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Erschienen in: Topics in Catalysis 1-4/2019

23.11.2018 | Original Article

Formaldehyde Oxidation Over Platinum: On the Kinetics Relevant to Exhaust Conditions of Lean-Burn Natural Gas Engines

verfasst von: Bentolhoda Torkashvand, Lubow Maier, Patrick Lott, Thomas Schedlbauer, Jan-Dierk Grunwaldt, Olaf Deutschmann

Erschienen in: Topics in Catalysis | Ausgabe 1-4/2019

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Abstract

Kinetics of formaldehyde oxidation over Pt-based catalytic converters at oxygen-rich conditions related to the exhaust of lean-burn natural gas engines is investigated experimentally and numerically. The numerical model proposed in this work is based on a thermodynamically consistent detailed surface reaction mechanism consisting of 30 elementary-like-steps among six gas-phase and ten surface species. The surface mechanism is evaluated by comparison of the results of the numerical simulation with the experimental measurements. The experimental data are derived from isothermal end-of-pipe tests over a powdered Pt–TiO2–SiO2 catalyst as well as spatially resolved concentration measurements conducted with a catalytic monolith sample over a wide range of temperature. The measurements were performed in a gas mixture of 80 ppm HCHO, 10 vol% O2, 12 vol% H2O and 6 vol% CO2 balanced with N2, containing a formaldehyde concentration typical in the exhaust of lean-burn gas engines. The simulations are based on a one-dimensional approach for the description of a packed-bed reactor and a two-dimensional model for the calculation of flow field and chemical reactions inside a single channel of a monolith.

