Синтез, строение и свойства катализаторов на основе аморфных металлических наночастиц

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В работе, имеющей в основном обзорный характер, обсуждаются метод получения, строение и свойства катализаторов на основе нанесенных аморфных металлических наночастиц. Рассматриваются физические основы и особенности метода лазерного электродиспергирования (ЛЭД), с помощью которого получены катализаторы с аморфными наночастицами Pt, Pd, Ni, Cu, Au, а также частицами сплавов, таких как NiPd, NiMo, NiW, нанесенными на оксидные, углеродные носители и цеолиты. Приведены результаты исследований структуры катализаторов и их каталитических свойств в процессах гидрирования, изомеризации, присоединения, кросс-сочетания и др. Обсуждается связь чрезвычайно высокой удельной активности и стабильности катализаторов ЛЭД с аморфным состоянием металлических наночастиц.

Об авторах

С. А. Гуревич

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Email: gurevich@quantel.ioffe.ru
Санкт-Петербург, Россия

Т. Н. Ростовщикова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gurevich@quantel.ioffe.ru
Москва, Россия

Д. А. Явсин

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Автор, ответственный за переписку.
Email: gurevich@quantel.ioffe.ru
Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Rampino L.D., Nord F.F. // J. Am. Chem. Soc. 1941. V. 63. P. 2745. https://doi.org/10.1021/ja01855a070
  2. Haruta M., Kobatashi T., Sano H., Yamada N. // Chem. Lett. 1987. V. 16. P. 405. https://doi.org/10.1246/cl.1987.405
  3. Ndolomingo M.J., Bingwa N., Meijboom R. // J. Mater. Sci. 2020. V. 55. P. 6195. https://doi.org/10.1007/s10853-020-04415-x
  4. Wang H., Lu J. // Chinese J. Chem. 2020. V. 38. P. 1422. https://doi.org/10.1002/cjoc.202000205
  5. Ahmadi M., Mistry H., Cuenya B. R. // J. Phys. Chem. Lett. 2016. V. 7. P. 3519. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.6b01198
  6. Guo L., Zhou J., Liu F. et al. // ACS Nano. 2024. V. 18. P. 9823. https://doi.org/10.1021/acsnano.4c01456
  7. Pelegrina J.L., Gennari F.C., Condó A.M., Guillermet A.F. // J. Alloys Compd. 2016. V. 689. P. 161. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.07.284
  8. Liang S.X., Zhang L.C., Reichenberger S., Barcikowski S. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2021. V. 23. P. 11121. https://doi.org/10.1039/D1CP00701G
  9. Chen X., Lv S., Su Z. et al. // Chem. Catal. 2024. V. 4. P. 100871. https://doi.org/10.1016/j.checat.2023.100871
  10. Tan M., Huang B., Su L. et al. // Adv. Energy Mater. 2024. V. 14. P. 2402424. https://doi.org/10.1002/aenm.202402424
  11. Kozhevin V.M., Yavsin D.A., Kouznetsov V.M. et al. // J. Vac. Sci. Technol. B. 2000. V. 18. P. 1402. https://doi.org/10.1116/1.591393
  12. Likharev K.K. // Proc. IEEE. 1999. V. 87. P. 606. https://doi.org/10.1109/5.752518.
  13. Синтез, строение и свойства металл/полупроводник содержащих нанокомпозитов / Под ред. Трахтенберга Л.И., Мельникова М.Я. М.: Техносфера, 2016. Ч. 13.
  14. Ростовщикова Т.Н., Локтева Е.С., Шилина М.И. и др. // ЖФХ. 2021. Т. 95. С. 348.
  15. Yetik G., Troglia A., Farokhipoor S. et al. // Surf. Coat. Technol. 2022. V. 445. P. 128729. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128729
  16. Pampillo C.A. // J. Mater. Sci. 1975. V. 10. P. 1194. https://doi.org/10.1007/BF00541403
  17. Grigorian C.M., Rupert T.J. // Acta Mater. 2021. V. 206. P. 116650. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.116650
  18. Zhang D., Gökce B., Barcikowski S. // Chem. Rev. 2017. V. 117. P. 3990. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00468
  19. Gurevich S.A., Kozhevin V.M., Yassievich I.N. et al. Thin Films and Nanostructures. Physico-Chemical Phenena in Thin Films and at Solid Surfaces. Elsevier: Amstredam, 2007. V. 34. Ch. 15.
  20. Brailovsky A.B., Gaponov S.V., Luchin V.I. // Appl. Phys. A. 1995. V. 61. P. 81. https://doi.org/10.1007/BF01538216
