КАТАЛИЗАТОРЫ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА И БИОУГЛЕЙ (Fe/C) ДЛЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА РАЗЛОЖЕНИЕМ МЕТАНА

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Предложены катализаторы для одного из экологически чистых методов получения водорода (без выбросов оксидов углерода) на основе реакции разложения метана. В качестве катализаторов использовали нанесенные на углеродный носитель (биоуголь) железосодержащие системы. Активный компонент (Fe) наносили методом пропитки по влагоемкости из раствора нонагидрата нитрата железа(III). Каталитические системы исследованы в условиях реакции разложения метана и изучены физико-химическими методами анализа (спектроскопия комбинационного рассеяния, рентгенофазовый анализ, просвечивающая электронная микроскопия, элементный анализ, атомно-абсорбционный анализ). Установлено, что катализаторы имеют графитоподобную углеродную структуру, в которой равномерно распределены железосодержащие наночастицы. Определена каталитическая активность полученных систем в температурном диапазоне 500–850°C. Выявлено, что максимальная конверсия метана наблюдается при 700°C на железосодержащем биоугле, синтезированном при 250°C, и составляет 12.2%. Углеродный продукт, полученный в ходе эксперимента, представляет собой углеродные нанотрубки и углерод луковичной формы.

Об авторах

В. В Любавина

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lubavina_v_v@ips.ac.ru
Москва, Россия

А. Е Сотникова

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lubavina_v_v@ips.ac.ru
Москва, Россия

К. О Крысанова

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lubavina_v_v@ips.ac.ru
Москва, Россия

М. И Иванцов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lubavina_v_v@ips.ac.ru
Москва, Россия

М. В Куликова

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: lubavina_v_v@ips.ac.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Zhou Y., Wang Y., Yang M. // Energy Convers. Manage. 2024. V. 304. P. 118223. https://doi.org/10.1016/J.ENCONMAN.2024.118223
  2. Hakkak M., Altintag N., Hakkak S. // Renew. Energy Focus. 2023. V. 46. P. 356. https://doi.org/10.1016/J.REF.2023.07.005
  3. Liu G., Guo T., Wang P. et al. // Heliyon. 2024. V. 10. № 18. P. E36219. https://doi.org/10.1016/J.HELIYON.2024.E36219
  4. Alshawaf M., van Haute M., Alsayegh O. et al. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2025. V. 212. P. 115421. https://doi.org/10.1016/J.RSER.2025.115421
  5. Tahmashi M., Siavashi M., Ahmadi R. // Energy Convers. Manage. X. 2025. V. 26. P. 101005. https://doi.org/10.1016/J.ECMX.2025.101005
  6. Zuo X., Toam Q., Zhong Y. // Int. J. Hydrogen Energy. 2025. V. 118. P. 426. https://doi.org/10.1016/J.IJHYDENE.2025.03.171
  7. Хеанова Р.Б., Долгих В.Д., Иванов С.А. и др. // Сибирский физ. журн. 2024. Т. 18. № 3. C. 95. https://doi.org/10.25205/2541-9447-2023-18-3-95-103
  8. Bibak F., Meshkani F. // Fuel. 2024. V. 366. P. 131048. https://doi.org/10.1016/J.FUEL.2024.131048
  9. Осипов А.Р., Сидорчик И.А., Шляпин Д.А. и др. // Катализ в промышленности. 2021. Т. 1. № 1–2. C. 47. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2021-1-2-47-54
  10. Li S., Liao J., Zhang Z. et al. // Resour. Chem. Mater. 2025. V. 4. № 4. P. 100123. https://doi.org/10.1016/J.RECM.2025.100123
  11. Muradov N., Smith F., T-Raissi A. // Catal. Today. 2005. V. 102–103. P. 225. https://doi.org/10.1016/J.CATTOD.2005.02.018
  12. Muradov N. // Catal. Commun. 2001. V. 2. № 3–4. P. 89. https://doi.org/10.1016/S1566-7367(01)00013-9
  13. Vander Wal R., Makiesse Nikawete M. // J. Carbon Research. 2020. V. 6. № 2. P. 23. https://doi.org/10.3390/c6020023
  14. Krylova A., Krysanova K., Kulikova M. et al. // Energies. 2021. V. 14. № 18. P. 5890. https://doi.org/10.3390/en14185890
  15. Sivakumar G., Karattil Suresh A., Nag D. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2025. V. 121. P. 42. https://doi.org/10.1016/J.IJHYDENE.2025.03.270
  16. Liu Z., Zhao L., Yao Z. et al. // Chem. Eng. J. 2023. V. 476. P. 146373. https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2023.146373
  17. Zhang P., Fan J., Wang Y. et al. // Carbon N. Y. 2024. V. 222. P. 118998. https://doi.org/10.1016/J.CARBON.2024.118998
  18. Yu J., Sun L., Berrucco C. et al. // J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2018. V. 130. P. 127. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2018.01.018
  19. Guizani C., Haddad K., Limousy L. et al. // Carbon N. Y. 2017. V. 119. P. 519. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.04.078
  20. Zhu X., Liu Y., Qian F. et al. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2015. V. 3. № 5. P. 833. https://doi.org/10.1021/acsuschemeng.5b00153
  21. Sevilla M., Fuertes A.B. // Carbon N. Y. 2009. V. 47. № 9. P. 2281. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2009.04.026
  22. Hautoko D., Khan W.U., Putra A.F.P. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2024. V. 63. № 44. P. 18869. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.4c02856
  23. Osipov A.R., Sidorchik I.A., Shlyapin D.A. et al. // Catal. Ind. 2021. V. 13. № 3. P. 244. https://doi.org/10.1134/S2070050421030089
  24. Vedele P., Sartoretti E., Torretti G. et al. // Chem. Eng. J. 2025. V. 514. P. 163392. https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2025.163392
  25. Hautoko D., Khan W.U., Alomran A.M. et al. // Catal. Today. 2025. V. 453. P. 115259. https://doi.org/10.1016/J.CATTOD.2025.115259
  26. Bire S.S., Deshmukh S.K. // Bio-derived Carbon Nanostructures. 2024. P. 129. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-13579-8.00014-0

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

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».