Effect of the nature of alkali metal on the activity of carbon nanofibers in the catalytic decomposition of formic acid

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The catalytic activity of carbon nanofibers modified by alkali metals in the reaction of formic acid decomposition has been studied. It was found that the catalytic activity increases in the sequence: 4% LiOH/CNF, 4% NaOH/CNF, 4% KOH/CNF, that is, the higher the basicity of the alkali metal, the higher the catalyst activity. The nature of the alkali metal has little effect on the selectivity in the reaction of formic acid decomposition on CNF. It is mainly the dehydrogenation reaction of formic acid with the formation of H2 and CO2. In the case of KOH/CNF catalysts it is shown by a number of physical methods of investigation that alkaline treatment leads to modification of the CNF surface by potassium ions, which are uniformly distributed on the carbon surface in the form of functional groups; in addition, nanoparticles of potassium hydrogen carbonate are present at an increased content of applied potassium hydroxide.

About the authors

V. V. Chesnokov

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

Email: chesn@catalysis.ru
ave. Acad. Lavrentieva, 5, Novosibirsk, 630090 Russia

I. P. Prosvirin

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

ave. Acad. Lavrentieva, 5, Novosibirsk, 630090 Russia

E. Y. Gerasimov

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

ave. Acad. Lavrentieva, 5, Novosibirsk, 630090 Russia

A. S. Miliushina

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

ave. Acad. Lavrentieva, 5, Novosibirsk, 630090 Russia

References

  1. Gil-San-Millan R., Grau-Atienza A., Johnson D.T., Rico-Frances S., Serrano E., Linares N., García-Martínez J. // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. № 36. P. 17100.
  2. Jiménez D.G., Delgado J.J., Lefferts L., Faria J., Calvino J.J., Cauqui M.Á. // Nanomaterials. 2019. V. 9. № 11. P. 1582.
  3. Nielsen M., Alberico E., Baumann W., Drexler H.-J., Junge H., Gladiali S., Beller M. // Nature. 2013. V. 495. P. 85.
  4. Капран А.Ю., Орлик С.Н. // Теоретическая и экспериментальная химия. 2017. Т. 53. № 1. С. 3.
  5. Valera-Medina A., Xiao H., Owen-Jones M., David W.I.F., Bowen P.J. // Prog. Energy Combust. Sci. 2018. V. 69. P. 63.
  6. Борисов В.A., Иост К.Н., Петрунин Д.A., Темерев В.Л., Муромцев И.В., Арбузов А.Б., Тренихин М.В., Гуляева Т.И., Смирнова Н.С., Шляпин Д.А., Цырульников П.Г. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 3. С. 394.
  7. He L., Liang B., Huang Y., Zhang T. // Natl. Sci. Rev. 2018. V. 5. P. 356.
  8. Zhang A., Yao Q., Lu Z.H. // Acta Chim. Sin. 2021. V. 79. P. 885.
  9. Taube M., Rippin D., Cresswell D.L., Knecht W., Gruenenfelder N. // Int. J. Hydrogen Energy. 1983. V. 8. № 3. P. 213.
  10. Taube M., Rippin D., Knecht W., Hakimifard D., Milisavljevic B., Gruenenfelder N. // Int. J. Hydrogen Energy. 1985. V. 10. № 9. P. 595.
  11. Andersson J., Grönkvist S. // Int. J. Hydrogen Energy. V. 44. № 23. P. 11901.
  12. Muthukumar P., Kumar A., Afzal M., Bhogilla S., Sharma P., Parida A., Jana S., Kumar E.A., Pai R.K., Jain I.P. // Int. J. Hydrogen Energy. V. 48. № 85. P. 33223.
  13. Usman M.R., Cresswell D.L. // Int. J. Green Energy. 2013. V. 10. № 2. P. 177.
