Влияние стехиометрии и способа синтеза порошкообразного прекурсора Cu–Fe–Al на стабильность и активность керамометаллов CuFeAlO/CuFeAl в реакции среднетемпературной паровой конверсии СО

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Керамометаллические катализаторы CuFeAlO/CuFeAl, полученные из различных порошкообразных прекурсоров Cu–Fe–Al, отличающихся стехиометрией и способом приготовления, охарактеризованы физико-химическими методами и исследованы в реакции паровой конверсии СО (СО + + Н2О ⇌ СО2 + Н2). Катализаторы представляют собой единый пористый композит, в котором металлические частицы покрыты оксидной оболочкой. Показано, что наиболее стабилен образец со стехиометрией Cu : Fe : Al = 45 : 22 : 33 ат. %, синтезированный из порошкообразного прекурсора в две стадии. На первой стадии проводили механохимическое сплавление порошков железа и меди, а на второй – механохимическую обработку полученного продукта, смешанного с алюминием. Это позволило обеспечить более равномерное распределение компонентов в прекурсоре. Методами рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследованы образцы керамометаллических катализаторов до и после реакции при 400°С. Выявлено, что наиболее активные при 350°С катализаторы имеют после обработки в восстановительной среде восстановленные центры Cu1+ и Fe3+. Наименее активные катализаторы восстанавливаются полностью до Cu0 и частично до Fe0. Обнаружено что активность в области температур 330–400°С определяется не только железными, но и медными активными центрами на поверхности катализаторов или их совместным действием. Двухстадийная мехактивация, по-видимому, приводит к более глубокому химическому взаимодействию компонентов – Fe и Cu, что обеспечивает более высокую активность бесхромовых CuFeAl керамометаллических катализаторов.

Об авторах

С. Ф. Тихов

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: tikhov@catalysis.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 5

К. Р. Валеев

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: tikhov@catalysis.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 5

С. В. Черепанова

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: tikhov@catalysis.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 5

А. Н. Саланов

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: tikhov@catalysis.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 5

А. А. Сараев

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: tikhov@catalysis.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 5

В. В. Каичев

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: tikhov@catalysis.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 5

Т. П. Минюкова

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: tikhov@catalysis.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 5

