Niedertemperatur-Pellistoren mit Au-Pd-imprägniertem mesoporösem Co3O4 als katalytische Schicht

Abstract

Zusammenfassung Herkömmliche Pellistoren auf der Basis von porösen Al2O3 als Trägermaterial für einen Pd-Katalysator benötigen eine Arbeitstemperatur von rund 450 °C für den Nachweis von Methan. Durch diese hohe Temperatur sind sie anfällig für „Vergiftungen“ durch Silizium-haltige Gase. Eine gute Alternative bieten Co3O4-basierte Träger in Kombination mit bimetallischen katalytischen Nanomaterialien, mit denen die Arbeitstemperatur auf rund 300 °C gesenkt werden kann. Wir stellen in diesem Beitrag unsere Ergebnisse für ein Materialsystem aus mesoporösem Co3O4 mit Au-Pd-Funktionalisierung vor. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass mesoporöses Co3O4 vorteilhaft gegenüber kommerziell erhältlichem polykristallinem Co3O4 in Bezug auf die katalytische Umsetzung ist. Zudem beeinflusst der Bedeckungsgrad des Co3O4 mit Au-Pd-Partikeln das katalytische Verhalten des Sensors. Die niedrigere Betriebstemperatur des untersuchten Materialsystems verbessert den Explosionsschutz entscheidend und senkt die Heizleistungsaufnahme. Bei den für die Experimente verwendeten Substraten verringert sich die Heizleistungsaufnahme von 610 mW bei 450 °C auf 355 mW bei 300 °C Arbeitstemperatur.