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Literatur
2.
Zurück zum Zitat Lemel M, Hultqvist A, Vressner A, Nordgren H, Persson H, Johansson B (2005) SAE Trans J Fuels Lubr 114:1347–1357 Lemel M, Hultqvist A, Vressner A, Nordgren H, Persson H, Johansson B (2005) SAE Trans J Fuels Lubr 114:1347–1357
4.
Zurück zum Zitat Charles E, Mitchell DB, Olsen (2000) J Eng Gas Turbines Power 122:603–610CrossRef Charles E, Mitchell DB, Olsen (2000) J Eng Gas Turbines Power 122:603–610CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Yoon S, Hu S, Kado NY, Thiruvengadam A, Collins JF, Gautam M, Herner JD, Ayala A (2014) Atmos Environ 83:220–228CrossRef Yoon S, Hu S, Kado NY, Thiruvengadam A, Collins JF, Gautam M, Herner JD, Ayala A (2014) Atmos Environ 83:220–228CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Karavalakis G, Hajbabaei M, Jiang Y, Yang J, Johnson KC, Cocker DR, Durbin TD (2016) Fuel 175:146–156CrossRef Karavalakis G, Hajbabaei M, Jiang Y, Yang J, Johnson KC, Cocker DR, Durbin TD (2016) Fuel 175:146–156CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Colussi S, Boaro M, de Rogatis L, Pappacena A, de Leitenburg C, Llorca J, Trovarelli A (2015) Catal Today 253:163–171CrossRef Colussi S, Boaro M, de Rogatis L, Pappacena A, de Leitenburg C, Llorca J, Trovarelli A (2015) Catal Today 253:163–171CrossRef
10.
11.
12.
Zurück zum Zitat Li S, Lu X, Guo W, Zhu H, Li M, Zhao L, Li Y, Shan H (2012) Formaldehyde oxidation on the Pt/TiO2(101) surface. J Organomet Chem 704:38–48CrossRef Li S, Lu X, Guo W, Zhu H, Li M, Zhao L, Li Y, Shan H (2012) Formaldehyde oxidation on the Pt/TiO2(101) surface. J Organomet Chem 704:38–48CrossRef
13.
16.
17.
18.
Zurück zum Zitat Mhadeshwar AB, Wang H, Vlachos DG (2003) J Phys Chem B 107:12721–12733CrossRef Mhadeshwar AB, Wang H, Vlachos DG (2003) J Phys Chem B 107:12721–12733CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Delgado K, Maier L, Tischer S, Zellner A, Stotz H, Deutschmann O (2015) Catalysts 5:871–904CrossRef Delgado K, Maier L, Tischer S, Zellner A, Stotz H, Deutschmann O (2015) Catalysts 5:871–904CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Schedlbauer T, Gremminger A, Casapu M, Deutschmann O, Grunwaldt J-D (2018) SAE Technical Paper 2018-01-5021 Schedlbauer T, Gremminger A, Casapu M, Deutschmann O, Grunwaldt J-D (2018) SAE Technical Paper 2018-01-5021
22.
Zurück zum Zitat Hettel M, Diehm C, Torkashvand B, Deutschmann O (2013) Catal Today 216:2–10CrossRef Hettel M, Diehm C, Torkashvand B, Deutschmann O (2013) Catal Today 216:2–10CrossRef
23.
24.
Zurück zum Zitat Livio D, Diehm C, Donazzi A, Beretta A, Deutschmann O (2013) Appl Catal A 467:530–541CrossRef Livio D, Diehm C, Donazzi A, Beretta A, Deutschmann O (2013) Appl Catal A 467:530–541CrossRef
25.
26.
Zurück zum Zitat Raja LL, Kee RJ, Deutschmann O, Warnatz J, Schmidt LD (2000) Catal Today 59:47–60CrossRef Raja LL, Kee RJ, Deutschmann O, Warnatz J, Schmidt LD (2000) Catal Today 59:47–60CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Kee RJ, Coltrin ME, Glarborg P (2003) Chemically reacting flow: theory and practice. John Wiley & Son, Inc., HobokenCrossRef Kee RJ, Coltrin ME, Glarborg P (2003) Chemically reacting flow: theory and practice. John Wiley & Son, Inc., HobokenCrossRef
28.
Zurück zum Zitat Deutschmann O, Knözinger H, Schüth F, Weitkamp J (eds) (2008) Handbook of heterogeneous catalysis, 2nd edn. Wiley-VCH, Weinheim Deutschmann O, Knözinger H, Schüth F, Weitkamp J (eds) (2008) Handbook of heterogeneous catalysis, 2nd edn. Wiley-VCH, Weinheim
29.
Zurück zum Zitat Dumesic JA, Rudd DF, Aparicio LM, Rekoske JE, Treviño AA (1993) The microkinetics of heterogeneous catalysis. ACS, Washington DC. Dumesic JA, Rudd DF, Aparicio LM, Rekoske JE, Treviño AA (1993) The microkinetics of heterogeneous catalysis. ACS, Washington DC.
30.
Zurück zum Zitat Cortright RD, Dumesic JA (2001) Advances in catalysis. Academic Press, Cambridge, pp 161–264 Cortright RD, Dumesic JA (2001) Advances in catalysis. Academic Press, Cambridge, pp 161–264
32.
Zurück zum Zitat Shustorovich E (1990) Adv Catal 37:101–163 Shustorovich E (1990) Adv Catal 37:101–163
33.
Zurück zum Zitat Deutschmann O, Maier LI, Riedel U, Stroemman AH, Dibble RW (2000) Catal Today 59:141–150CrossRef Deutschmann O, Maier LI, Riedel U, Stroemman AH, Dibble RW (2000) Catal Today 59:141–150CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Ljungström S, Kasemo B, Rosen A, Wahnström T, Fridell E (1989) Surf Sci 216:63–92CrossRef Ljungström S, Kasemo B, Rosen A, Wahnström T, Fridell E (1989) Surf Sci 216:63–92CrossRef
35.
Zurück zum Zitat Hellsing B, Kasemo B, Ljungström S, Rosén A, Wahnström T (1987) Surf Sci 189–190:851–860CrossRef Hellsing B, Kasemo B, Ljungström S, Rosén A, Wahnström T (1987) Surf Sci 189–190:851–860CrossRef
37.
38.
Zurück zum Zitat Rinnemo M, Deutschmann O, Behrendt F, Kasemo B (1997) Combust Flame 111:312–326CrossRef Rinnemo M, Deutschmann O, Behrendt F, Kasemo B (1997) Combust Flame 111:312–326CrossRef
39.
Zurück zum Zitat Campbell CT, Ertl G, Kuipers H, Segner J (1981) Surf Sci 107:207–219CrossRef Campbell CT, Ertl G, Kuipers H, Segner J (1981) Surf Sci 107:207–219CrossRef
40.
41.
42.
Zurück zum Zitat Ehsasi MM, Rezaie-Serej S, Block JH, Christmann K (1990) J Chem Phys 92:7596–7609CrossRef Ehsasi MM, Rezaie-Serej S, Block JH, Christmann K (1990) J Chem Phys 92:7596–7609CrossRef
44.
Zurück zum Zitat Zeigarnik AV, Callaghan C, Datta R, Fishtik I, Shustorovich E (2005) Kinet Catal 46:509–515CrossRef Zeigarnik AV, Callaghan C, Datta R, Fishtik I, Shustorovich E (2005) Kinet Catal 46:509–515CrossRef
45.
Zurück zum Zitat Zerkle DK, Allendorf MD, Wolf M, Deutschmann O (2000) J Catal 196:18–39CrossRef Zerkle DK, Allendorf MD, Wolf M, Deutschmann O (2000) J Catal 196:18–39CrossRef
46.
Zurück zum Zitat Nibbelke RH, Campman MAJ, Hoebink JHBJ, Marin GB (1997) J Catal 171:358–373CrossRef Nibbelke RH, Campman MAJ, Hoebink JHBJ, Marin GB (1997) J Catal 171:358–373CrossRef
48.
51.
52.
Zurück zum Zitat Deutschmann O, Schmidt R, Behrendt F, Warnat J (1996) Sympos (Int) Combust 26:1747–1754CrossRef Deutschmann O, Schmidt R, Behrendt F, Warnat J (1996) Sympos (Int) Combust 26:1747–1754CrossRef
53.
Metadaten
Titel
Formaldehyde Oxidation Over Platinum: On the Kinetics Relevant to Exhaust Conditions of Lean-Burn Natural Gas Engines
verfasst von
Bentolhoda Torkashvand
Lubow Maier
Patrick Lott
Thomas Schedlbauer
Jan-Dierk Grunwaldt
Olaf Deutschmann
Publikationsdatum
23.11.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Topics in Catalysis / Ausgabe 1-4/2019
Print ISSN: 1022-5528
Elektronische ISSN: 1572-9028
DOI
https://doi.org/10.1007/s11244-018-1087-y

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