In Situ XRD Investigation of Ni0.9M0.1O (M = Co, Ce, Mn, Zr) Nickel-Based Catalists Activation Process

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

In this work the activation process and the effect of modifying additives on the phase composition and structure of a series of catalysts with the general composition Ni0.9M0.1O (M = Co, Ce, Mn, Zr) synthesized by co-precipitation were studied. The influence of the additives on the initial state of the samples was investigated by XRD, and their influence on the NiO reduction process was studied by in situ XRD and TPR-H2. It was shown that the introduced modifiers influence on the structure and microstructure of the initial samples, increasing the value of the specific surface and decreasing the average size of NiO CSR. Introduction of Mn, Co leads to formation with NiO oxide of solid solutions of replacement. For Ce and Zr the release of CeO2 oxide and X-Ray-amorphous ZrOx is observed. The use of these additives leads to an increase in the temperature of NiO reduction to the metallic state compared to the massive oxide. In addition, the effect of modifying additives on the particle size of the final metal is observed. The introduction of Ce and Mn decreases the average size of the NiO CSR in 2–5 times compared to the massive NiO.

About the authors

M. D. Mikhnenko

Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch of the Russian Academy of Science”; Novosibirsk State University

Author for correspondence.
Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Acad. Lavrentiev pr., 5; Russia, 630090, Novosibirsk, Pirogova st. 1

T. N. Afonasenko

Center of New Chemical Technologies BIC

Email: obulavchenko@catalysis.ru
Russia, 644540, Omsk, Neftezavodskaya Str., 54

V. A. Rogov

Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch of the Russian Academy of Science”

Email: obulavchenko@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Acad. Lavrentiev pr., 5

O. A. Bulavchenko

Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch of the Russian Academy of Science”; Novosibirsk State University

Author for correspondence.
Email: obulavchenko@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Acad. Lavrentiev pr., 5; Russia, 630090, Novosibirsk, Pirogova st. 1