  21. Rayleigh L. // Philos. Mag. 1882. V. 14. P. 184.
  22. Grigor’ev A.I., Shiryaeva S.O. // J. Aerosol Sci. 1994. V. 25. P. 1079. https://doi.org/10.1016/0021-8502(94)90203-8
  23. Борматов А.А., Кожевин В.М., Гуревич С.А. // ЖТФ. 2021. Т. 91. № 5. С. 721. https://doi.org/10.21883/JTF.2021.05.50682.283-20
  24. Синтез, строение и свойства металл/полупроводник содержащих нанокомпозитов / Под ред. Трахтенберга Л.И., Мельникова М.Я. М.: Техносфера. 2016. Ч. 4.
  25. Akbari A., Amini M., Tarassoli A., et al. // Nano-Struct. Nano-Objects. 2018. V. 14. P. 19. https://doi.org/10.1016/j.nanoso.2018.01.006
  26. Cuenya B.R. // Thin Solid Films. 2010. V. 518. P. 3127. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2010.01.018
  27. Ростовщикова Т.Н., Шилина М.И., Гуревич С.А. и др. // Докл. РАН. Химия, науки о материалах. 2022. Т. 506. № 1. С. 48. https://doi.org/10.1134/S001250162260019X
  28. Шилина М.И., Кротова И.Н., Максимов С.В. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2023. Т. 72. № 7. С. 1518. https://doi.org/10.1007/s11172-023-3930-y
  29. Golubina E.V., Rostovshchikova T.N., Lokteva E.S. et al. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 536. P. 147656. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.147656
  30. Bryzhin A., Golubina E., Maslakov K. et al. // ChemCatChem. 2020. V. 12. № 17. P. 4396. https://doi.org/10.1002/cctc.202000501
  31. Cuevas E., Ortuno M., Ruiz J. // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 71. P. 1871. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.71.1871
  32. Воронцов П.С., Герасимов Г.Н., Голубева Е.Н. и др. // ЖФХ. 1998. Т.72. № 10. С. 1742.
  33. Trakhtenberg L.I., Gerasimov G.N., Grigoriev E.I. et al. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2000. V. 130. P. 941.
  34. Трахтенберг Л.И., Герасимов Г.Н., Потапов В.К. и др. // Вестн. МГУ Сер. 2, Химия. 2001. Т. 42. № 5. С. 325.
  35. Кожевин В.М., Ростовщикова Т.Н., Явсин Д.А. и др. // Докл. РАН. 2002. Т. 387. № 6. С. 785. https://doi.org/10.1023/A:1021706931622
  36. Закгейм Д.А., Рожанский И.В., Смирнова И.П., Гуревич С.А. // ЖЭТФ. 2000. Т. 118. Вып. 3. С. 637. https://doi.org/10.1134/1.1320091
  37. Ильющенков Д.С., Кожевин В.М., Гуревич С.А. // ФТТ. 2015. Т. 57. № 9. С. 1670. https://doi.org/10.1134/S1063783415090115
  38. Гуревич С.А., Кожевин В.М., Ильющенков Д.С. // ФТТ. 2019. Т. 61. № 10. C. 1731. https://doi.org/10.21883/FTT.2019.10.48241.474
  39. Shaik S., Danovich D., Joy J., Wang Zh., Stuyver Th. // J. Am. Chem. Soc. 2020. V. 142. P. 12551. https://doi.org/10.1021/jacs.0c05128
  40. Rostovshchikova T.N., Smirnov V.V., Gurevich S.A. et al. // Catal. Today. 2005. V. 105. № 3-4. P. 344. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2005.06.034
  41. Ростовщикова Т.Н., Смирнов В.В., Кожевин В.М., Явсин Д.А., Гуревич С.А. // Рос. нанотехнол. 2007. T. 2. № 1–2. C. 47.
  42. Rostovshchikova T.N., Smirnov V.V., Kozhevin V.M. et al. // Appl. Catal., A: General. 2005. V. 296. № 1. P. 70. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2005.08.032
  43. Невская С.М., Николаев С.А., Носков Ю.Г. и др. // Кинетика и катализ. 2006. Т. 47. № 4. С. 657.
  44. Локтева Е.С., Ростовщикова Т.Н., Качевский С.А. и др. // Кинетика и катализ. 2008. Т. 49. № 5. С. 784.
  45. Ростовщикова Т.Н., Локтева Е.С., Качевский C.А. и др. // Катализ в пром-сти. 2009. Т. 3. С. 47.
  46. Lokteva E.S., Peristyy A.A., Kavalerskaya N.E. et al. // Pure Appl. Chem. 2012. V. 84. P. 495. https://doi.org/10.1351/PAC-CON-11-07-12
  47. Кавалерская Н.Е., Локтева Е.С., Ростовщикова Т.Н., Голубина Е.В., Маслаков К.И. // Кинетика и катализ. 2013. Т. 54. № 5. С. 631. https://doi.org/10.7868/s0453881113050067
  48. Golubina E.V., Rostovshchikova T.N., Lokteva E.S. et al. // Pure Appl. Chem. 2018. V. 90. № 11. P. 1685. https://doi.org/10.1515/pac-2018-0207
