Stabilization of a Carbon Support by Surface Oxygen with Respect to Nitrogen Dioxide in the Pd/HOPG Model System

M. Yu. Smirnov; Смирнов М. Ю.; A. V. Kalinkin; Калинкин А. В.; V. I. Bukhtiyarov; Бухтияров В. И.

doi:10.31857/S0453881123030115

Стабилизация углеродного носителя поверхностным кислородом по отношению к диоксиду азота в модельной системе Pd/ВОПГ

Авторы: Смирнов М.Ю.¹, Калинкин А.В.¹, Бухтияров В.И.¹
Учреждения:
1. ФГБУН Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
Выпуск: Том 64, № 3 (2023)
Страницы: 336-344
Раздел: СТАТЬИ
URL: https://journal-vniispk.ru/0453-8811/article/view/137019
DOI: https://doi.org/10.31857/S0453881123030115
ID: 137019

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В работе с использованием метода рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) исследовано влияние предварительной окислительной обработки поверхности носителя на характер взаимодействия NO₂ с модельными системами, приготовленными напылением палладия на высоко ориентированный пиролитический графит (ВОПГ). Установлено, что для образцов Pd/ВОПГ с атомным отношением [O]/[C] ≤ 0.0035 наблюдается окисление углеродного носителя с разрушением его структуры на глубину 10–15 графеновых слоев. Частицы палладия остаются при этом в металлическом состоянии и внедряются в приповерхностный слой носителя из-за глубокого окисления прилегающих атомов углерода. При атомном отношении [O]/[C] ≈ 0.01–0.02 направление взаимодействия кардинально изменяется. В таком случае носитель остается стабильным, а частицы палладия окисляются с образованием оксида. Полученный результат объясняет высокую устойчивость нанесенных палладиевых катализаторов, приготовленных с использованием углеродного носителя Сибунит в реакциях окислительного катализа.

Ключевые слова

палладий, высоко ориентированный пиролитический графит (ВОПГ), NO₂, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС)

