Ceria–Zirconia Supported Platinum Catalysts for Water Gas Shift Reaction: Influence of Support Composition

A. M. Gorlova; Горлова А. М.; V. P. Pakharukova; Пахарукова В. П.; O. A. Stonkus; Стонкус О. А.; V. N. Rogozhnikov; Рогожников В. Н.; A. Y. Gladky; Гладкий А. Ю.; P. V. Snytnikov; Снытников П. В.; D. I. Potemkin; Потемкин Д. И.

doi:10.31857/S0453881123040044

Платиновые катализаторы на основе смешанных оксидов церия–циркония для паровой конверсии СО: влияние состава носителя

Авторы: Горлова А.М.¹^,2, Пахарукова В.П.¹^,2, Стонкус О.А.¹^,2, Рогожников В.Н.¹, Гладкий А.Ю.¹, Снытников П.В.¹, Потемкин Д.И.¹^,2
Учреждения:
1. ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
2. ФГАОУ ВО Новосибирский национальный исследовательский государственный университет
Выпуск: Том 64, № 4 (2023)
Страницы: 447-456
Раздел: 7-я Международная школа-конференция молодых ученых “Катализ: от науки к промышленности”
URL: https://journals.rcsi.science/0453-8811/article/view/137034
DOI: https://doi.org/10.31857/S0453881123040044
EDN: https://elibrary.ru/RQREQU
ID: 137034

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В работе исследовано влияние состава смешанных оксидов церия–циркония на структурную организацию и каталитическую активность в реакции паровой конверсии СО платиновых катализаторов на их основе (Pt/Ce_0.75Zr_0.25O₂ и Pt/Ce_0.4Zr_0.5Y_0.05La_0.05O₂). Структурная диагностика образцов проведена с использованием просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, метода порошковой дифракции, хемосорбции СО и рентгенографического метода анализа распределения атомных пар. Показано, что катализаторы содержат ультрадисперсные частицы платины со средним размером не более 2 нм. Образцы на основе носителя Ce_0.75Zr_0.25O₂ характеризуются более высокой дисперсностью частиц платины в связи с большей удельной площадью поверхности носителя. Показано, что катализаторы Pt/Ce_0.75Zr_0.25O₂ и Pt/Ce_0.4Zr_0.5Y_0.05La_0.05O₂ демонстрируют схожую эффективность при одинаковом содержании Pt. Сделано предположение, что удельная каталитическая активность, приведенная на один поверхностный атом Pt, выше в случае образцов на основе Ce_0.4Zr_0.5Y_0.05La_0.05O₂, однако это преимущество, по-видимому, компенсируется более низкой дисперсностью нанесенного металла.

Ключевые слова

паровая конверсия СО, очистка водорода, платиновый катализатор, оксид церия–циркония

