Features of CO₂ Hydrogenation on MoO₃/Al₂O₃ and γ-Al₂O₃

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The physicochemical and catalytic (CO₂ hydrogenation) characteristics of Mo-containing catalysts have been studied. Catalysts with an oxide content of Mo 8 and 15 wt% were prepared by impregnation with ammonium paramolybdate γ-Al₂O₃ followed by drying and calcining at 500°C. The introduction of Mo oxide reduces the pore volume of the support and increases their average size, which indicates the distribution of the deposited molybdenum oxide in the pores of the support. According to X-ray diffraction data, the calcined catalyst contains practically no crystalline MoO₃ phase. According to the Raman spectra, oxygen-containing formations are present on the catalyst surface, in which Mo atoms are tetrahedrally and octahedrally coordinated with respect to oxygen atoms. The impregnated MoO₃ oxide is partially reduced by hydrogen during linear heating starting from 320°C. Hydrogenation of CO₂ (gas of composition, vol.%: 30.7 CO₂, 68 H₂, rest. N2, sample 0.5 g) was studied in the mode of linear heating up to 400°C. The main reaction is the reverse reaction of CO steam reforming. The contribution of the methanation reaction to CO₂ hydrogenation is small. An increase in temperature and pressure has a positive effect on CO₂ conversion. With an increase in pressure from 1 to 5 MPa, the CO content increases approximately twofold. In the hydrogenation of CO₂, γ-Al₂O₃, preheated in a flow of H₂ to 400°C, also exhibits noticeable activity, although significantly lower compared to Mo-containing catalysts. With increasing pressure, the activity of aluminium oxide and Mo-containing catalysts, increases.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. A. Kipnis

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kipnis@ips.ac.ru
Russian Federation, Leninsky prosp., 29, Moscow, 119991

P. V. Samokhin

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Email: kipnis@ips.ac.ru
Russian Federation, Leninsky prosp., 29, Moscow, 119991

R. S. Galkin

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Email: kipnis@ips.ac.ru
Russian Federation, Leninsky prosp., 29, Moscow, 119991

E. A. Volnina

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Email: kipnis@ips.ac.ru
Russian Federation, Leninsky prosp., 29, Moscow, 119991

N. A. Zhilyaeva

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Email: kipnis@ips.ac.ru
Russian Federation, Leninsky prosp., 29, Moscow, 119991