References

  1. Alekseeva M.V., Rekhtina M.A., Lebedev M.Y., Zavarukhin S.G., Kaichev V.V., Venderbosch R.H., Yakovlev V.A. // ChemistrySelect. 2018. V. 3. P. 5153.
  2. Кукушкин Р.Г., Елецкий П.М., Булавченко О.А., Сараев А.А., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2019. Т. 19. № 1. С. 40. (Kukushkin R.G., Eletskii P.M., Bulavchenko O.A., Saraev A.A., Yakovlev V.A. // Catal. Indust. 2019. V. 11. P. 198.)
  3. Smirnov A.A., Khromova S.A., Ermakov D.Y., Bulavchenko O.A., Saraev A.A., Aleksandrov P.V., Kaichev V.V., Yakovlev V.A. // Appl. Catal. A: Gen. 2016. V. 514. P. 224.
  4. Phimsen S., Kiatkittipong W., Yamada H., Tagawa T., Kiatkittipong K., Laosiripojana N., Assabumrungrat S. // Energy Convers. Manage. 2017. V. 151. P. 324–333.
  5. Liu Y., Yao L., Xin H., Wang G., Li D., Hu C. // Appl. Catal. B: Env. 2015. V. 174–175. P. 504.
  6. Laurent E., Delmon B. // Stud. Surf. Sci. Catal. 1994. V. 88. P. 459.
  7. Mo W., Ma F., Ma Y., Fan X. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. P. 24510.
  8. Sánchez J., Tallafigo M.F., Gilarranz M.A., Rodríguez F. // Energy & Fuels. 2006. V. 20. P. 245.
  9. Kobayashi Y., Horiguchi J., Kobayashi S., Yamazaki Y., Omata K., Nagao D., Konno M., Yamada M. // Appl. Catal. A: Gen. 2011. V. 395. P. 129.
  10. Zhang L., Lin J., Chen Y. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1992. V. 88. P. 2075.
  11. Kirumakki S.R., Shpeizer B.G., Sagar G.V., Chary K.V.R., Clearfield A. // J. Catal. 2006. V. 242. P. 319.
  12. Xu S., Yan X., Wang X. // Fuel. 2006. V. 85. P. 2243.
  13. Srinivas D., Satyanarayana C.V.V., Potdar H.S., Ratnasamy P. // Appl. Catal. A: Gen. 2003. V. 246. P. 323.
  14. Fedorov A.V., Kukushkin R.G., Yeletsky P.M., Bulavchenko O.A., Chesalov Y.A., Yakovlev V.A. // J. Alloys Compd. 2020. V. 844. P. 156135.
  15. Иванова Ю.А., Сутормина Е.Ф., Исупова Л.А., Рогов В.А. // Кинетика и катализ. 2018. Т. 59. С. 365. (Ivanova Y.A., Sutormina E.F., Isupova L.A., Rogov V.A. // Kinet. Catal. 2018. V. 59. № 3. P. 357)
  16. Xu S., Yan X., Wang X. // Fuel. 2006. V. 85. P. 2243.
  17. Takeguchi T., Furukawa S.-N., Inoue M. // J. Catal. 2001. V. 202. P. 14.
  18. Матус Е.В., Шляхтина А.С., Сухова О.Б., Исмагилов И.З., Ушаков. В.А., Яшник С.А., Никитин А.П., Bharali P., Керженцев М.А., Исмагилов З.Р. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 2. С. 245. (Matus E.V., Shlyakhtina A.S., Sukhova O.B., Ismagilov I.Z., Ushakov V.A., Yashnik S.A., Kerzhentsev M.A., Ismagilov Z.R., Nikitin A.P., Bharali P. // Kinet. Catal. 2019. V. 60. P. 221.)
  19. Cárdenas-Arenas A., Bailón-García E., Lozano-Castelló D., Da Costa P., Bueno-Lopez A. // J. Rare Earths. 2022. V. 40. № 1. P. 57.
  20. Bendieb Aberkane A., Yeste M.P., Djazi F., Cauqui M.Á. // Nanomater. 2022. V. 12. № 15. P. 2627.
  21. Parmaliana A., Arena F., Frusteri F., Giordano N. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1990. V. 86. P. 2663.
  22. Bulavchenko O.A., Afonasenko T.N., Sigaeva S.S., Ivanchikova A.V., Saraev A.A., Gerasimov E.Y., Kaichev V.V., Tsybulya S.V. // Top. Catal. 2020. V. 63. P. 75.
  23. Arnoldy P., De Booys J.L., Scheffer B., Moulijn J.A. // J. Catal. 1985. V. 96. P. 122.
  24. Garces L.J., Hincapie B., Zerger R., Suib S.L. // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. P. 5484.
  25. Булавченко О.А., Черепанова С.В., Малахов В.В., Довлитова Л.С., Ищенко А.В., Цыбуля С.В. // Кинетика и катализ. 2009. Т. 50. С. 205. (Bulavchenko O.A., Cherepanova S.V., Malakhov V.V., Dovlitova L.S., Ishchenko A.V., Tsybulya S.V. // Kinet. Catal. 2009. V. 50. P. 192.)
  26. Bulavchenko O.A., Venediktova O.S., Afonasenko T.N., Tsyrul’nikov P.G., Saraev A.A., Kaichev V.V., Tsybulya S.V. // RSC Adv. 2018. V. 8. P. 11598.
  27. Stobbe E.R., de Boer B.A., Geus J.W. // Catal. Today. 1999. V. 47. P. 161.
  28. Fornasiero P., Balducci G., Di Monte R., Kašpar J., Sergo V., Gubitosa G., Ferrero A., Graziani M. // J. Catal. 1996. V. 164. P. 173.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (136KB)
3.

Download (95KB)
4.

Download (975KB)
5.

Download (799KB)
6.

Download (546KB)


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».