Катализаторы MNOX/ZRO2–CEO2 в реакциях окисления СО и пропана: влияние содержания марганца

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Изучено влияние содержания нанесенного марганца на структурные свойства и активность в реакциях окисления СО и пропана для катализаторов MnОx/Zr0.4Ce0.6, приготовленных методом пропитки. Установлено, что по мере повышения содержания марганца до 3.6 мас.% (мольное отношение Mn/(Zr + Ce) ≤ 0.1) каталитическая активность MnОx/Zr0.4Ce0.6 в реакциях окисления растет, при нанесении бόльшего количества марганца — меняется слабо. Согласно данным рентгенофазового анализа (РФА), термопрограммированного восстановления водородом (ТПВ-Н2), электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) для образцов состава Mn/(Zr + Ce) ≤ 0.1 увеличение количества нанесенного марганца сопровождается изменением параметра решеток фаз носителя, возрастанием количества слабосвязанного кислорода, а также количества кислородных вакансий в структуре оксида церия, ростом поверхностной концентрации марганца. Эти изменения обусловлены вхождением марганца в структуру носителя и возможным образованием высокодисперсных частиц MnОx на его поверхности, что объясняет наблюдаемое повышение каталитической активности. Стабилизация каталитической активности при дальнейшем увеличении количества нанесенного марганца коррелирует со слабым изменением количества слабосвязанного кислорода и кислородных вакансий носителя в связи с появлением и последующим ростом содержания менее каталитически активной фазы Mn2O3.

Об авторах

Т. Н. Афонасенко

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

Email: atnik@ihcp.ru
просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090 Россия

Д. В. Юрпалова

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

Email: atnik@ihcp.ru
просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090 Россия

В. Л. Юрпалов

Центр новых химических технологий ФГБУН ФИЦ Институт катализа ИК СО РАН (Омский филиал)

Email: atnik@ihcp.ru
ул. Нефтезаводская, 54, Oмск, 644040 Россия

В. П. Коновалова

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

Email: atnik@ihcp.ru
просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090 Россия

В. А. Рогов

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

Email: atnik@ihcp.ru
просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090 Россия

Е. Е. Айдаков

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН; Центр коллективного пользования “СКИФ” ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова

Email: atnik@ihcp.ru
просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090 Россия; Никольский просп., 1, Наукоград Кольцово, 630559 Россия

А. Н. Серкова

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

Email: atnik@ihcp.ru
просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090 Россия

