Исследование особенностей структуры высокодисперсного NiO–SiO2 катализатора рентгенографическим методом анализа функции распределения атомных пар

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В настоящей работе были исследованы NiO и NiO–SiO2 методами рентгеновской дифракции и радиального распределения атомных пар. Методом рентгенофазового анализа было определено, что размеры частиц NiO имеют область когерентного рассеяния более 100 нм, в то время как у образца NiO–SiO2 размеры частиц около 2–3 нм. Однако полнопрофильное моделирование методом Ритвельда не позволило описать эффекты, наблюдаемые при дифракции: асимметрию пиков, появление дополнительного “плеча” пика 111 в области малых углов, поэтому для анализа структуры применяли метод радиального распределения атомных пар. В ходе моделирования экспериментальной кривой радиального распределения атомных пар использовали 3 различных модели: чистый NiO, смесь NiO и Ni2SiO4, а также модифицированная модель NiO с встраиванием Si в кристаллическую решетку. Последняя модель была создана на основе предположения о встраивании кремния в структуру NiO, о чем могут говорить данные рентгеновской дифракции. По результатам моделирования кривой радиального распределения атомных пар именно последняя модель дает наилучшее описание наблюдаемых эффектов: существенно увеличенный параметр элементарной ячейки, в сравнении с образцом без добавления SiO2, а также уменьшенные расстояния катион–кислород в структуре, в то время как расстояния между катионами увеличены.

