Alumina in Active Center Formation of Cobalt Catalysts for Fischer–Tropsch Synthesis

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A mini-review is devoted to the role of alumina as a support or a binder in cobalt catalysts for Fischer–Tropsch synthesis, in particular the role in the formation of active centers. Some peculiarities of the physico-chemical properties of alumina have been identified, which may be useful in the development of new catalysts. The possibilities for improving catalytic properties by optimizing the shape and size of particles, as well as the degree of reduction of Co when using alumina as a support or a support component are demonstrated. Bibliography: 75 references

Full Text

Restricted Access

About the authors

L. V. Sineva

NRC “KURCHATOV INSTITUTE” — TISNCM

Author for correspondence.
Email: sinevalv@tisnum.ru
Russian Federation, Tsentralnaya st., 7a, Moscow, Troistk, 108840

E. Y. Asalieva

NRC “KURCHATOV INSTITUTE” — TISNCM

Email: sinevalv@tisnum.ru
Russian Federation, Tsentralnaya st., 7a, Moscow, Troistk, 108840

V. Z. Mordkovich

NRC “KURCHATOV INSTITUTE” — TISNCM

Email: sinevalv@tisnum.ru
Russian Federation, Tsentralnaya st., 7a, Moscow, Troistk, 108840

References

  1. Cheng K., Kang J., King D.L., Subramanian V., Zhou C., Zhang Q., Wang Y. // Adv. Catal. 2017. V. 60. P. 125. doi: 10.1016/bs.acat.2017.09.003
  2. Senecal P., Jacques S.D.M., Michiell M.D., Kimber S.A.J., Vamvakeros A., Odarchenko Y., Lezcano-Gonzalez I., Paterson J., Ferguson E., Beale A.M. // ACS Catal. 2017. V. 7. № 4. P. 2284.
  3. Tsakoumis N.E., Voronov A., Ronning M., van Beek W., Borg O., Rytter E., Holmen A. // J. Catal. 2012. V. 291. P. 138.
  4. Fischer N., Clapham B., Feltes T., Claeys M. // ACS Catal. 2015. V. 5. № 1. P. 113.
  5. Sadeqzadeh M., Karaca H., Safonova O.V., Fongarland P., Chambrey S., Roussel P., Griboval-Constant A., Lacroix M., Curulla-Ferré D., Luck F., Khodakov A.Y. // Catal. Today. 2011. V. 164. P. 62.
  6. Cats K.H., Gonzalez-Jimenez I. D., Liu Y., Nelson J., van Campen D., Meirer F., van der Eerden A.M.J., de Groot F.M.F., Andrews J.C., Weckhuysen B.M. // Chem. Commun. 2013. V. 49. № 41. P. 4622.
  7. Shiba N.C., Liu X., Mao H., Qian X., Hildebrandt D., Yao Y. // Fuel. 2022 V. 320. Art. 123939.
  8. Jacobs G., Das T.K., Zhang Y., Li J., Racoillet G., Davis B.H. // Appl. Catal. A: Gen. 2002. V. 233. P. 263.
  9. Chen W., Lin T., Dai Y., An Y., Yu F., Zhong L., Li S., Sun Y. // Catal. Today. 2018. V. 311. P. 8.
  10. Yang N., Bent S. F. // J. Catal. 2017. V. 351. P. 49.
  11. Cheng Q., Liu Y., Lyu S., Tian Y., Ma Q., Li X. // Chin. J. Chem. Eng. 2021. V. 35. P. 220.
  12. Munirathinam R., Minh D.P., Nzihou A. // Ind. Eng. Chem. Res. 2018. V. 57. № 48 P. 16137.
  13. Nikolopoulos N., Wickramasinghe A., Whiting G.T., Weckhuysen B.M. // Catal. Sci. Technol. 2023. V. 13. № 3. P. 862.
  14. Lakiss L., Gilson J.-P., Valtchev V., Mintova S., Vicente A., Vimont A., Bedard R., Abdo S., Bricker J. // Micropor. Mesopor. Mater. 2020. V. 299. Art. 110114.
  15. Hargreaves J.S.J., Munnoch A.L. // Catal. Sci. Technol. 2013. V. 3. P. 1165.
  16. Shihabi D.S., Garwood W.E., Chu P., Miale J. N., Lago R.M., Chu C.T.-W., Chang C. D. // J. Catal. 1985. V. 93. P. 471.
  17. Jacobs G., Ji Y., Davis B.H., Cronauer D., Kropf A.J., Marshall C.L. // Appl. Catal. A: Gen. 2007. V. 333. P. 177.
  18. Shiba N.C., Liu X., Yao Y. // Reactions. 2023. V. 4. P. 420.
  19. Lögdberg S., Yang J., Lualdi M., Walmsley J.C., Järås S., Boutonnet M., Blekkan E.A., Rytter E., Holmen A. // J. Catal. A: Gen. 2017. V. 352. P. 515.
