Моделимые биметаллические Pd–Co/Вопг катализаторы: приготовление и исследование методами РФЭС и СТМ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Комбинацией методов сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) исследованы закономерности формирования биметаллических Pd–Co-наночастиц, нанесенных на высокоориентированный пиролитический графит (ВОПГ). Установлено, что напыление кобальта на монометаллический образец Pd/ВОПГ приводит к формированию биметаллических наночастиц со структурой Pdядро–Coоболочка, которые в результате прогрева образцов в условиях сверхвысокого вакуума при температурах 400—500°C трансформируются в сплавные Pd–Co-наночастицы с равномерным распределением металлов. Прогрев образцов Pd–Co/ВОПГ в вакууме при температурах выше 500°C ведет к спеканию наночастиц. Показано, что адсорбционно-индуцированная сегрегация атомов палладия на поверхность биметаллических наночастиц происходит в результате обработки модельного катализатора Pd–Co/ВОПГ в среде монооксида углерода в диапазоне температур 25—250°C, при этом наблюдается колоколообразная зависимость с максимумом при 200°C. Показано, что биметаллические Pd–Co-наночастицы в модельном катализаторе устойчивы к спеканию в атмосфере CO вплоть до 250°C.

Об авторах

М. А. Панафидин

Центр коллективного пользования “СКИФ” ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова

Email: mpanafidin@catalysis.ru
Никольский просп., 1, Наукоград Кольцово, 630559 Россия

А. В. Бухтияров

Центр коллективного пользования “СКИФ” ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова

Email: mpanafidin@catalysis.ru
Никольский просп., 1, Наукоград Кольцово, 630559 Россия

А. О. Мартьянов

Центр коллективного пользования “СКИФ” ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова

Email: mpanafidin@catalysis.ru
Никольский просп., 1, Наукоград Кольцово, 630559 Россия

А. Ю. Федоров

Центр коллективного пользования “СКИФ” ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова

Email: mpanafidin@catalysis.ru
Никольский просп., 1, Наукоград Кольцово, 630559 Россия

И. П. Просвирин

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: mpanafidin@catalysis.ru
просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090 Россия

В. И. Бухтияров

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: mpanafidin@catalysis.ru
просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090 Россия