Об авторах

М. Д. Михненко

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

С. В. Черепанова

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск

А. Н. Шмаков

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск

М. В. Алексеева

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск

Р. Г. Кукушкин

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск

В. А. Яковлев

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск

В. П. Пахарукова

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

О. А. Булавченко

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

Список литературы

  1. Meloni E., Martino M., Palma V. // Catalysts. 2020. № 10. Iss. 3. P. 352. https://www.doi.org/10.3390/catal10030352
  2. Pastor-Pérez L., Saché E.L., Jones C., Gu S., Arellano-Garcia H., Reina T.R. // Catalysis Today. 2018. V. 317. P. 108. https://www.doi.org/10.1016/j.cattod.2017.11.035
  3. Елецкий П.М., Мироненко О.О., Соснин Г.А. и др. // Катализ в промышленности. 2016. № 16. C. 42. https://www.doi.org/10.18412/1816-0387-2016-4-42-50
  4. Alekseeva M.V., Rekhtina M.A., Lebedev M.Y., Zavarukhin S.G., Kaichev V.V., Venderbosch R.H., Yakovlev V.A. // Chem. Select. 2018. № 18. V. 3. Iss. 18. P. 5153. https://www.doi.org/10.1002/slct.201800639
  5. Prikhod’ko S.A., Popov A.G., Adonin N.Y. // Molecular Catalysis. 2018. V. 461. P. 19. https://www.doi.org/10.1016/j.mcat.2018.09.022
  6. Philippov A.A., Chibiryaev A.M., Martyanov O.N. // Catalysis Today. 2020. V. 355. P. 35. https://www.doi.org/10.1016/j.cattod.2019.05.033
  7. Yin W., Venderbosch R.H., He S. Bykova M.V., Khromova S.A., Yakovlev V.A., Heeres H.J. // Biomass Conversion Biorefinery. 2017. V. 7. P. 361. https://www.doi.org/10.1007/s13399-017-0267-5
  8. Bykova M.V., Ermakov D.Y., Kaichev V.V., Bulavchenko O.A., Saraev A.A., Lebedev M.Yu., Yakovlev V.А. // Appl. Catalysis B: Environmental. 2012. V. 113–114. P. 296. https://www.doi.org/10.1016/j.apcatb.2011.11.051
  9. Chen N., Gong S., Qian E.W. // Appl. Catalysis B: Environmental. 2015. V. 174–175. P. 253. https://www.doi.org/10.1016/j.apcatb.2015.03.011
  10. Zhang H., Lin H., Zheng Y. // Appl. Catalysis B: Environmental. 2014. V. 160–161. P. 415. https://www.doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.05.043
  11. Nepomnyashchiy A.A., Buluchevskiy E.A., Lavrenov A.V., Yurpalov V.L., Gulyaeva T.I., Leont’eva N.N., Talzi V.P. // Rus. J. Appl. Chem. 2017. V. 90. P. 1944. https://www.doi.org/10.1134/S1070427217120084
  12. Santillan-Jimenez E., Morgan T., Loe R., Crocker M. // Catalysis Today. 2015. V. 258. P. 284. https://www.doi.org/10.1016/j.cattod.2014.12.004
  13. Jin W., Pastor-Pérez L., Shen D. et al. // Chem. Cat. Chem. 2019. V. 11. №. 3. P. 924. https://www.doi.org/10.1002/cctc.201801722
  14. Кукушкин Р.Г., Елецкий П.М., Булавченко О.А., Сараев А.А., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2019. №. 1. С. 40. https://www.doi.org/10.18412/1816-0387-2019-1-40-49
  15. Smirnov A.A., Shilov I.N., Bulavchenko O.A., Saraev A.A., Yakovlev V.A. // Chem. Select. 2019. V. 4. № 24. P. 7317. https://www.doi.org/10.1002/slct.201901087
  16. Thalinger R., Gocyla M., Heggen M., Dunin-Borkows-ki R., Grünbacher M., Stöger-Pollach M., Schmidmair D., Klötzer B., Penner S. // J. Catalysis. 2016. V. 337. P. 26. https://www.doi.org/10.1016/j.jcat.2016.01.020
  17. Aghayan M., Potemkin D.I., Rubio-Marcos F., Uskov S.I., Snytnikov P.V., Hussainova I. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 9. № 50. P. 43553. https://www.doi.org/10.1021/acsami.7b08129
  18. Pakharukova V.P., Potemkin D.I., Stonkus O.A., Kharchenko N.A., Saraev A.A., Gorlova A.M. // J. Phys. Chem. C. 2021. V. 125. № 37. P. 20538. https://www.doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c05529
  19. Ermakova M.A., Ermakov D.Y., Kuvshinov G.G., Plyasova L.M. // J. Catalysis. 1999. V. 187. № 1. P. 77. https://www.doi.org/10.1006/jcat.1999.2562
  20. Bykova M.V., Bulavchenko O.A., Ermakov D.Y., Lebedev M.Yu, Yakovlev V.A., Parmon V.N. // Catalysis Industry. 2011. V. 3. P. 15. https://www.doi.org/10.1134/S2070050411010028
  21. Takeshi E., Billinge S.J.L. // Pergamon Mater. Series. 2012. V. 16. P. 55. https://www.doi.org/10.1016/B978-0-08-097133-9.00003-4
  22. TOPAS V4: General profile and structure analysis software for powder diffraction data // User’s Manual. Bruker AXS, Karlsruhe, Germany, 2008.
  23. Piminov P.A., Baranov G.N., Bogomyagkov A.V. et al. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 19. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.11.005
  24. Qiu X., Thompson J.W., Billinge S.J.L. // J. Appl. Cryst. 2004. V. 37. № 4. P. 678. https://www.doi.org/10.1107/S0021889804011744
  25. Farrow C.L., Juhas P., Liu J.W., Bryndin D., Božin E.S., Bloch J., Proffen Th., Billinge S.J.L. // J. Phys.: Cond. Matter. 2007. V. 19. № 33. P. 335219. https://www.doi.org/10.1088/0953-8984/19/33/335219
  26. Pakharukova V.P., Moroz É.M., Zyuzin D.A. // J. Struct. Chem. 2010. V. 51. P. 274. https://www.doi.org/10.1007/s10947-010-0042-y
  27. Moroz E.M. // Rus. Chem. Rev. 2011. V. 80. P. 293. https://www.doi.org/10.1070/RC2011v080n04ABE H004163
  28. Gates-Rector S., Blanton T. // Powder Diffr. 2019. V. 34. Iss. 4. P. 352. https://www.doi.org/10.1017/S0885715619000812
  29. Zagorac D., Müller H., Ruehl S., Zagorac J., Rehme S. // J. Appl. Cryst. 2019. V. 52. P. 918. https://www.doi.org/10.1107/S160057671900997X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).