy ne kerüljenek a légkörbe. Metán redukálószer használata előnyös, mivel olcsó és nem igényel költséges tároló és adagoló berendezést, mint az ammónia redukálószer használata. A szilárd fázisú ioncsere hatékonynak bizonyult arra, hogy a zeolitba kobaltot vigyünk be, és katalitikusan aktív centrumokat alakítsunk ki. Teszteltük a kobalt só anionjának és a kobalt tartalomnak a hatását a katalitikus aktivitásra. A reakcióparamétereket (kiindulási NO és CH4 koncentráció, térsebesség) optimalizáltuk. 450-600 °C hőmérséklet tartományban közel 100 %-os N2 hozamot értünk el. A reakcióban legaktívabb katalizátorok hidrotermális stabilitását a reaktáns elegyhez 550 °C-on 3-10 v/v % vízgőzt táplálva vizsgáltuk. A katalizátorok aktivitása ilyen körülmények között 12-40 órás kísérleti idő alatt állandó volt. XRD és szilárd fázisú 27Al NMR vizsgálatok kimutatták, hogy nem csökkent a katalizátorok kristályossága a katalitikus használat során. CO és NO adszorptívumokkal FTIR kísérleteket végeztünk a kemiszorpciós helyek tulajdonságainak jobb megismerésére. H2-TPR és UV-vis vizsgálatokkal különböző kobalt alakulatokat azonosítottunk a zeolitban. Operando DRIFT kísérletek megerősítették azt a reakciómechanizmust, amit a CH4/NO-SCR reakcióra Co-ZSM-5 katalizátorokra korábban felvázoltunk.
Results in English
Zeolite Co-SSZ-13 catalysts were developed for the selective catalytic reduction of nitric oxides (NOx) by methane. Harmful NOx, present in the exhaust gases of power plants, must be converted to N2 that they do not get into the atmosphere. The use of reducing agent methane is advantageous since it is cheap and does not require expensive storage and injection system like the use of ammonia. Solid state ion exchange was found efficient to introduce cobalt into the zeolite and generate catalytically active species. The effect of the cobalt precursor and cobalt content was tested on the catalytic activity. Reaction parameters (inlet NO, CH4 concentrations, space velocity) were optimized. Near to 100 % N2 yield was reached in the 450-600 °C temperature region. The hydrothermal stability of the catalysts showing preferable catalytic properties in the reaction, was tested at 550 °C applying a reactant mixture with 3-10 v/v% steam. The catalysts showed stable activity under these parameters during 12-40 h time on stream. XRD and 27Al NMR tests revealed that the crystallinity of the catalysts did not decrease during the catalytic application. FTIR experiments with CO and NO adsorptives were carried out to learn about the properties of chemisorption sites. H2-TPR and UV-vis DRS investigations revealed the nature of different cobalt species in the zeolite. Operando DRIFTS experiments confirmed the reaction mechanism suggested earlier for the CH4/NO-SCR reaction over Co-ZSM-5 catalysts.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=115898
Decision
No





 

List of publications

 
H. E. Solt, R. Charrad, M. Mhamdi, F. Lónyi, J. Valyon: Chabazite type zeolytes in the selective catalytic reduction of NO by methane, Book of Abstracts, 13th Pannonian International Symposium on Catalysis, 19-23 September 2016 - Siófok, Hungary, Hungarian Chemical Society, ISBN 978-963-9970-56-4, 2016
H.E. Solt, F. Lónyi, J. Valyon: SSZ-13 zeolites in the selective catalytic reduction of NO by methane, Book of Abstracts, 7th FEZA Conference, July 3-7, 2017, Sofia, Bulgaria, p270, 2017
Hanna E. Solt, Rania Charrad, Murad Mhamdi, Ferenc Lónyi, József Valyon: Activity enhancement of Co-SSZ-13 catalysts during CH4/NO-SCR reaction, Book of Abstracts, 1st International Conference on Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis June 6-9, 2018, Budapest, Hungary, p268, ISBN 978 963 05 9913 9, 2018
H.E. Solt, R. Charrad, M. Mhamdi, c, F. Lónyi, J. Valyon: Reaction enhanced CH4/NO-SCR activity of Co-SSZ-13 zeolite catalysts, Book of Abstracts, 14th Pannonian International Symposium on Catalysis, High Tatras, September 3-7, 2018, Ed.: A.Kaszonyi, M.Stolcová, L.Lépesová, ISBN 978-80-89597-94-9, 2018
R. Charrad, F. Ayari, H.E. Solt, F. Lónyi, J. Valyon, M. Mhamdi and Z. Ksibi: Preparation Co/SSZ-13 zeolite catalysts for CH4/NO-SCR reaction by the solid-state reaction of the zeolite with different Co-compounds, Book of Abstracts, 14th Pannonian International Symposium on Catalysis, High Tatras, September 3-7, 2018, Ed.: A.Kaszonyi, M.Stolcová, L.Lépesová, ISBN 978-80-89597-94-9, 2018




Back »