Список литературы

  1. Wang A., Liu X.Y., Mou C.Y., Zhang T. // J. Catal. 2013. V. 308. P. 258.
  2. Бухтияров В.И., Слинько М.Г. // Успехи химии. 2001. Т. 70. С. 167.
  3. Tao F., Zhang S., Nguyen L., Zhang X. // Chem. Soc. Rev. 2012. V. 41. P. 7980.
  4. Tao F., Grass M.E., Zhang Y., Butcher D.R., Renzas J.R., Liu Z., Chung J.Y., Mun B.S., Salmeron M., Somorjai G.A. // Science. 2008. V. 322. P. 932.
  5. Эллерт О.Г., Цодиков М.В., Николаев С.А., Новоторцев В.М. // Успехи химии. 2014. Т. 83. № 8. С. 718.
  6. Gao F., Goodman D.W. // Chem. Soc. Rev. 2012. V. 41. P. 8009.
  7. Sheng G., Chen J., Ye H., Hu Z., Fu X.Z., Sun R., Huang W., Wong C.P. // J. Colloid Interf. Sci. 2018. V. 522. P. 264.
  8. Zhong M., Li L., Zhao K., He F., Su B., Wang D. // J. Mater. Sci. 2021. V. 56. P. 14222.
  9. Kiyani R., Rowshanzamir S., Parnian M.J. // Energy. 2016. V. 113. P. 1162.
  10. Li T., Wang R., Yang M., Zhao S., Li Z., Miao J., Gao Z. Da, Gao Y., Song Y.Y. // Sustain. Energy Fuels. 2019. V. 4. P. 380.
  11. Wu C.H., Liu C., Su D., Xin H.L., Fang H.T., Eren B., Zhang S., Murray C.B., Salmeron M.B. // Nat. Catal. 2018. V. 2. P. 78.
  12. Aragão I.B., Estrada F.R., Barrett D.H., Rodella C.B. // Mol. Catal. 2022. V. 526. P. 112377.
  13. Choi S., Oh M. // Angew. Chem. 2019. V. 131. P. 876.
  14. Revathy T.A., Sivaranjani T., Boopathi A.A., Sampath S., Narayanan V., Stephen A. // Res. Chem. Intermed. 2019. V. 45. P. 815.
  15. Sobhani S., Zarei H., Sansano J.M. // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 17025.
  16. Dabiri M., Vajargahy M.P. // Appl. Organomet. Chem. 2017. V. 31.
  17. Li X., Zhu X., Ren Z., Si X., Lu R., Lu F. // ChemNanoMat. 2022. V. 8.
  18. L’Argentièr P.C., Fígoli N.S. // Ind. Eng. Chem. Res. 1997. V. 36. P. 2543.
  19. Yoshii T., Nakatsuka K., Kuwahara Y., Mori K., Hiromi Yamashita H.Y. // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 22294.
  20. Jain R., Gopinath C.S. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10. P. 41268.
  21. Yurpalova D.V., Afonasenko T.N., Prosvirin I.P., Bukhtiyarov A.V., Kovtunova L.M., Vinokurov Z.S., Trenikhin M.V., Gerasimov E.Y., Khramov E.V., Shlyapin D.A. // J. Catal. 2024. V. 432. P. 115417.
  22. Yurpalova D.V., Afonasenko T.N., Prosvirin I.P., Bukhtiyarov A.V., Panafidin M.A., Vinokurov Z.S., Trenik- hin M.V., Gerasimov E.Y., Gulyaeva T.I., Kovtunova L.M., Shlyapin D.A. // Catalysts. 2023. V. 13. P. 739.
  23. Ma R., Yang T., Sun J., He Y., Feng J., Miller J.T., Li D. // Chem. Eng. Sci. 2019. V. 210. P. 115216.
  24. Chen M., Kumar D., Yi C.W., Goodman D.W. // Science. 2005. V. 310. P. 291.
  25. Li Q., Wang Y., Skoptsov G., Hu J. // Ind. Eng. Chem. Res. 2019. V. 58. P. 20620.
  26. McCue A.J., Anderson J.A. // Front. Chem. Sci. Eng. 2015. V. 9. P. 142.
  27. Chen Z.X., Neyman K.M., Rösch N. // Surf. Sci. 2004. V. 548. P. 291.
  28. Løvvik O.M. // Surf. Sci. 2005. V. 583. P. 100.
  29. Christoffersen E., Stoltze P., Nørskov J.K. // Surf. Sci. 2002. V. 505. P. 200.
  30. Zafeiratos S., Piccinin S., Teschner D. // Catal. Sci. Technol. 2012. V. 2. P. 1787.
  31. Rupprechter G. // Adv. Catal. 2007. V. 51. P. 133.
  32. Van Spronsen M.A., Daunmu K., O’Connor C.R., Egle T., Kersell H., Oliver-Meseguer J., Salmeron M.B., Madix R.J., Sautet P., Friend C.M. // J. Phys. Chem. C. 2019. V. 123. P. 8312.