References

  1. Leonzio G. // J. CO₂ Util. 2018. V. 27. P. 326.
  2. Joo O.-S., Jung K.-D., Moon I., Rozovskii A. Ya., Lin G. I., Han S.-H., Uhm S.-J. // Ind. Eng. Chem. Res. 1999. V. 38. P. 1808.
  3. Vibhatavata P., Borgard J.-M., Tabarant M., Bianchi D., Mansilla C. // Int. J. Hydrogen Energy. 2013. V. 38. P. 6397.
  4. Martín N., Cirujano F. G. // J. CO₂ Util. 2022. V. 65. P. 102176.
  5. Zhou W., Kang J., Cheng K., He S., Shi J., Zhou C., Zhang Q., Chen J., Peng L., Chen M., Wang Y. // Angew. Chem. Int. Ed. 2018. V. 57. P. 12012.
  6. Li Z., Wang J., Qu Y., Liu H., Tang C., Miao S., Feng Z., An H., Li C. // ACS Catal. 2017. V. 7. P. 8544.
  7. Busca G. Heterogeneous catalytic materials. Solid state chemistry, surface chemistry and catalytic behavior. Ch. 9. Elsevier B. V., 2014. 463 p.
  8. Kunkes E., Behrens M. Methanol Chemistry / In: Chemical Energy Storage, Ed. Schlögl R. Berlin: De Gruyter Textbook, 2013. P. 413.
  9. Etim U. J., Zhang C., Zhong Z. // Nanomaterials. 2021. V. 11. P. 3265.
  10. Meng F., Yang G., Li B., Li Z. // Appl. Catal. A: Gen. 2022. V. 646. P. 118884.
  11. Wang J., Zhang G., Zhu J., Zhang X., Ding F., Zhang A., Guo X., Song C. // ACS Catal. 2021. V. 11. P. 1406.
  12. Li Y., Chen X., Zhang M., Zhu Y., Ren W., Mei Z., Gu M., Pan F. // Catal. Sci. Technol. 2019. V. 9. P. 803.
  13. Kim H.-S., Cook J. B., Lin H., Ko J. S., Tolbert S. H., Ozolins V., Dunn B. // Nature Mater. 2017. V. 16. P. 454.
  14. Noby S. Z., Fakharuddin A., Schupp S., Sultan M., Krumova M., Drescher M., Azarkh M., Boldt K., Schmidt-Mende L. // Mater. Adv. 2022. V. 3. P. 3571.
  15. Zhu M., Tian P., Ford M. E., Chen J., Xu J., Han Y.-F., Wachs I. E. // ACS Catal. 2020. V. 10. P. 7857.
  16. Синев М. Ю. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 4. С. 450.
  17. Doornkamp C., Ponec V. // J. Mol. Catal. A. Chem. 2000. V. 162. P. 19.
  18. Кипнис М. А., Самохин П. В., Волнина Э. А., Магомедова М. В., Туркова Т. В. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 3. С. 351. (Kipnis M. A., Samokhin P. V., Volnina E. A., Magomedova M. V., Turkova T. V. // Kinet. Catal. 2022. V. 63. № 3. Р. 292.)
  19. Гинье А. Рентгенография кристаллов. Теория и практика. Под ред. акад. Белова Н. В. Москва: Физматгиз, 1961. 604 с. (Guinier, A., Theorie et Technique de la Radiocristallographie. Paris: Dunod, 1956.)
  20. Кипнис М. А., Самохин П. В., Белостоцкий И. А., Туркова Т. В. // Катализ в промышленности. 2017. Т. 17. С. 442. (Kipnis M. A., Samokhin P. V., Belostotskii I. A., Turkova T. V. // Catal. Indust. 2018. V. 10. № 2. Р. 97.)
  21. https://ramanlife.com/library. Обращение 17.02.2023.
  22. Seguin L., Figlarz M., Cavagnat R., Lassègues J.-C. // Spectrochim. Acta. Part A. 1995. V. 51. Р. 1323.
  23. Knözinger H., Jeziorowski H. // J. Phys. Chem. 1978. V. 82. № 18. Р. 2002.
  24. Hu H., Wachs I. E., Bare S. R. // J. Phys. Chem. 1995. V. 99. № 27. Р. 10897.
  25. Liu X., Yang L., Huang M., Li Q., Zhao L., Sang Y., Zhang X., Zhao Z., Liu H., Zhou W. // Appl. Catal. B: Environ. 2022. V. 319. P. 121887.
  26. Catalyst handbook. Ed. M. Twigg. Wolfe Publishing Ltd., 1989. 575 p.
  27. Joubert J., Salameh A., Krakoviack V., Delbecq F., Sautet P., Copéret C., Basset J. M. // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. P. 23944.
  28. Ferri D., Bürgi T., Baiker A. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2002. V. 4. P. 2667.
  29. Rabee A. I.M., Zhao D., Cisneros S., Kreyenschulte C. R., Kondratenko V., Bartling S., Kubis C., Kondratenko E. V., Brückner A., Rabeah J. // Appl. Catal. B: Environ. 2023. V. 321. P. 122083.
  30. Yang Y.-N., Huang C.-W., Nguyen V.-H., Wu J. C.-S. // Catal. Commun. 2022. V. 162. P. 106373.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig.1

Download (199KB)
3. Fig.2

Download (210KB)
4. Fig.3

Download (134KB)
5. Fig.4

Download (197KB)
6. Fig.5

Download (140KB)
7. Fig.6

Download (127KB)
8. Fig.7

Download (70KB)


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».