  14. Niermann M., Beckendorff A., Kaltschmitt M., Bonhoff K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. № 13. P. 6631.
  15. Eppinger J., Huang K-W. // ACS Energy Lett. 2017. V. 2. P. 188.
  16. Zhong H., Iguchi M., Chatterjee M., Himeda Y., Xu Q., Kawanami H. // Adv. Sustain. Syst. 2018. V. 2. P. 1700161.
  17. Grasemann M., Laurenczy G. // Energy Environ. Sci. 2012. V. 5. P. 8171.
  18. Bulushev D.A., Ross J.R.H. // ChemSusChem. 2018. V. 11. P. 821.
  19. Navlani-Garcia M., Mori K., Salinas-Torres D., Kuwahara Y., Yamashita H. // Front. Mater. 2019. V. 6. P. 44.
  20. Li S., Singh S., Dumesic J.A., Mavrikakis M. // Catal. Sci. Technol. 2019. V. 9. P. 2836.
  21. Bulushev D.A., Sobolev V.I., Pirutko L.V., Starostina A.V., Asanov I.P., Modin E., Chuvilin A.L., Gupta N., Okotrub A.V., Bulusheva L.G. // Catalysts. 2019. V. 9. № 4. 376:1-13.
  22. Solakidou M., Deligiannakis Y., Louloudi M. // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. № 46. P. 21386.
  23. Tedsree K., Li T., Jones S., Chan C.W.A., Yu K.M.K., Bagot P.A.J., Marquis E.A., Smith G.D.W., Tsang Sh.Ch.E. // Nat. Nanotechnol. 2011. V. 6. P. 302.
  24. Zhang J., Wang H., Zhao Q., Di L., Zhang X. // Int. J. Hydrogen Energy. 2020. V. 45. № 16. P. 9624.
  25. Yurderi M., Bulut A., Zahmakiran M., Kaya M. // Appl. Catal. B: Environ. 2014. V. 160–161. P. 514.
  26. Sobolev V., Asanov I., Koltunov K. // Energies. 2019. V. 12. P. 4198.
  27. Tang C., Surkus A.-E., Chen F., Pohl M.-M., Agostini G., Schneider M., Junge H., Beller M. // Angew. Chem. Int. Ed. 2017. V. 56. P. 16616.
  28. Fujitsuka H., Nakagawa K., Hanprerakriengkrai S., Nakagawa H., Tago T. // J. Chem. Eng. Jpn. 2019. V. 52. P. 423.
  29. Bulushev D.A., Chuvilin A.L., Sobolev V.I., Stolyarova S.G., Shubin Y.V., Asanov I.P., Ishchenko A.V., Magnani G., Riccò M., Okotrub A.V., Bulusheva L.G. // J. Mater. Chem. A. 2017. V. 5. P. 10574.
  30. Bing Q., Liu W., Yi W., Liu J.-Y. // J. Power Sources. 2019. V. 413. P. 399.
  31. Balaraman E., Nandakumar A., Jaiswal G., Sahoo M.K. // Catal. Sci. Technol. 2017. V. 7. P. 3177.
  32. Bide Y., Nabid M.R., Etemadi B. // Int. J. Hydrogen Energy. 2016. V. 41. P. 20147.
  33. Kazakova M.A., Selyutin A.G., Ishchenko A.V., Lisitsyn A.S., Koltunov K.Yu., Sobolev V.I. // Int. J. Hydrogen Energy. 2020. V. 45. P. 19420.
  34. Boehm H.P. // Carbon 2012. V. 50. P. 3154.
  35. Khavryuchenko O., Frank B., Trunschke A., Hermann K., Schlögl R. // J. Phys. Chem. C. 2013. V. 117. P. 6225.
  36. Chesnokov V.V., Prosvirin I.P., Gerasimov E.Y., Miliushina A.S. // Int. J. Hydrogen Energy. 2024. V. 57. P. 530.
  37. Чесноков В.В. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 1. С. 77.
  38. Chesnokov V.V., Chichkan A.S. // Int. J. Hydrogen Energy. 2009. V. 34. № 7. P. 2979.
  39. Чесноков В.В., Зайковский В.И., Буянов Р.А., Молчанов В.В., Плясова Л.М. // Кинетика и катализ. 1994. Т. 35. № 1. С. 146.
  40. Буянов Р.А., Чесноков В.В. // Катализ в промышленности. 2006. № 2. C. 3.
  41. Зайковский В.И., Чесноков В.В., Буянов Р.А. // Кинетика и катализ. 2006. Т. 47. № 4. С. 620.
  42. Chesnokov V.V., Buyanov R.A. // Russ. Chem. Rev. 2000. V. 69. № 7. P. 623. https://xpspeak.software.informer.com/4.1/
  43. Shchukarev A.V., Korolkov D.V. // CEJC. 2004. V. 2. № 2. P. 347.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


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».