Influence of the Phase Composition of the Fe/Biochar Catalysts on the Composition of Fischer–Tropsch Synthesis Products: The Lapidus Theory of Bifunctional Catalytic Centers

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Supported iron catalysts based on a carbon-containing material, biochar obtained by the hydrothermal carbonization of biopolymers (cellulose and lignin), were studied. The catalytic systems showed high activity in the Fischer–Tropsch synthesis. A composition of C5+ liquid products, uncharacteristic for ironcontaining catalysts, characterized by high isoalkane content (up to 55%) was recorded. This fact was discussed in the context of the theory of bifunctional centers proposed by A.L. Lapidus with coworkers. It was suggested that the active centers of the test catalysts can be considered bifunctional (a carbide phase and an oxide phase). A correlation between the Fischer–Tropsch synthesis data on the test catalysts and the data obtained by Lapidus and coworkers on cobalt-containing catalysts was shown.

About the authors

M. I. Ivantsov

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis (TIPS), Russian Academy of Sciences

Email: ivantsov@ips.ac.ru
Moscow, 119991 Russia

K. O. Krysanova

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis (TIPS), Russian Academy of Sciences

Email: m_kulikova@ips.ac.ru
Moscow, 119991 Russia

A. A. Grabchak

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis (TIPS), Russian Academy of Sciences

Email: ale.grabchak@ips.ac.ru
Moscow, 119991 Russia

M. V. Kulikova

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis (TIPS), Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: m_kulikova@ips.ac.ru
Moscow, 119991 Russia

References

  1. Luque R., de la Osa A.R., Campelo J.M., Romero A.A., Valverde J.L., Sanchez P. // Energy Environ Sci. 2012. V. 5. № 1. P. 5186.
  2. Roddy D.J. // Interface Focus. 2013. V. 3. № 1. P. 20120038.
  3. Aasberg-Petersen K., Christensen T.S., Dybkjaer I., Sehested J., Østberg M., Coertzen R.M., Keyser M.J., Steynberg A.P. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2004. V. 152. P. 258.
  4. Lavoie J.J. // Rev. des Sci. Relig. 2014. V. 88. № 1. P. 1.
  5. Najera M., Solunke R., Gardner T., Veser G. // Chem. Eng. Res. Des. 2011. V. 89. № 9. P. 1533.
  6. Sumrunronnasak S., Tantayanon S., Kiatgamolchai S., Sukonket T. // Int. J. Hydrogen Energy. 2016. V. 41. № 4. P. 2621.
  7. Buelens L.C., Galvita V.V., Poelman H., Detavernier C., Marin G.B. // Science. 2016. V. 354. № 6311. P. 449.
  8. Park J.Y., Lee Y.J., Khanna P.K., Jun K.W., Bae J.W., Kim Y.H. // J. Mol. Catal. A Chem. 2010. V. 323. № 1–2. P. 84.
  9. Jahangiri H., Bennett J., Mahjoubi P., Wilson K., Gu S. // Catal. Sci. Technol. 2014. V. 4. № 8. P. 2210.
  10. Van Der Laan G.P., Beenackers A.A.C.M. // Catal. Rev. 1999. V. 41. № 3–4. P. 255.
  11. James O.O., Chowdhury B., Mesubi M.A., Maity S. // RSC Adv. 2012. V. 2. № 19. P. 7347.
  12. Gholami Z., Gholami F., Tišler Z., Hubáček J., Tomas M., Bačiak M., Vakili M. // Catalysts. 2022. V. 12. № 2. P. 174.
  13. Лапидус А.Л., Крылова А.Ю. // Рос. жим. журн. 2000. Т. 44. № 1. С. 43.
  14. Крылова А.Ю., Ием Чонг Хоанг, Лапидус А.Л. // Нефтехимия. 1983. Т. 23. № 6. С. 779.
  15. Ием Чонг Хоанг, Лапидус А.Л., Крылова А.Ю., Кондратьев Л.Т., Миначев Х.М. // ХТТ. 1983. № 6. С. 7.
  16. Лапидус А.Л., Крылова А.Ю. // Успехи химии. 1998. Т. 67. № 11. С. 1032.
  17. Лапидус А.Л., Елисеев О.Л., Волков А.С., Будцов В.С., Гущин В.В., Кули Т.Е., Давыдов П.Е. // ХТТ. 2007. № 3. С. 16.
  18. Wang M., Han Y., Liu S., Liu Z., An D., Zhang Z., Cheng K., Zhang Q., Wang Y. // Chinese J. Catal. 2021. V. 42. № 12. P. 2197.
  19. Ding Y., Jiao F., Pan X., Bao X. // J. Energy Chem. 2022. V. 73. P. 416.
  20. Zhao N., Chen Y., Li X., Zhang J., Dai L., Jiang X., Liu C., Li Z. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 35. P. 15706.
  21. Крылова А.Ю., Куликова М.В., Лапидус А.Л. // ХТТ. 2014. № 4. С. 18.
  22. Valero-Romero M.J., Rodríguez-Cano M.Á., Palomo J., Rodríguez-Mirasol J., Cordero T. // Front Mater. 2021. V. 7.
  23. Wang A., Luo M., Lü B., Song Y., Li M., Yang Z. // Mol. Catal. 2021. V. 509. P. 111601.
  24. Teimouri Z., Abatzoglou N., Dalai A.K. // Renew Energy. 2023. V. 202. P. 1096.
  25. Tang Z.E., Lim S., Pang Y.L., Shuit S.H., Ong H.C. // Renew Energy. 2020. V. 158. P. 91.
  26. Kulikova M.V., Zemtsov L.M., Sagitov S.A., Efimov M.N., Krylova A.Y., Karpacheva G.P., Khadzhiev S.N. // Solid Fuel Chem. 2014. V. 48. № 2. P. 105. [Химия твердого топлива, 2014. № 2. С. 32. https://doi.org/10.7868/S0023117714020078].https://doi.org/10.3103/s0361521914020074
  27. Hu B., Wang K., Wu L., Yu S.H., Antonietti M., Titirici M.M. // Adv Mater. 2010. V. 22. № 7. P. 813.
  28. Ramos R., Abdelkader-Fernández V.K., Matos R., Peixoto A.F., Fernandes D.M. // Catalysts. 2022. V. 12. № 2. P. 207.
  29. Ivantsov M.I., Krysanova K.O., Grabchak A.A., Kulikova M.V. // Eurasian Chem J. 2022. V. 24. № 4. P 303.
  30. Bennett J.A., Parlett C.M.A., Isaacs M.A., Durndell L.J., Olivi L., Lee A.F., Wilson K. // Chem. Cat. Chem. 2017. V. 9. № 9. P. 1648.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (225KB)
3.

Download (46KB)
4.

Download (372KB)

Copyright (c) 2023 М.И. Иванцов, К.О. Крысанова, А.А. Грабчак, М.В. Куликова

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».