  33. Zemlyanov D., Aszalos-Kiss B., Kleimenov E., Teschner D., Zafeiratos S., Hävecker M., Knop-Gericke A., Schlögl R., Gabasch H., Unterberger W., Hayek K., Klötzer B. // Surf. Sci. 2006. V. 600. P. 983.
  34. Panafidin M.A., Bukhtiyarov A.V., Prosvirin I.P., Zubavichus Y.V., Bukhtiyarov V.I. // Surf. Interfaces. 2023. V. 41. P. 103255.
  35. Bluhm H., Hävecker M., Knop-Gericke A., Kiskinova M., Schlögl R., Salmeron M. // MRS Bull. 2007. V. 32. P. 1022.
  36. Bukhtiyarov A.V., Prosvirin I.P., Saraev A.A., Klyushin A.Y., Knop-Gericke A., Bukhtiyarov V.I. // Faraday Discuss. 2018. V. 208. P. 255.
  37. McCue A.J., Gibson A., Anderson J.A. // Chem. Eng. J. 2016. V. 285. P. 384.
  38. McCue A.J., Anderson J.A. // J. Catal. 2015. V. 329. P. 538.
  39. Mashkovsky I.S., Bukhtiyarov A.V., Markov P.V., Bragina G.O., Baeva G.N., Smirnova N.S., Panafidin M.A., Chetyrin I.A., Gerasimov E.Y., Zubavichus Y.V., Stakheev A.Y. // Appl. Surf. Sci. 2025. V. 681. P. 161516.
  40. Bukhtiyarov A.V., Panafidin M.A., Prosvirin I.P., Mashkovsky I.S., Markov P.V., Rassolov A.V., Smirnova N.S., Baeva G.N., Rameshan C., Rameshan R., Zubavichus Y.V., Bukhtiyarov V.I., Stakheev A.Y. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 604. P. 154497.
  41. Smirnova N.S., Markov P.V., Baeva G.N., Rassolov A.V., Mashkovsky I.S., Bukhtiyarov A.V., Prosvirin I.P., Panafidin M.A., Zubavichus Y.V., Bukhtiyarov V.I., Stakheev A.Y. // Mendeleev Commun. 2019. V. 29. P. 547.
  42. Ouyang M., Papanikolaou K.G., Boubnov A., Hoffman A.S., Giannakakis G., Bare S.R., Stamatakis M., Flytzani-Stephanopoulos M., Sykes E.C.H. // Nat. Commun. 2021. V. 12. P. 1549.
  43. Jeffery A.A., Lee S.Y., Min J., Kim Y., Lee S., Lee J.H., Jung N., Yoo S.J. // Korean J. Chem. Eng. 2020. V. 37. P. 1360.
  44. Fedorov A.Y., Bukhtiyarov A.V., Panafidin M.A., Prosvirin I.P., Chetyrin I.A., Smirnova N.S., Markov P.V., Zubavichus Y.V., Stakheev A.Y., Bukhtiyarov V.I. // Nano-Structures & Nano-Objects. 2022. V. 29. P. 100830.
  45. Shetty S., Gayen M., Agarwal S., Chatterjee D., Singh A., Ravishankar N. // J. Phys. Chem. Lett. 2022. V. 13. P. 770.
  46. Марков П.В., Бухтияров А.В., Машковский И.С., Смирнова Н.С., Просвирин И.П., Винокуров З.С., Панафидин М.А., Баева Г.Н., Зубавичус Я.В., Бухтияров В.И., Стахеев А.Ю. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 6. С. 816.
  47. Bukhtiyarov A.V., Panafidin M.A., Prosvirin I.P., Smirnova N.S., Markov P.V, Baeva G.N., Mashkovsky I.S., Bragina G.O., Vinokurov Z.S., Zubavichus Y.V., Bukhtiyarov V.I., Stakheev A.Y. // Crystals. 2023. V. 13. P. 1356.
  48. Bukhtiyarov A.V., Panafidin M.A., Chetyrin I.A., Prosvirin I.P., Mashkovsky I.S., Smirnova N.S., Markov P.V., Zubavichus Y.V., Stakheev A.Y., Bukhtiyarov V.I. // Appl. Surf. Sci. 2020. V. 525. P. 146493.
  49. Panafidin M.A., Bukhtiyarov A.V., Prosvirin I.P., Chetyrin I.A., Klyushin A. Yu, Knop-Gericke A., Smirnova N.S., Markov P.V., Mashkovsky I.S., Zubavichus Y.V., Stakheev A.Y., Bukhtiyarov V.I. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 571. P. 151350.
  50. Bukhtiyarov A.V., Panafidin M.A., Prosvirin I.P., Smirnova N.S., Markov P.V., Baeva G.N., Mashkovsky I.S., Bragina G.O., Rameshan C., Gerasimov E.Y., Zubavichus Y.V., Bukhtiyarov V.I., Stakheev A.Y. // Appl. Surf. Sci. 2023. V. 608. P. 155086.
