Применение кинетического сопряжения углекислотной конверсии метана и автоколебательной реакции окисления метана на Ni с целью увеличения выхода водорода и синтез-газа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследованы углекислотная конверсия метана (УКМ) в стационарном режиме, окисление метана (ОМ) кислородом в автоколебательном режиме, а также совместное протекание УКМ и ОМ на образце никелевой фольги размером 12 × 12 мм. Установлено, что при совместном протекании реакций УКМ и ОМ имеет место кинетическое сопряжение этих реакций, которое проявляется в существенном ускорении реакции УКМ и увеличении концентрации Н2 и СО в определенных фазах автоколебательного цикла по сравнению аналогичными параметрами на данном образце Ni в стационарном режиме. Эффект ускорения углекислотной конверсии метана и увеличения средних за период концентраций Н2 и СО наблюдали в интервале температур 575—700°C. Концентрация Н2, средняя за период колебаний, максимально возрастала в 13.8 раза при температуре 625°C при использовании исходной газовой смеси 48.25% СН4—48.25% СО2—3.5% О2. Максимальный рост концентрации СО, средней за период колебаний, составлял 4.6 раза при температуре 625°C.

Об авторах

В. Ю. Бычков

ФГБУН ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Email: bychkov@chph.ras.ru
Москва, 119991, ул. Косыгина, 4

Ю. П. Тюленин

ФГБУН ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Email: bychkov@chph.ras.ru
Москва, 119991, ул. Косыгина, 4

Ю. А. Гордиенко

ФГБУН ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Email: bychkov@chph.ras.ru
Москва, 119991, ул. Косыгина, 4

О. Н. Сильченкова

ФГБУН ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Email: bychkov@chph.ras.ru
Москва, 119991, ул. Косыгина, 4

М. М. Слинько

ФГБУН ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Email: bychkov@chph.ras.ru
Москва, 119991, ул. Косыгина, 4

В. Н. Корчак

ФГБУН ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bychkov@chph.ras.ru
Москва, 119991, ул. Косыгина, 4

