Каталитическая активность высокодисперсных твердых растворов Ce 0.85 Zr 0.10 0.05 O 2–δ , где Mе — La, Nd, Gd, в реакции полного окисления метана

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Высокодисперсные твердые растворы Ce0.85Zr0.100.05O2–δ, где Mе — La, Nd, Gd, синтезированы методом соосаждения с последующей термообработкой. Материалы охарактезированы методами рентгенофазового анализа, рентгеновской флуоресцентной спектроскопии, низкотемпературной адсорбции азота, просвечивающей электронной микроскопии и газовой хроматографии. Синтезированные материалы проявляют высокую активность в реакции полного окисления метана. Каталитическая активность твердых растворов зависит от ионного радиуса редкоземельного допанта и уменьшается в ряду La → Nd → Gd. Показана перспективность применения Ce0.85Zr0.10La0.05O2–δ в качестве носителя палладия. Каталитическая активность 0.5% PdО/Ce0.85Zr0.10La0.05O2–δ превосходит активность образца сравнения 0.5% PdО/γ-Al2O3, что демонстрирует целесообразность применения синтезированного твердого раствора в качестве носителя активного компонента.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Елена Юрьевна Либерман

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

Author for correspondence.
Email: liberman.e.i@muctr.ru
ORCID iD: 0000-0002-3387-9248

д.х.н., проф.

Russian Federation, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9

Мария Сергеевна Боброва

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

Email: liberman.e.i@muctr.ru
ORCID iD: 0009-0004-0400-0814
Russian Federation, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9

Эрик Артемович Юн

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

Email: liberman.e.i@muctr.ru
ORCID iD: 0009-0008-1643-546X
Russian Federation, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9

Борис Сергеевич Клеусов

АО «НИИграфит»

Email: liberman.e.i@muctr.ru
ORCID iD: 0000-0003-3924-2616

н.с.

Russian Federation, 111524, г. Москва, ул. Электродная, д. 2, стр. 1

Татьяна Владимировна Конькова

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

Email: liberman.e.i@muctr.ru
ORCID iD: 0000-0002-7151-6317

д.т.н., проф.

Russian Federation, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9

Наталья Владимировна Нефедова

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

Email: liberman.e.i@muctr.ru
ORCID iD: 0009-0003-2340-9386

к.т.н., доцент

Russian Federation, 125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9

References

  1. Локтева Е. С. Методы реализации процессов «зеленой» химии. М.: Изд-во Триумф, 2021. С. 49.
  2. Технологическое горение / Коллективная монография / Под ред. акад. С. М. Алдошина и чл.-корр. РАН М. И. Алымова. М., 2018. C. 132.
  3. He L., Fan Y., Bellettre J., Yue J., Luo L. A review on catalytic methane combustion at low temperatures: Catalysys, mechanisms, reaction conditions and reactor designs // Renew. Sustain. Energy Rev. 2020. V. 119. ID 109589. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109589
  4. Liberman E. Y., Simakina E. A., Moiseev I. A., Izotova A. O., Konʹkova T. V., Grunsky V. N. Synthesis and activity of nanodispersed SnO2–CeO2 catalyst in the oxidation reactions of carbon monoxide and methane / // Kinet. Catal. 2021. V. 62. N 1. P. 155–159. https://doi.org/10.1134/S0023158420060051.
  5. Toscani L. M., Curyk P. A, Zimicz M. G., Halac E. B., Saleta M. E., Lamas D. G., Larrondo S. A. Methane catalytic combustion over CeO2–ZrO2-Sc2O3 mixed oxides // Appl. Catal. A: General. 2019. V. 587. ID 117235. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2019.117235
  6. Chen S., Li S., You R., Guo Z., Wang F., Li G., Yuan W., Zhu B., Gao Y., Zhang Z., Yang H., Wang Y. Elucidation of active sites for CH4 catalytic oxidation over Pd/CeO2 via tailoring metal–support interactions // ACS Catal. 2021. V. 11. N 9. P. 5666–5677. https://doi.org/10.1021/acscatal.1c00839
  7. Ivanova A. S. Physicochemical and catalytic properties of systems based on CeO2 // Kinet. Catal. 2009. V. 50. N 6. P. 797–815. https://doi.org/10.1134/S0023158409060020.
  8. Иванов В. К., Щербаков А. Б., Баранчиков А. Е., Козик В. В. Нанокристаллический диоксид церия: свойства, получение, применение. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2013. С. 21.
  9. Kuznetsova T. G., Sadykov V. A. Specific features of the defect structure of metastable nanodisperse ceria, zirconia, and related materials // Kinet. Catal. 2008. V. 49. N 6. P. 840–858. https://doi.org/10.1134/S0023158408060098.
  10. Boronin A. I., Slavinskaya E. M., Danilova I. G., Gulyaev R. V., Amosov Yu. I., Kuznetsov P. A., Polukhina I. A., Koscheev S. V., Zaikovskii V. I., Noskov A. S. Investigation of palladium interaction with cerium oxide and its state in catalysts for lowtemperature CO oxidation // Catal. Today. 2009. V. 144. N 3–4. P. 201–211. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2009.01.035
  11. Малютин А. В., Либерман Е. Ю., Михайличенко А. И., Аветисов И. Х., Кошкин А. Г., Конькова Т. В. Каталитическая активность нанодисперсных твердых растворов M0.1Zr0.18Ce0.72O2, где М — редкоземельный металл, в реакции окисления монооксида углерода // Катализ в пром-cти. 2013. № 3. С. 54–59. https://www.elibrary.ru/QIWUIF

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. X-ray diffraction pattern of the synthesized samples. 1 — CeO2, 2 — Ce0.85Zr0.10La0.05O2–δ, 3 — Ce0.85Zr0.10Nd0.05O2–δ, 4 — Ce0.85Zr0.10Gd0.05O2–δ.

Download (67KB)
3. Fig. 2. Micrograph of a 0.5% PdO/Ce0.85Zr0.15La0.05O2–δ sample obtained by transmission electron microscopy.

Download (207KB)
4. Fig. 3. Nitrogen adsorption–desorption isotherm of synthesized samples. 1 — CeO2, 2 — Ce0.85Zr0.10La0.05O2–δ, 3 — Ce0.85Zr0.10Nd0.05O2–δ, 4 — Ce0.85Zr0.10Gd0.05O2–δ, 5 — PdO/Ce0.85Zr0.10La0. 05O2–δ.

Download (107KB)
5. Fig. 4. Catalytic activity of samples in the reaction of complete oxidation of methane. 1 — CeO2, 2 — Ce0.85Zr0.10La0.05O2–δ, 3 — Ce0.85Zr0.10Nd0.05O2–δ, 4 — Ce0.85Zr0.10Gd0.05O2–δ, 5 — PdO/Al2O3, 6 – PdO/ Ce0.85Zr0.10La0.05O2–δ.

Download (92KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies