Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 66, № 3 (2025)
ОБЗОР
Нанесенные на диоксид церия платиновые катализаторы паровой конверсии СО: состав, структура, механизм реакции
Аннотация
Паровая конверсия СО является промышленно важной реакцией, включенной в технологическую цепочку получения чистого водорода из метана или другого углеводородного сырья. Актуальность процесса возросла с появлением топливных элементов, для питания которых нужен водород высокой чистоты. Необходимость развития водородной инфраструктуры и, вместе с тем, сложности с транспортировкой этого газа стимулировали поиски катализаторов, удобных и эффективных в процессах получения и очистки водорода в компактных мобильных установках. В случае паровой конверсии СО в качестве возможных вариантов рассматривают катализаторы на основе благородных металлов. В статье представлен обзор работ, посвященных платиновым катализаторам, нанесенным на диоксид церия и его допированные формы, для реакции паровой конверсии СО. Рассмотрено влияние состава оксидного носителя на каталитические свойства таких систем, приведены варианты механизма реакции и структуры активных центров, обобщены результаты исследований биметаллических Pt-содержащих и структурированных катализаторов.
Кинетика и катализ. 2025;66(3):149-165
149-165
СТАТЬИ
Исследование дезактивации Mg-содержащего цеолитного катализатора в процессе превращения пропана в олефиновые углеводороды
Аннотация
Изучен процесс дезактивации магнийсодержащего цеолита в трех межрегенерационных циклах работы при превращении пропана в олефиновые углеводороды. Выявлены основные факторы, приводящие к снижению активности и селективности катализатора. Исследовано распределение и состояние активных компонентов в каталитической системе до и после проведения реакции, а также после окислительной регенерации катализатора. Установлена природа и определено количество углеродных отложений, образующихся на исследуемом катализаторе в ходе реакции, и доказано их отсутствие после его регенерации.
Кинетика и катализ. 2025;66(3):166-176
166-176
Влияние природы щелочного металла на активность углеродных нановолокон в каталитическом разложении муравьиной кислоты
Аннотация
Изучены каталитические свойства углеродных нановолокон, модифицированных щелочными металлами, в реакции разложения муравьиной кислоты. Установлено, что каталитическая активность растет в ряду 4% LiOH/УНВ, 4% NaOH/УНВ, 4% KOH/УНВ, т.е. чем выше оснóвность щелочного металла, тем выше активность катализатора. Природа щелочного металла слабо влияет на селективность в реакции разложения муравьиной кислоты на УНВ. Протекает преимущественно реакция дегидрирования муравьиной кислоты с образованием H2 и СО2. В случае катализаторов KOH/УНВ с помощью ряда физических методов исследования показано, что щелочная обработка приводит к модификации поверхности УНВ ионами калия, которые в виде функциональных групп равномерно распределены по углеродной поверхности; кроме того, при повышенном содержании нанесенного гидроксида калия присутствуют наночастицы гидрокарбоната калия.
Кинетика и катализ. 2025;66(3):177-188
177-188
РФЭС-исследование различий в устойчивости мунт и N-мунт в качестве носителя модельных серебряных катализаторов эпоксидирования этилена
Аннотация
Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследовано влияние условий синтеза на стабильность образцов азотсодержащих многостенных углеродных нанотрубок (N-МУНТ), приготовленных в бескислородных условиях методом каталитического газофазного разложения этилена при 680°С на катализаторе Fe2Co/Al2O3 в присутствии NH3, по отношению к кислороду воздуха. Анализ состояний и количеств кислорода и азота в составе N-МУНТ, а также формы линии углерода C1s после выноса образцов, полученных при разных объемных долях аммиака в реакционной смеси, из реактора на воздух, а также после обработки в азотной кислоте указывает на то, что при малых концентрациях NH3 (2–4 об. %) встраивание азота в структуру нанотрубок приводит к росту упорядоченности структуры/падению дефектности, в итоге в данных образцах содержание кислорода минимально. Сравнение нанесенных катализаторов Ag/МУНТ-0n и Ag/N-МУНТ-4n свидетельствует о том, что введение азота на стадии синтеза позволяет не только уменьшить количество кислорода в углеродных нанотрубках, но и повысить устойчивость к окислению как собственно носителя, так и серебряного катализатора на его основе.