Список литературы

  1. Bradford M.C.J., Vannice M.A. // Catal. Rev. Sci. Eng. 1999. V. 41. P. 1.
  2. Крылов О.В. // Российский химический журнал. 2000. Т. 44. № 1. С. 19. (Krylov O.V. // Ross. Khim. Zh. 2000. V. 44. P. 19.)
  3. Shah Y.T., Gardner T.H. // Catal. Rev. Sci. Eng. 2014. V. 56. P. 476.
  4. Jang W.-J., Shim J.-O., Kim H.-M., Yoo S.-Y., Roh H.-S. // Catal. Today. 2019. V. 324. P. 15.
  5. Крючкова Т.А., Шешко Т.Ф., Кость В.В., Числова И.В., Яфарова Л.В., Зверева И.А., Лядов А.С. // Нефтехимия. 2020. Т. 60. № 5. С. 663.
  6. Грабченко М.В., Дорофеева Н.В., Лапин И.Н., La Parola V., Liotta L.F., Водянкина О.В. // Кинетика и катализ. 2021. T. 62. № 6. C. 718.
  7. Дорофеева Н.В., Харламова Т.С., Парола В. Ла., Лиотта Л.Ф., Водянкина О.В. // Докл. РАН. Химия, науки о материалах. 2022. Т. 505. № 1. С. 83.
  8. Дедов А.Г., Шляхтин О.А., Локтев А.С., Мазо Г.Н., Малышев С.А., Тюменова С.И., Баранчиков А.Е., Моисеев И.И. // Докл. АН. 2017. Т. 477. № 4. С. 425.
  9. Цодиков М.В., Тепляков В.В., Федотов А.С., Козицына Н.Ю., Бычков В.Ю., Корчак В.Н., Моисеев И.И. // Изв. АН. Сер. хим. 2011. № 1. С. 54.
  10. Бухаркина Т.В., Гаврилова Н.Н., Крыжановский А.С., Скудин В.В., Шульмин Д.А. // Мембраны и мембранные технологии. 2013. Т. 3. № 2. С. 139.
  11. Касацкий Н.Г., Найбороденко Ю.С., Китлер В.Д., Аркатова Л.А., Курина Л.Н., Галактионова Л.В., Голобоков Н.Н. Патент RU2351392 C1, 2009.
  12. Дедов А.Г., Локтев А.С., Мухин И.Е., Караваев А.А., Тюменова С.И., Баранчиков А.Е., Иванов В.К., Маслаков К.И., Быков М.А., Моисеев И.И. // Нефтехимия. 2018. Т. 58. № 2. С. 156.
  13. Галактионова Л.В., Аркатова Л.А., Курина Л.Н., Горбунова Е.И., Белоусова В.Н., Найбороденко Ю.С., Касацкий Н.Г., Голобоков Н.Н. // Журн. физ. химии. 2008. Т. 82. № 2. С. 271‒275.
  14. Платонов Е.А., Братчикова И.Г., Ягодовский В.Д., Мурга З.В. // Журн. физ. химии. 2017. Т. 91. № 8. С. 1302.
  15. Тарасов А.Л., Ткаченко О.П., Кириченко О.А., Кус- тов Л.М. // Изв. АН. Сер. хим. 2016. № 12. С. 2820.
  16. Rahimi A.R., AleEbrahimH., SohrabiM., Nouri S.M.M. // Kinet. Catal. 2023. V. 64. № 5. Р. 578.
  17. AhnS., LittlewoodP., LiuY., Marks T.J., Stair P.C. // ACS Catal. 2022. V. 12. P. 10522.
  18. Zhang M., Zhang J., Zhang Q., Han Y. // Appl. Catal. A: Gen. 2022. V. 639. Art. 118639.
  19. Yang E., Nam E., Jo Y., An K. // Appl. Catal. B: Environ. 2023. V. 339. Art. 123152.
  20. Wen F., Xu C., Huang N., Wang T., Sun X., Li H., Zhang R., Xia G. // Int. J. Hydrogen Energy. 2024. V. 69. P. 1481.
  21. Marinho A.L.A., Rabelo-Neto R.C., Bion N., Toniolo F.S., Noronha F.B. // Int. J. Hydrogen Energy. 2024. V. 1. P. 1151.
  22. Ghany M.A.A., Alsaffar M.A., Mageed A.K., Suk-kar K.A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2024. V. 76. P. 386.
  23. Zhang J., Fan H., Wang Y., Li R., Ma Q., Zhao T.-S. // Int. J. Hydrogen Energy. 2024. V. 51. P. 399.
  24. Hu J., Galvita V.V., Poelman H., Detavernier C., Marin G.B. // Appl. Catal. B: Environ. 2018. V. 231. P. 123.
  25. Stroud T., Smith T.J., Saché E.L., Santos J.L., Centeno M.A., Arellano-Garcia H., Odriozola J.A., Reina T.R. // Appl. Catal. B: Environ. 2018. V. 224. P. 125.
  26. Löfberg A., Guerrero-Caballero J., Kane T., Rubbens A., Jalowiecki-Duhamel L. // Appl. Catal. B: Environ. 2017. V. 212. P. 159.
  27. Tian M., Wang C., Han Y., Wang X. // ChemCatChem. 2021. V. 13. P. 1615.
  28. Huang J., Liu W., Yang Y., Liu B. // ACS Catal. 2018. V. 8. P. 1748.
  29. Deng G., Zhang G., Zhu X., Guo Q., Liao X., Chen X., Li K. // Appl. Catal. B: Environ. 2021. V. 289. Art. 120033.
  30. LiM., van Veen A.C. // Appl. Catal. A: Gen. 2018. V. 550. P. 176.
  31. Bychkov V.Yu., Tyulenin Yu.P., Korchak V.N. Method to accelerate catalytic reaction of methane dry reforming over nickel. Patent RU2806145, 2023.
  32. Bychkov V.Yu., Tulenin Yu.P., Gordienko Yu.A., Sil’chenkova O.N., Korchak V.N. // Kinet. Catal. 2024. V. 65. № 4. P. 405.
  33. Zhang X.L., Hayward D.O., Mingos D.M.P. // Catal. Lett. 2002. V. 83. P. 149.
  34. Zhang X.L., Hayward D.O., Mingos D.M.P. // Catal. Lett. 2003. V. 86. P. 235.
  35. Tulenin Yu.P., Sinev M. Yu., Savkin V.V., Korchak V.N. // Catal. Today. 2004. V. 91—92. P. 155.
  36. Bychkov V. Yu., Tulenin Yu.P., Korchak V.N., Apte-kar E.L. //Appl. Catal. A: Gen. 2006. V. 3042. P. 21.
  37. Сараев А.А., Косолобов С.С., Каичев В.В., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ, 2015. Т. 56. № 5. С. 606.
  38. Saraev A.A., Vinokurov Z.S., Kaichev V.V., Shmakov A.N., Bukhtiyarov V.I. // Catal. Sci. Technol. 2017. V. 7. Art. 16461649.
  39. Bychkov V. Yu., Tyulenin Yu. P., Firsova A.A., Shafranovsky E.A., Gorenberg A. Ya., Korchak V.N. // Appl. Catal. A: Gen. 2013. V. 453. P. 71.
  40. Bychkov V. Yu., Tulenin Yu. P., Slinko M.M., Gorenberg A. Ya., Korchak V.N. // Catal. Lett. 2017. V. 147. P. 2664.
  41. Slinko M.M., Korchak V.N., Peskov N.V. // Appl. Catal. A: Gen. 2006. V. 303. P. 258.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).