  20. Shiba N.C., Liu X., Hildebrandt D., Yao Y. // Reactions. 2021. V. 2. P. 258.
  21. Braconnier L., Landrivon E., Clémençon I., Legens C., Diehl F., Schuurman Y. // Catal. Today. 2013. V. 215. P. 18.
  22. Storsæter S., Tøtdal B., Walmsley J.C., Tanem B.S., Holmen A. // J. Catal. 2005. V. 236. № 1. P. 139.
  23. ten Have I.C., Weckhuysen B.M. // Chem. Catal. 2021. V. 1. № 2. P. 339.
  24. Liu J.-X., Wang P., Xu W., Hensen E.J.M. // Engineering. 2017. V. 3. № 4. P. 467.
  25. Kitakami O., Sato H., Shimada Y., Sato F., Tanaka M. // Phys. Rev. B. 1997. V. 56. № 21. P. 13849.
  26. Fischer N., van Steen E., Claeys M. // Catal. Today. 2011. V. 171. № 1. P. 174.
  27. Lyu S., Wang L., Zhang J., Liu C., Sun J., Peng B., Wang Y., Rappé K.G., Zhang Y., Li J., Nie L. // ACS Catal. 2018. V. 8. P. 7787.
  28. Liu Y., Chen C., Hou B., Jia L., Wang J., Ma Z., Wang Q., Li D. // Mol. Catal. 2023. V. 544. Art. 113184.
  29. Gnanamani M.K., Jacobs G., Shafer W.D., Davis B.H. // Catal. Today. 2013. V. 215. P. 13.
  30. Du H., Jiang M., Zhu H., Huang C., Zhao Z., Dong W., Lu W., Liu T., Zhang Z.C., Ding Y. // Fuel. 2021. V. 292. Art. 1202443.
  31. Liu J., Su H., Sun D., Zhang B., Li W. // J. Am. Chem. Soc. 2013. V. 135. № 44. P. 16284.
  32. Patanou E., Tsakoumis N.E., Myrstad R., Blekkan E.A. // Appl. Catal. A: Gen. 2018. V. 549. P. 280.
  33. van Helden P., Ciobîcă I.M., Coetzer R.L.J. // Catal. Today. 2016. V. 261. P. 48.
  34. Ma C., Yun Y., Zhang T., Suo H., Yan L., Shen X., Li Y., Yang Y. // ChemCatChem. 2021. V. 13. P. 4350.
  35. Karaca H., Safonova O.V., Chambrey S., Fongarland P., Roussel P., Griboval-Constant A., Lacroix M., Khodakov A.Y. // J. Catal. 2011. V. 277. № 1. P. 14.
  36. Булавченко О.А., Черепанова С.В. Малахов В.В., Довлитова Л.С. Ищенко А.В., Цыбуля С.В. // Кинетика и катализ. 2009. Т. 50. № 2. C. 205.
  37. Кобозев Н. И. // Ж. физ. химии. 1939. Т. 13. С. 1.
  38. Weststrate C.J., Mahmoodinia M., Farstad M.H., Svenum I.-H., Strømsheim M.D., Niemantsverdriet J.W., Venvik H.J. // Catal. Today. 2020. V. 342. P. 124.
  39. Tuxen A., Carenco S., Chintapalli M., Chuang C.-H., Escudero C., Pach E., Jiang P., Borondics F., Beberwyck B., Alivisatos A.P., Thornton G., Pong W.-F., Guo J., Perez R., Besenbacher F., Salmeron M. // J. Am. Chem. Soc. 2013. V. 135. № 6. P. 2273.
  40. Chen C., Wang Q., Wang G., Hou B., Jia L., Li D. // J. Phys. Chem. C. 2016. V. 120. № 17. P. 9132.
  41. Liu S., Li Y.-W., Wang J., Jiao H. // Catal. Sci. Technol. 2016. V. 6. P. 8336.
  42. Geerlings J.J.C., Zonnevylle M.C., de Groot C.P.M. // Surf. Sci. 1991. V. 241. № 3. P. 315.
  43. Ducreux O., Rebours B., Lynch J., Roy-Auberger M., Bazin D. // Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP. 2009. V. 64. № 1. P. 49.
  44. Gnanamani M.K., Jacobs G., Graham U.M., Ribeiro M.C., Noronha F.B., Shafer W.D., Davis B.H. // Catal. Today. 2016. V. 261. P. 40.
  45. Pei Y.P., Liu J.X., Zhao Y.H., Ding Y.J., Liu T., Dong W. Da, Zhu H.J., Su H.Y., Yan L., Li J.L. // ACS Catal. 2015. V. 5. P. 3620.
  46. Qi Z., Chen L., Zhang S., Su J., Somorjai G.A. // Appl. Catal. A: Gen. 2020. V. 602, P. 117701.
  47. Fang X., Liu B., Cao K., Yang P., Zhao Q., Jiang F., Xu Y., Chen R., Liu X. // ACS Catal. 2020. V. 10. № 4. P. 2799.
  48. Lee W.H., Bartholomew C.H. // J. Catal. 1989. V. 120. № 1. P. 256.
  49. Lapidus A., Krylova A., Rathousky J., Zukal A., Jancalkova M. // Appl. Catal. A: Gen. 1992. V. 80. № 1. P. 1.
  50. Shiba N.C., Yao Y., Forbes R.P., Okoye-Chine C.G., Liu X., Hildebrandt D. // Fuel Proc. Technol. 2021. V. 216. Art. 106781.