Список литературы

Матус Е.В., Нефедова Д.В., Сухова О.Б., Исмагилов И.З., Ушаков В.А., Яшник С.А., Никитин А.П., Керженцев М.А., Исмагилов З.Р. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 4. С. 532.
Садыков В.А., Симонов М.Н., Беспалко Ю.Н., Боброва Л.Н., Еремеев Н.Ф., Арапова М.В., Смаль Е.А., Мезенцева Н.В., Павлова С.Н. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 5. С. 588.
Park E.D., Lee D., Lee H.C. // Catal. Today. 2009. V. 139. № 4. P. 280.
Ильичев А.Н., Быховский М.Я., Фаттахова З.Т., Шашкин Д.П., Федорова Ю.Е., Матышак В.А., Корчак В.Н. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 5. С. 654.
Konishcheva M.V., Svintsitskiy D.A., Potemkin D.I., Rogozhnikov V.N., Sobyanin V.A., Snytnikov P.V. // ChemistrySelect. 2020. V. 5. № 3. P. 1228.
Palma V., Ruocco C., Cortese M., Renda S., Meloni E., Festa G., Martino M. // Metals (Basel). 2020. V. 10. № 7. P. 1.
Pal D.B., Chand R., Upadhyay S.N., Mishra P.K. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2018. V. 93. P. 549.
LeValley T.L., Richard A.R., Fan M. // Int. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. № 30. P. 16983.
Gonzalez Castaño M., Reina T.R., Ivanova S., Centeno M.A., Odriozola J.A. // J. Catal. 2014. V. 314. P. 1.
Ratnasamy C., Wagner J. // Catal. Rev. Sci. Eng. 2009. V. 51. № 3. P. 325.
Wu Z., K.P. Mann A., Li M., H. Overbury S. // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. № 13. P. 7340.
González-Castaño M., Ivanova S., Ioannides T., Centeno M.A., Odriozola J.A. // Catal. Sci. Technol. 2017. V. 7. № 7. P. 1556.
Li Y., Kottwitz M., Vincent J.L., Enright M.J., Liu Z., Zhang L., Huang J., Senanayake S.D., Yang W.C.D., Crozier P.A., Nuzzo R.G., Frenkel A.I. // Nat. Commun. 2021. V. 12. № 1. P. 1.
Meira D.M., Ribeiro R.U., Mathon O., Pascarelli S., Bueno J.M.C., Zanchet D. // Appl. Catal. B: Env. 2016. V. 197. P. 73.
Yuan K., Guo Y., Lin Q.L., Huang L., Ren J.T., Liu H.C., Yan C.H., Zhang Y.W. // J. Catal. 2021. V. 394. P. 121.
Lee K.J., Kim Y., Lee J.H., Cho S.J., Kwak J.H., Moon H.R. // Chem. Mater. 2017. V. 29. № 7. P. 2874.
Devaiah D., Reddy L.H., Park S.E., Reddy B.M. // Catal. Rev. Sci. Eng. 2018. V. 60. № 2. P. 177.
Mamontov E., Egami T., Brezny R., Koranne M., Tyagi S. // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. № 47. P. 11110.
Li J., Liu X., Zhan W., Guo Y., Guo Y., Lu G. // Catal. Sci. Technol. 2016. V. 6. № 3. P. 897.
Song L., Zhu L., Li L. // Crystals. 2018. V. 8. P. 261.
Deshpande P.A., Hegde M.S., Madras G. // Appl. Catal. B: Env. 2010. V. 96. № 1–2. P. 83.
Ricote S., Jacobs G., Milling M., Ji Y., Patterson P.M., Davis B.H. // Appl. Catal. A: Gen. 2006. V. 303. № 1. P. 35.
Lee K., Knoblauch N., Agrafiotis C., Pein M., Roeb M., Sattler C. // Open Ceram. 2022. V. 10. P. 100269.
Yuan K., Sun X.C., Yin H.J., Zhou L., Liu H.C., Yan C.H., Zhang Y.W. // J. Energy Chem. 2022. V. 67. P. 241.
Li S., Deng J., Wang J., Chen Y., Li Y. // J. Rare Earths. 2022. https://doi.org/10.1016/j.jre.2022.11.009
Duarte de Farias A.M., Nguyen-Thanh D., Fraga M.A. // Appl. Catal. B: Env. 2010. V. 93. № 3–4. P. 250.
Sartoretti E., Novara C., Chiodoni A., Giorgis F., Piumetti M., Bensaid S., Russo N., Fino D. // Catal. Today. 2022. V. 390–391. P. 117.
Andreeva D., Idakiev V., Tabakova T., Ilieva L., Falaras P., Bourlinos A., Travlos A. // Catal. Today. 2002. V. 72. № 1–2. P. 51.
Tabakova T., Ilieva L., Ivanov I., Manzoli M., Zanella R., Petrova P., Kaszkur Z. // J. Rare Earths. 2019. V. 37. № 4. P. 383.
Andreeva D., Ivanov I., Ilieva L., Abrashev M.V., Zanella R., Sobczak J.W., Lisowski W., Kantcheva M., Avdeev G., Petrov K. // Appl. Catal. A: Gen. 2009. V. 357. № 2. P. 159.
Kaur T., Singh K., Kolte J. // Mater. Today Proc. 2022. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.11.331
Chanapattharapol K.C., Krachuamram S., Kidkhunthod P., Poo-arporn Y. // Solid State Sci. 2020. V. 99. P. 106066.
Ballauri S., Sartoretti E., Hu M., D’Agostino C., Ge Z., Wu L., Novara C., Giorgis F., Piumetti M., Fino D., Russo N., Bensaid S. // Appl. Catal. B: Env. 2023. V. 320. P. 121 898.
Shi J., Li H., Genest A., Zhao W., Qi P., Wang T., Rupprechter G. // Appl. Catal. B: Env. 2022. V. 301. P. 120 789.
Poggio-Fraccari E., Mariño F., Laborde M., Baronetti G. // Appl. Catal. A: Gen. 2013. V. 460–461. № 3. P. 15.
Shoynkhorova T.B., Simonov P.A., Potemkin D.I., Snytnikov P.V., Belyaev V.D., Ishchenko A.V., Svintsitskiy D.A., Sobyanin V.A. // Appl. Catal. B: Env. 2018. V. 237. P. 237.
Gorlova A.M., Panafidin M.A., Shilov V.A., Pakharukova V.P., Snytnikov P.V., Potemkin D.I. // Int. J. Hydrogen Energy. 2023. V. 48. № 32. P. 12015.
Egami T., Billinge S.J.L. Underneath the Bragg Peaks. Pergamon Materials Series, Elsevier, 2012.
Pakharukova V.P., Moroz É.M., Zyuzin D.A. // J. Struct. Chem. 2010. V. 51. № 2. P. 274.
Moroz E.M., Pakharukova V.P., Shmakov A.N. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A. Accel. Spectrom. Detect. Assoc. Equip. 2009. V. 603. № 1–2. P. 99.
Qiu X., Thompson J.W., Billinge S.J.L. // J. Appl. Crystallogr. 2004. V. 37. № 4. P. 678.
Farrow C.L., Juhas P., Liu J.W., Bryndin D., Božin E.S., Bloch J., Proffen T., Billinge S.J.L. // J. Phys. Condens. Matter. 2007. V. 19. № 33. P. 335219.
Inorganic Crystal Structure Database (ICSD-for-WWW), Fachinformationszentrum (FIZ) Karlsruhe, Germany 2007.
Masadeh A.S., Božin E.S., Farrow C.L., Paglia G., Juhas P., Billinge S.J.L., Karkamkar A., Kanatzidis M.G. // Phys. Rev. B. 2007. V. 76. № 11. P. 115413.
Kunwar D., Zhou S., DeLaRiva A., J. Peterson E., Xiong H., Isidro Pereira-Hernández X., C. Purdy S., ter Veen R., H. Brongersma H., T. Miller J., Hashiguchi H., Kovarik L., Lin S., Guo H., Wang Y., K. Datye A. // ACS Catal. 2019. V. 9. № 5. P. 3978.