  51. Бухтияров А.В., Панафидин М.А., Просвирин И.П., Зубавичус Я.В., Стахеев А.Ю., Машковский И.С., Бухтияров В.И. // Успехи химии. 2025. Т. 94. С. RCR5148.
  52. Ishida K., Nishizawa T. // J. Phase Equilibria. 1991. V. 12. P. 83.
  53. Демидов Д.В., Просвирин И.П., Сорокин А.М., Роша Т., Кноп-Герике А., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2011. Т. 52 С. 877.
  54. Bukhtiyarov A.V., Prosvirin I.P., Panafidin M.A., Fedorov A.Y., Klyushin A.Y., Knop-Gericke A., Zubavichus Y.V., Bukhtiyarov V.I. // Nanomaterials. 2021. V. 11. P. 3292.
  55. Hohner C., Kettner M., Stumm C., Schuschke C., Schwarz M., Libuda J. // Top. Catal. 2019. V. 62. P. 849.
  56. Hohner C., Kettner M., Stumm C., Blaumeiser D., Wittkämper H., Grabau M., Schwarz M., Schuschke C., Lykhach Y., Papp C., Steinrück H.P., Libuda J. // J. Phys. Chem. C. 2020. V. 124. P. 2562.
  57. Favaro M., Rizzi G.A., Nappini S., Magnano E., Bondino F., Agnoli S., Granozzi G. // Surf. Sci. 2016. V. 646. P. 132.
  58. Ju W., Favaro M., Durante C., Perini L., Agnoli S., Schneider O., Stimming U., Granozzi G. // Electrochim. Acta. 2014. V. 141. P. 89.
  59. Ju W., Brülle T., Favaro M., Perini L., Durante C., Schneider O., Stimming U. // ChemElectroChem. 2015. V. 2. P. 547.
  60. Смирнов М.Ю., Калинкин А.В., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2024. Т. 65. № 1. С. 87.
  61. Смирнов М.Ю., Калинкин А.В., Сорокин А.М., Саланов А.Н., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2023. Т. 64. № 1. С. 3.
  62. Панафидин М.А., Бухтияров А.В., Четырин И.А., Просвирин И.П., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2018. Т. 59. С. 739.
  63. Панафидин М.А., Бухтияров А.В., Клюшин А.Ю., Просвирин И.П., Четырин И.А., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2019. V. 60. P. 806. http://xpspeak.software.informer.com/4.1/
  64. Moulder J.F., Stckle W.F., Sobol P.E., Bomben K.D. // I.I. Standard XPS Spectra of the Elements. In: Chastain J., King R.C. (Eds.), Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy, Perkin-Elmer, Eden Prairie, 1992.
  65. Scofield J.H. // J. Electron Spectros. Relat. Phenomena. 1976. V. 8. P. 129.
  66. Tanuma S., Powell C.J., Penn D.R. // Surf. Interface Anal. 1994. V. 21. P. 165.
  67. Briggs D., Seah M.P. // Practical Surface Analysis by Auger and X-Ray Photoelectron Spectroscopy. Eds. Chichester: John Wiley&Sons. Inc., 1983.
  68. Bukhtiyarov A.V., Prosvirin I.P., Bukhtiyarov V.I. // Appl. Surf. Sci. 2016. V. 367. P. 214.
  69. Büttner M., Oelhafen P. // Surf. Sci. 2006. V. 600. P. 1170.
  70. Krawczyk M., Sobczak J.W. // Appl. Surf. Sci. 2004. V. 235. P. 49.
  71. Maheswari S., Karthikeyan S., Murugan P., Sridhar P., Pitchumani S. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2012. V. 14. P. 9683.
  72. Xue H., Tang J., Gong H., Guo H., Fan X., Wang T., He J., Yamauchi Y. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016. V. 8. P. 20766.
  73. Carlsson A.F., Naschitzki M., Bäumer M., Freund H.J. // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107. P. 778.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


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».