Список литературы

Yoon B., Wai C.M. // J. Am. Chem. Soc. 2005. V. 127. P. 17174.
Mori A., Miyakawa Y., Ohashi E., Haga T., Maegawa T., Sajiki H. // Org. Lett. 2006. V. 8. P. 3279.
Делий И.В., Симакова И.Л. // Изв. Акад. Наук, сер. хим. 2008. Т. 57. С. 2020.
Deliy I.V., Simakova I.L., Ravasio N., Psaro R. // Appl. Catal. A: Gen. 2009. V. 357. P. 170.
Monguchi Y., Mizuno M., Ichikawa T., Fujita Y., Murakami E., Hattori T., Maegawa T., Sawama Y., Sajiki H. // J. Org. Chem. 2017. V. 82. P. 10939.
Althikrallah H., Kunstmann-Olsen C., Kozhevnikova E.F., Kozhevnikov I.V. // Catalysts. 2020. V. 10. P. 1171.
Ukisu Y., Miyadera T. // React. Kinet. Catal. Lett. 2004. V. 81. P. 305.
Chen L., Yang K., Liu H., Wang X. // Carbon. 2008. V. 46. P. 2137.
Yuan Z., Stephan R., Hanf M.C., Becht J.M., Le Drian C., Hugentobler M., Harbich W., Wetzel P. // Eur. Phys. J. D. 2011. V. 63. P. 401.
Song S., Wang Y., Yan N. // Molec. Cat. 2018. V. 454. P. 87.
Li F., Zhang B., Wang E., Dong S. // J. Electroanal. Chem. 1997. V. 422. P. 27.
Gao G.-Y., Guo D.-J., Li H.-L. // J. Power Sources. 2006. V. 162. P. 1094.
Mazumder V., Sun S. // J. Amer. Chem. Soc. 2009. V. 131. P. 4588.
Chen L., Hu G., Zou G., Shao S., Wang X. // Electrochem. Comm. 2009. V. 11. P. 504.
Yermakov Y.I., Surovikin V.F., Plaksin G.V., Semikolenov V.A., Likholobov V.A., Chuvilin A.V., Bogdanov S.V. // React. Kinet. Catal. Lett. 1987. V. 33. P. 435.
Simonov P.A., Likholobov V.A. Physicochemical Aspects of Preparation of Carbon-Supported Noble Metal Catalysts. In: Catalysis and Electrocatalysis at Nanoparticle Surfaces. CRC Press, Eds. A. Wieckowski, E.R. Savinova, C.G. Vayenas. 2003, Ch. 12, P. 409.
Simakova O.A., Simonov P.A., Romanenko A.V., Simakova I.L. // React. Kinet. Catal. Lett. 2008. V. 95. P. 3.
Локтева Е.С., Ростовщикова Т.Н., Качевский С.А., Голубина Е.В., Смирнов В.В., Стахеев А.Ю., Телегина Н.С., Гуревич С.А., Кожевин В.М., Явсин Д.А. // Кинетика и катализ. 2008. Т. 49. С. 784.
Gudarzi D., Simakova O.A., Hernández Carucci J.R., Biasi P.D., Eränen K., Kolehmainen E., Turunen I., Murzin D.Y., Salmi T. // Chem. Eng. Trans. 2010. V. 21. P. 925.
Романенко А.В., Воропаев И.Н., Абдуллина Р.М., Чумаченко В.А. // Химия твердого топлива. 2014. № 6. С. 33.
Симонов П.А., Романенко А.В., Лихолобов В.А. // Химия твердого топлива. 2014. № 6. С. 40.
Бельская О.Б., Мироненко Р.М., Гуляева Т.И., Тренихин М.М., Лихолобов В.А. // Изв. Акад. Наук, сер. хим. 2018. № 1. С. 71.
Lokteva E.S., Golubina E.V. // Pure Appl. Chem. 2019. V. 91. P. 609.
Golub F.S., Beloshapkin S., Gusel’nikov A.V., Bolotov V.A., Parmon V.N., Bulushev D.A. // Energies. 2019. V. 12. P. 3885.
Шляпин Д.А., Глыздова Д.В., Афонасенко Т.Н., Темерев В.Л., Цырульников П.Г. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. С. 479.
German D., Pakrieva E., Kolobova E., Carabineiro S.A.C., Stucchi M., Villa A., Prati L., Bogdanchikova N., Corberán V.C., Pestryakov A. // Catalysts. 2021. V. 11. P. 115.
Смирнов М.Ю., Калинкин А.В., Симонов П.А., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. С. 602.
Смирнов М.Ю., Калинкин А.В., Сорокин А.М., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. С. 568.
Смирнов М.Ю., Калинкин А.В., Сорокин А.М., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. С. 893.
Moulder J.F., Stickle W.F., Sobol P.E., Bomben K.D. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy. Eden Prairie: Perkin-Elmer Co, 1992.
Калинкин А.В., Сорокин А.М., Смирнов М.Ю., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2014. Т. 55. С. 371.
Schnyder B., Alliata D., Kotz R., Siegenthaler H. // Appl. Surf. Sci. 2001. V. 173. P. 221.