  51. Sexton B.A., Hughes A.E., Turney T.W. // J. Catal. 1986. V. 97. P. 390.
  52. Cherepanova S.V., Koemets E.G., Gerasimov E.Yu., Simentsova I.I., Bulavchenko O.A. // Materials. 2023. V. 16. P. 6216.
  53. Khodakov A.Y., Lynch J., Bazin D., Rebours B., Zanier N., Moisson B., Chaumette P. // J. Catal. 1997. V. 168 P. 16.
  54. Puskas I., Fleisch T.H., Full P.R., Kaduk J.A., Marshall C.L., Meyers B.L. // Appl. Catal. A: Gen. 2006. V. 311. P. 146.
  55. Li C., Wong L., Tang L., Scarlett N.V.Y., Chiang K., Patel J., Burke N., Sage V. // Appl. Catal. A: Gen. 2017. V. 537. P. 1.
  56. Chu W., Chernavskii P.A., Gengembre L., Pankina G.A., Fongarland P., Khodakov A.Y. // J. Catal. 2007. V. 252. № 2. P. 215.
  57. Jacobs G., Ma W., Gao P., Todic B., Bhatelia T., Bukur D.B., Davis B.H. // Catal. Today. 2013. V. 214. P. 100.
  58. Lapidus A., Krylova A., Kazanskii V., Borovkov V., Zaitsev A., Rathousky J., Zukal A., Jancalkova M. // Appl. Catal. A: Gen. 1991. V. 73. № 1. P. 65.
  59. Borg Ø., Eri S., Blekkan E.A., Storsæter S., Wigum H., Rytter E., Holmen A. // J. Catal. 2007. V. 248. № 1. P. 89.
  60. Rane S., Borg Ø., Rytter E., Holmen A. // Appl. Catal. A: Gen. 2012. V. 437. P. 10.
  61. Хасин А.А., Юрьева Т.М., Пармон В.Н. // Доклады Академии наук. 1999. Т. 367. № 3. С. 367.
  62. Clarkson J., Ellis P.R., Humble R., Kelly G.J., McKenna M., West J. // Appl. Catal. A: Gen. 2018. V. 550. P. 28.
  63. Shimura K., Miyazawa T., Hanaoka T., Hirata S. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2014. V. 394. P. 22.
  64. Park J.-Y., Lee Y.-J., Karandikar P.R., Jun K.-W., Ha K.-S., Park H.-G. // Appl. Catal. A: Gen. 2012. V. 411–412. P. 15.
  65. Ji L., Lin J., Zeng H.C. // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. № 8. P. 1783.
  66. Rahmati M., Huang B., Mortensen M.K., Keyvanloo K., Fletcher T.H., Woodfield B.F., Hecker W.C., Argyle M.D. // J. Catal. 2018. V. 359. P. 92.
  67. Bolt P.H., Habraken F.H.P.M., Geus J.W. // J. Solid State Chem. 1998. V. 135. № 1. P. 59.
  68. Zhang J., Chen J., Ren J., Sun Y. // Appl. Catal. A: Gen. 2003 V. 243. № 1. P. 121.
  69. Paredes-Nunez A., Lorito D., Guilhaume N., Mirodatos C., Schuurman Y., Meunier F.C. // Catal. Today. 2015. V. 242. P. 178.
  70. Szanyi J., Kwak J.H. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. V. 16. P. 15117.
  71. Shopska M.G., Shtereva I.Z., Kolev H.G., Tenchev K.K., Todorova S.Z., Kadinov G.B. // Croat. Chem. Acta. 2020. V. 93. № 2. P. 121.
  72. Weilach C., Spiel C., Föttinger K., Rupprechter G. // Surf. Sci. 2011. V. 605. № 15–16. P. 1503.
  73. Liu Y., Jia L., Hou B., Sun D., Li D. // Appl. Catal. A: Gen. 2017. V. 530. P. 30.
  74. Wang J., Wang J., Huang X., Chen C., Ma Z., Jia L., Hou B., Li D. // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. № 29. Р. 13122.
  75. Fratalocchi L., Visconti C.G, Lietti L. // Appl. Catal. A: Gen. 2020. V. 595. Art. 117514.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic representation of the relationship between the properties of the catalyst, what they are provided with, and the indicators of TFT.

Download (355KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of the degree of reduction and the size of Co particles on its content and type of carrier (diagrams are constructed according to the data of [8]).

Download (225KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Model of the Co/Al2O3 catalyst surface (the representation does not pretend to correspond to the actual distribution and scale).

Download (274KB)
Indexing metadata


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».