  49. Ростовщикова Т.Н., Николаев С.А., Кротова И.Н. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2022. Т. 6. С. 1179. https://doi.org/10.1007/s11172-022-3519-x
  50. Rostovshchikova T.N., Shilina M.I., Gurevich S.A. et al. // Materials. 2023. V. 16. № 9. P. 3501. https://doi.org/10.3390/ma16093501
  51. Rostovshchikova T.N., Shilina M.I., Maslakov K.I. et al. // Materials. 2023. V. 16. № 12. P. 4423. https://doi.org/10.3390/ma16124423
  52. Ростовщикова Т.Н., Шилина М.И., Голубина Е.В. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2015. № 4. С. 812.
  53. Голубина Е.В., Локтева Е.С., Маслаков К.И. и др. // Рос. нанотехнол. 2017. Т. 12. № 1–2. С. 16.
  54. Shilina M., Krotova I., Nikolaev S. et al. // Hydrogen. 2023. V.4. №1. P.154. https://doi.org/10.3390/hydrogen4010011
  55. Matieva Z.M., Nikolaev S.A., Snatenkova Y.M. et al. // J. Chem. Tech. Biotech. 2022. V. 97. № 7. P. 1792. https://doi.org/10.1002/jctb.7050
  56. Брыжин А.А., Тархановa И.Г., Маслаков К.И. и др. // ЖФХ. 2019. Т.93. №10. С.1575. https://doi.org/10.1134/S0044453719100029
  57. Брыжин А.А., Ростовщикова Т.Н., Маслаков К.И. и др. // Кинетика и катализ. 2021. Т.62. №6. С.791. https://doi.org/10.1134/S0023158421060033
  58. Шмидт А.Ф., Курохтина А.А., Ларина Е.В. и др. // Кинетика и катализ. 2023. Т. 64. № 1. С. 39. https://doi.org/10.1134/S0023158423010081
  59. Schmidt A.F., Kurokhtina A.A., Larina E.V. et al. // Mendeleev Commun. 2023. V.33. №1. P.177. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2023.02.009
  60. Гатин А.К., Гришин М.В., Гуревич С.А. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2015. № 10. С. 2337. https://doi.org/10.1007/s11172-015-1161-6
  61. Гатин А.К., Гришин М.В., Гуревич С.А. и др. // Рос. нанотехнол. 2015. Т. 10. № 11–12. С. 1. https://doi.org/10.1134/S199507801506004X
  62. Freund H.-J., Meijer G., Scheffler M., Schlőgl R., Wolf M. // Angew. Chem., Int. Ed. 2011. V. 50. P. 10064. https://doi.org/10.1002/anie.201101378.
  63. Wang Sh., Li X., Lai Ch. et al. // RSC Adv. 2024. V. 14. P. 30566. https://doi.org/10.1039/D4RA05102E
  64. Tripathi A., Hareesh C., Sinthika S., Andersson G., Thapa R. // Appl. Surf. Sci. 2020. V. 528. P. 146964. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.146964.
  65. Lin J., Wang X., Zhang T. // Chin. J. Catal. 2016. V. 37. № 11. P. 1805. https://doi.org/10.1016/S1872-2067(16)62513-5
  66. Wu L., Fan W., Wang X. et al. // Catalysts. 2023. V. 13. № 3. P. 604. https://doi.org/10.3390/catal13030604
  67. Gao M., Gong Z., Weng X. et al. // Chin. J. Catal. 2021. V. 42. № 10. P. 1689. https://doi.org/10.1016/S1872-2067(20)63775-5
  68. Xie Y., Zhang L., Jiang Y. et al. // Catal. Today. 2021. V. 364. P. 16. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2019.11.030
  69. Beletskaya I.P., Alonso F., Tyurin V. // Coord. Chem. Rev. 2019. V. 385. P. 137. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2019.01.012
  70. Hong K., Sajjadi M., Suh J.M. et al. // ACS Appl. Nano Mater. 2020. V. 3. № 3. P. 2070. https://doi.org/10.1021/acsanm.9b02017
  71. Galushko A.S., Boiko D.A., Pentsak E.O., Eremin D.B., Ananikov V.P. // J. Am. Chem. Soc. 2023. V. 145. № 16. P. 9092. https://doi.org/10.1021/jacs.3c00645
  72. Shilina M.I., Rostovshchikova T.N., Nikolaev S.A., Udalova O.V. // Mater. Chem. Phys. 2019. V.223. P.287. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.11.005
  73. Jing P., Gong X., Liu B., Zhang J. // Catal. Sci. Technol. 2020. V. 10. № 4. P. 919. https://doi.org/10.1039/D4CY01142B
  74. Liu H., Li D., Guo J. et al. // Nano Res. 2023. V. 16. № 4. P. 4399. https://doi.org/10.1007/s12274-022-5182-9
  75. Гришин М.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2020. Т.39. №7. С.63. https://doi.org/10.1134/S1990793120040065
  76. Forsythe R.C., Cox C.P., Wilsey M.K., Muller A.M. // Chem. Rev. 2021. V. 121. № 13. P. 7568. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c01069

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».