Список литературы

  1. Baraj E., Ciahotný K., Hlinčík T. // Fuel. 2021. V. 288. P. 119817.
  2. Zhu M., Wachs I.E. // ACS Catal. 2016. V. 6. P. 722.
  3. Damma D., Smirniotis P.G. // Curr. Opin. Chem. Eng. 2018. V. 21. P. 103.
  4. Хасин А.А., Минюкова Т.П., Демешкина М.П., Баронская Н.А., Плясова Л.М., Кустова Г.Н., Зайковский В.И., Юрьева Т.М. // Кинетика и катализ. 2009. Т. 50. № 6. С. 871.
  5. Khassin A.A., Minyukova T.P., Plyasova L.M., Filonenko G.A., Yurieva T.M. / Catalysts Based on the Nanodispersed Metastable Iron Oxyhydroxide, 2-Line Ferrihydrite. Ch. 8 in: Advances in Nanotechnology. V. 2. Eds. Z. Bartul and J. Trenor. Nova Publishers, 2010. P. 347. ISBN: 978-1-60876-199-9.
  6. Zhu M., Wachs I.E. // Catal. Today. 2018. V. 311. P. 2.
  7. Bao Z., Ding W., Li Q. // Int. J. Hydrog. Eng. 2012. V. 37. I. 1. P. 951.
  8. Jeong D.-W., Jha A., Jang W.-J., Han W.-B., Roh H.-S. // Chem. Eng. J. 2015. V. 265. P. 100.
  9. Zhu M., Yalçına Ö., Wachs I.E. // Appl. Catal. B: Env. 2018. V. 232. P. 205.
  10. Meshkani F., Rezaei M. // Renew. Eng. 2015. V. 74. P. 588.
  11. Jeong D.-W., Subramanian V., Shim J.-O., Jang W.-J., Seo Y.-C., Roh H.-S., Gu J.H., Lim Y.T. // Catal. Lett. 2013. V. 143. P. 438.
  12. Na H.-S., Jeong D.-W., Jang W.-J., Shim J.-O., Roh H.-S. // Int. J. Hydrog. Eng. 2015. V. 40. I. 36. P. 122 68.
  13. Фирсова А.А., Морозова О.С., Воробьева Г.А., Леонов А.В., Кухаренко А.И., Чолах С.О., Курмаев Э.З., Корчак В.Н. // Кинетика и катализ. 2018. Т. 59. № 2. С. 188.
  14. Морозова О.С., Фирсова А.А., Тюленин Ю.П., Воробьева Г.А., Леонов А.В. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. № 5. С. 741.
  15. Краснякова Т.В., Юрчило С.А., Моренко В.В., Носолев И.К., Глазунова Е.В., Хасбулатов С.В., Вербенко И.А., Митченко С.А. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. № 3. С. 359.
  16. Palma V., Ruocco C., Cortese M., Martino M. // Catalysts. 2019. V. 9. P. 991.
  17. Tikhov S.F., Minyukova T.P., Reshetnikov S.I., Valeev K.R., Vernikovskaya N.V., Salanov A.N., Cherepanova S.V., Sadykov V.A. // Chem. Eng. J. 2019. V. 374. P. 405.
  18. Tikhov S.F., Minyukova T.P., Valeev K.R., Cherepanova S.V., Salanov A.N., Bakina O.V., Pervikov A., Yakovlev I.V., Lapina O.B., Sadykov V.A. // ACS Omega. 2020. V. 5. P. 19928.
  19. Tikhov S.F., Minyukova T.P., Valeev K.R., Cherepanova S.V., Saraev A.A., Kaichev V.V., Aidakov E.E., Smorygo O.L., Vazhnova A.I., Mikutski V.A. // Int. J. Hydr. Energy. 2022.
  20. Tikhov S.F., Minyukova T.P., Valeev K.R., Cherepanova S.V., Salanov A.N., Shtertser N.V., Sadykov V.A. // Mater. Chem. Phys. 2019. V. 221. P. 349.
  21. Tikhov S.F. Valeev K.R., Cherepanova S.V., Zaikovskii V.I., Salanov A.N., Sadykov V.A., Dudina D.V., Lomovsky O.I., Petrov S.A., Smorygo O.L., Gokhale A. // Materials. 2022. V. 15. I. 6. P. 2087.
  22. Kaichev V.V., Chesalov Y.A., Saraev A.A., Tsapina A.M. // J. Phys. Chem. C. 2019. V. 123. P. 19668.
  23. Dudina D.V., Lomovsky O.I., Valeev K.R., Tikhov S.F., Boldyreva N.N., Salanov A.N., Cherepanova S.V., Zaikovskii V.I., Andreev A.S., Lapina O.B., Sadykov V.A. // J. Alloys Comp. 2015. V. 629 P. 343.
  24. Fedorov A.V., Saraev A.A., Kremneva A.M., Selivanova A.V., Vorokhta M., Šmíd B., Bulavchenko O.A., Yakovlev V.A., Kaichev V.V. // ChemCatChem 2020. V. 12. № 19. P. 4911.
  25. McIntyre N.S., Zetaruk D.G. // Anal. Chem. 1977. V. 49. P. 1521.
  26. Hou M., Ma L., Ma H., Yue M. // J. Mater. Sci. 2017. V. 53. P. 1065.
  27. Ma L., Ma H., Han D., Qiu M., Guan Y., Hu Y. // Catalysts. 2018. V. 8. P. 415.
  28. Ye Y., Wang L., Zhang, S., Zhu Y., Shan F., Tao F. // Chem. Commun. 2013. V. 49. P. 4385.
  29. Tikhov S.F., Valeev K.R., Salanov A.N., Cherepanova S.V., Boldyreva N.N., Zaikovskii V.I., Sadykov V.A., Dudina D.V., Lomovsky O.I., Romanenkov V.E., Pyatsyushik E.E. // J. Alloy. Comp. 2018. V. 736. P. 289.
  30. Kameoka S., Tanabe T., Tsai A.P. // Appl. Catal. A: Gen. 2010. V. 375. P. 16.

Дополнительные файлы



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».