О. А. Булавченко

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

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

Список литературы

  1. Everaert K., Baeyens J. // J. Hazard. Mater. 2004. V. 109. P. 113. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2004.03.019
  2. Li W.B., Wang J.X., Gong H. // Catal. Today. 2010. V. 148. P. 81. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2009.03.007
  3. Yue B., Zhou R., Wang Y., Zheng X. // Appl. Surf. Sci. 2006. V. 252. P. 5820. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2005.07.043
  4. Snytnikov P.V., Sobyanin V.A., Belyaev V.D., Tsyrulnikov P.G., Shitova N.B., Shlyapin D.A. // Appl. Catal. A: Gen. 2003. V. 239. P. 149. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(02)00382-4
  5. Liu Z., Zhou R., Zheng X. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2007. V. 267. Р. 137. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2006.11.036
  6. Tang W., Wu X., Li D., Wang Z., Liu G., Liu H., Chen Y. // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. P. 2544. https://doi.org/10.1039/c3ta13847j
  7. Pozan G.S. // J. Hazard. Mater. 2012. V. 221—222. P. 124. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.04.022
  8. Shen B., Wang Y., Wang F., Liu T. // Chem. Eng. J. 2014. V. 236. P. 171. https://doi.org/10.1016/ j.cej.2013.09.085
  9. Li S., Zheng Z., Zhao Z., Wang Y., Yao Y., Liu Y., Zhang J., Zhang Z. // Molecules. 2022. V. 27. Art. 4863. https://doi.org/10.3390/molecules27154863
  10. Frey K., Iablokov V., Sáfrán G., Osán J., Sajó I., Szukiewicz R., Chenakin S., Kruse N. // J. Catal. 2012. V. 287. P. 30. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2011.11.014
  11. Zhong L., Fang Q., Li X., Li Q., Zhang C., Chen G. // Appl. Catal. A: Gen. 2019. V. 579. P. 151. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2019.04.013
  12. Mobini S., Meshkani F., Rezaei M. // Chem. Eng. Sci. 2019. V. 197. P. 37. https://doi.org/10.1016/ j.ces.2018.12.006
  13. Zhao G., Li J., Zhu W., Ma X., Guo Y., Liu Z., Yang Y. // New J. Chem. 2016. V. 40. P. 10108. https://doi.org/10.1039/c6nj02272c
  14. Long G., Chen M., Li Y., Ding J., Sun R., Zhou Y., Huang X., Han G., Zhao W. // Chem. Eng. J. 2019. V. 360. P. 964. https://doi.org/10.1016/j.cej. 2018.07.091
  15. Liu X., Lu J., Qian K., Huang W., Luo M. // J. Rare Earths. 2009. V. 27. P. 418. https://doi.org/10.1016/S1002-0721(08)60263-X
  16. Lu H.F., Zhou Y., Han W.F., Huang H.F., Chen Y.F. // Appl. Catal. A: Gen. 2013. V. 464—465. P. 101. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2013.05.036
  17. Nelson A.E., Schulz K.H. // Appl. Surf. Sci. 2003. V. 210. P. 206. https://doi.org/10.1016/S0169-4332(03)00157-0
  18. Terribile D., Tovarelli A., de Leitenburg C., Primavera A., Dolcetti G. // Catal. Today. 1999. V. 47. P. 133.
  19. Afonasenko T.N., Glyzdova D.V., Yurpalov V.L., Konovalova V.P., Rogov V.A., Gerasimov E.Y. // Materials. 2022. V. 15. P. 7553. https://doi.org/10.3390/ma15217553
  20. Sun W., Li X., Mu J., Fan S., Yin Z., Wang X., Qin M., Tadé M., Liu S. // J. Colloid Interf. Sci. 2018. V. 531. P. 91. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.07.050
  21. Azalim S., Franco M., Brahmi R., Giraudon J.M., Lamonier J.F. // J. Hazard. Mater. 2011. V. 188. P. 422. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.01.135
  22. Rao T., Shen M., Jia L., Hao J., Wang J. // Catal. Commun. 2007. V. 8. P. 1743. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2007.01.036
  23. Hou Z., Feng J., Lin T., Zhang H., Zhou X., Chen Y. // Appl. Surf. Sci. 2018. V. 434. P. 82. https://doi.org/ 10.1016/j.apsusc.2017.09.048
  24. Shen B., Zhang X., Ma H., Yao Y., Liu T. // J. Environ. Sci. 2013. V. 25. P. 791. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(12)60109-0
  25. Tang X., Li Y., Huang X., Xu Y., Zhu H., Wang J., Shen W. // Appl. Catal. B: Environ. 2006. V. 62. P. 265. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2005.08.004
  26. Scofield J.H. // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1976. V. 8. № 2. P. 129.
  27. Shirley D.A. // Phys. Rev. B. 1972. V. 5. P. 4709.
  28. Fairley N. CasaXPS. www.casaxps.com
  29. Цырульников П.Г., Сальников В.С., Дроздов В.А., Стукен С.А., Бубнов А.В., Григоров Е.И., Калинкин А.В., Зайковский В.И. // Кинетика и катализ. 1991. Т. 32. № 2. С. 439.
  30. Kaplin I.Y., Lokteva E.S., Golubina E.V., Shishova V.V., Maslakov K.I., Fionov A.V., Isaikina O.Y., Lunin V.V. // Appl. Surf. Sci. 2019. V. 485. P. 432. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.04.206
  31. Venkataswamy P., Rao K.N., Jampaiah D., Reddy B.M. // Appl. Catal. B: Environ. 2015. V. 162. P. 122. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.06.038
  32. Huang X., Li L., Liu R., Li H., Lan L., Zhou W. // Catalysts. 2021. V. 11. № 9. Art. 1037. https://doi.org/10.3390/catal11091037
  33. Афонасенко Т.Н., Булавченко О.А., Гуляева Т.И., Цыбуля С.В., Цырульников П.Г. // Кинетика и катализ. 2018. Т. 59. № 1. С. 127. (Afonasenko T.N., Bulavchenko O.A., Gulyaeva T.I., Tsybulya S.V., Tsyrul’ni- kov P.G. // Kinet. Catal. 2018. V. 59. P. 104. https://doi.org/10.1134/S0023158418010019)
  34. Yang M., Shen G., Wang Q., Deng K., Liu M., Chen Y., Gong Y., Wang Z. // Molecules. 2021. V. 26. Art. 6363. https:// doi.org/10.3390/molecules26216363
  35. Martínez-Arias A., Fernández-García M., Belver C., Conesa J.C., Soria J. // Catal. Lett. 2000. V. 65. P. 197. https://doi.org/10.1023/A:1019089910238
  36. Silva-Calpa L. del R., Zonetti P.C., Rodrigues C.P., Alves O.C., Appel L.G., de Avillez R.R. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2016. V. 425. P. 166. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2016.10.008
  37. Anpo M., Costentin G., Giamello E., Lauron-Pernot H., Sojka Z. // J. Catal. 2021. V. 393. P. 259. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.10.011
  38. Che M., Dyrek K., Louis C. // J. Phys. Chem. 1985. V. 89. P. 4526. https://doi.org/10.1021/j100267a022
  39. Borchert H., Frolova Y.V., Kaichev V.V., Prosvirin I.P., Alikina G.M., Lukashevich A.I., Zaikov-skii V.I., Moroz E.M., Trukhan S.N., Ivanov V.P., Paukshtis E.A., Bukhtiyarov V.I., Sadykov V.A. // J. Phys. Chem. B. 2005. V. 109. P. 5728. https://doi.org/10.1021/jp045828c
  40. Christou S.Y., Álvarez-Galván M.C., Fierro J.L.G., Efstathiou A.M. // Appl. Catal. B: Environ. 2011. V. 106. P. 103. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2011.05.013
  41. Han Y.F., Chen F., Zhong Z., Ramesh K., Chen L., Widjaja E. // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. P. 24450. https://doi.org/10.1021/jp064941v
  42. Castro V.D., Polzonetti G. // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1989. V. 48. P. 117.
  43. Feng X., Cox D.F. // Surf. Sci. 2016. V. 645. P. 23. https://doi.org/10.1016/j.susc.2015.10.041
  44. Gómez L.E., Miró E.E., Boix A.V. // Int. J. Hydrogen Energy. 2013. V. 38. P. 5645. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.03.004
  45. Bulavchenko O.A., Afonasenko T.N., Ivanchikova A.V., Murzin V.Y., Kremneva A.M., Saraev A.A., Kaichev V.V., Tsybulya S.V. // Inorg. Chem. 2021. V. 60. P. 16518. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c02379

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


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».