Кинетика и катализ. 2025;66(3):189-203
189-203
Низкотемпературное O3-каталитическое окисление ЛОС на бифункциональном катализаторе Со–W/Al2O3
Аннотация
Исследованы характеристики бифункционального Co–W-катализатора на основе Al2O3 в процессах разложения озона и озон-каталитического окисления (ОЗКО) н-бутана. Полученные данные позволяют заключить, что нанесение 1% мас. Co на 8% W/Al2O3 приводит к значительному росту конверсии н-С4Н10 уже при комнатной температуре по сравнению с референсными образцами 8% W/Al2O3 и 1% Co/Al2O3. Увеличение активности достигается благодаря синергетическому взаимодействию Co, отвечающего за разложение озона, и W, обеспечивающего активацию углеводорода.
Кинетика и катализ. 2025;66(3):204-208
204-208
Эффект миграции никеля углеродного нановолокнистого носителя в состав активной фазы молибденсульфидного катализатора синтеза спиртов
Аннотация
Волокнистый углерод, образующийся в каталитическом разложении метана и содержащий незначительное количество Ni, опробован в качестве носителя для молибденсульфидных катализаторов восстановительной конверсии CO в спирты. Впервые методами рентгеновской дифракции, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии установлено, что в процессе сульфидирования предшественника катализатора инкапсулированный в углероде никель из углеродного волокна носителя внедряется в слоистую структуру сульфида молибдена, входя в состав каталитически активной фазы Ni−(Co)−Mo−S.
Кинетика и катализ. 2025;66(3):209-224
209-224
Взаимодействие этанола с поверхностью нанесенных никелевых катализаторов по данным ИК-спектроскопии in situ
Аннотация
Методом ИК-спектроскопии in situ на поверхности нанесенных никелевых катализаторов в условиях реакции разложения этанола в интервале 250–325°С обнаружены этоксигруппы, ацетатные комплексы и продукты уплотнения. Этоксигруппы образуются по классической схеме с участием гидроксильных групп поверхности и локализуются по границам металлических кластеров. Активированные за счет адсорбции поверхностные комплексы диффундируют на металлические кластеры, где претерпевают дальнейшие превращения. Ацетатные комплексы возникают из этоксигрупп. Сложные поверхностные комплексы, образующиеся в результате реакции конденсации СН2-групп, препятствуют зауглероживанию поверхности. Зависимость концентрации этоксигрупп от времени в условиях превращения этанола не обрабатывается в координатах уравнений ни первого, ни второго порядков. По-видимому, этоксигруппы участвуют в нескольких поверхностных реакциях. Зависимость интенсивности полос поглощения ацетатов обрабатывается в координатах уравнения первого порядка.
Кинетика и катализ. 2025;66(3):225-234
225-234
Ni-содержащий стекловолокнистый катализатор гидрогенолиза легких парафинов: взаимосвязь активности и условий приготовления катализаторов
Аннотация
Выполнена оценка эффективности никельсодержащих структурированных стекловолокнистых катализаторов (СВК), приготовленных двумя различными методами, для процесса гидрогенолиза предельных углеводородов, включая пропан, бутан и пентан. Установлена зависимость размера кристаллитов и дисперсности активного компонента (АК) катализатора от метода получения и температурных условий восстановления. Импульсный поверхностный термосинтез (ИПТ) способствует наиболее равномерному распределению АК по поверхности носителя и его более высокой дисперсности. Размер кристаллитов в первую очередь определяется температурой восстановления АК. Наивысшую каталитическую активность показал СВК, содержащий ~10 вес. % никеля, приготовленный методом ИПТ и восстановленный при минимальной температуре 300°С. В сравнении с промышленным никелевым катализатором образцы Ni/СВК показали в десятки раз более высокую удельную каталитическую активность на единицу массы никеля. Применение никельсодержащих СВК, синтезированных методом ИПТ, весьма перспективно в развивающихся каталитических технологиях гидрогенолиза парафинов, таких как переработка фракций газового конденсата в метан.
Кинетика и катализ. 2025;66(3):235-248
235-248