Yang D.-Q., Sacher E. // Surf. Sci. 2002. V. 504. P. 125.
Rousseau B., Estrade-Szwarckopf H., Thomann A.-L., Brault P. // Appl. Phys. A. 2003. V. 77. P. 591.
Blume R., Rosenthal D., Tessonnier J.-P., Li H., Knop-Gericke A., Schlogl R. // ChemCatChem. 2015. V. 7. P. 2871.
Susi T., Pichler T., Ayala P. // Beilstein J. Nanotechnol. 2015. V. 6. P.177.
Paredes J.I., Martınez-Alonso A., Tascon J.M.D. // Langmuir. 2007. V. 23. P. 8932.
Favaro M., Agnoli S., Perini L., Durante C., Gennaro A., Granozzi G. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2013. V. 15. P. 2923.
Merel P., Tabbal M., Chaker M., Moisa S., Margot J. // Appl. Surf. Sci. 1998. V. 136. P. 105.
Utsumi S., Honda H., Hattori Y., Kanoh H., Takahashi K., Sakai H., Abe M., Yudasaka M., Iijima S., Kaneko K. // J. Phys. Chem. C. 2007. V. 111. P. 5572.
Stobinski L., Lesiak B., Malolepszy A., Mazurkiewicz M., Mierzwa B., Zemek J., Jiricek P., Bieloshapka I. // J. Electron Spectrosc. Related Phenom. 2014. V. 195. P. 145.
Kovtun A., Jones D., Dell’Elce S., Treossi E., Liscio A., Palermo V. // Carbon. 2019. V. 143. P. 268.
Stanczyk K., Dziembaj R., Piwowarsca Z., Witkowski S. // Carbon. 1995. V. 33. P. 1383.
Kostecki R., Schnyder B., Alliata D., Song X., Kinoshita K., Kotz R. // Thin Solid Films. 2001. V. 396. P. 36.
Martınez M.T., Callejas M.A., Benito A.M., Cochet M., Seeger T., Anson A., Schreiber J., Gordon C., Marhic C., Chauvet O., Fierro J.L.G., Maser W.K. // Carbon. 2003. V. 41. P. 2247.
Hou S., Su S., Kasner M.L., Shah P., Patel K., Madarang C.J. // Chem. Phys. Lett. 2010. V. 501. P. 68.
Ghosh B., Sarma S., Pontsho M., Ray S.C. // Diamond Relat. Mater. 2018. V. 89. P. 35.
Yang D., Velamakanni A., Bozoklu G., Park S., Stoller M., Piner R.D., Stankovich S., Jung I., Field D.A., Ventrice C.A., Ruoff R.S. // Carbon. 2009. V. 47. P. 145.
Figueiredo J.L., Pereira M.F.R. // Catal. Today. 2010. V. 150. P. 2.
Ganguly A., Sharma S., Papakonstantinou P., Hamilton J. // J. Phys. Chem. C. 2011. V. 115. P. 17009.
Ansón-Casaosa A., Puértolas J.A., Pascual F.J., Hernández-Ferrera J., Castell P., Benito A.M., Maser W.K., Martínez M.T. // Appl. Surf. Sci. 2014. V. 301. P. 264.
Nosova L.V., Stenin M.V., Nogin Yu.N., Ryndin Yu.A. // Appl. Surf. Sci. 1992. V. 55. P. 43.
Aiyer H.N., Vijayakrishnan V., Subbanna G.N., Rao C.N.R. // Surf. Sci. 1994. V. 313. P. 392.
Glyzdova D.V., Afonasenko T.N., Khramov E.V., Leont’eva N.N., Prosvirin I.P., Bukhtiyarov A.V., Shlyapin D.A. // Appl. Catal. A: Gen. 2020. V. 600. P. 117627.
Смирнов М.Ю., Клембовский И.О., Калинкин А.В., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2018. Т. 59. С. 750.
Zemlyanov D., Azalos-Kiss B., Kleimenov E., Teschner D., Zafeiratos S., Havecker M., Knop-Gericke A., Schlogl R., Gabasch H., Unterberger W., Hayek K., Klotzer B. // Surf. Sci. 2006. V. 600. P. 983.
Kibis L.S., Titkov A.I., Stadnichenko A.I., Koscheev S.V., Boronin A.I. // Appl. Surf. Sci. 2009. V. 255. P. 9248.
Peuckert M. // J. Phys. Chem. 1985. V. 89. P. 2481.
Fleisch T.H., Mains G.J. // J. Phys. Chem. 1986. V. 90. P. 5317.
Pillo T., Zimmermann R., Steiner P., Hufner S. // J. Phys.: Condens. Matter. 1997. V. 9. P. 3987.
Militello M.C., Simko S.J. // Surf. Sci. Spectra. 1997. V. 3. P. 395.
Brun M., Berthet A., Bertolini J.C. // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1999. V. 104. P. 55.
Mirkelamoglu B., Karakas G. // Appl. Catal. A: Gen. 2006. V. 299. P. 84.
Titkov A.I., Salanov A.N., Koscheev S.V., Boronin A.I. // Surf. Sci. 2006. V. 600. P. 4119.
Wang J., Yun Y., Altman E.I. // Surf. Sci. 2007. V. 601. P. 3497.