Kinetics of Hydrogen Evolution during Amminborane Hydrolysis with Cobalt-Based Catalysts

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The kinetics of hydrogen evolution during the hydrolysis reaction of aqueous solutions of amminborane with cobalt-based catalysts deposited on various substrates – Co3O4/ZnO, Co/ZnO, Co3O4/zeolite, Co/zeolite, as well as Co(OH)2 powder, was studied. In each case, the reaction order, the rate constants and apparent activation energy of the reaction, and the rate of hydrogen evolution during hydrolysis in the temperature range 35–80°C were determined. In all cases, an amminborane solution with a concentration of 0.078 M was used. The amount of the active part of the catalysts was determined by the chemical method and was 7.5–10% of the total weight of the catalyst. For low-temperature Co–B and Co(OH)2 catalysts, the kinetic dependences corresponded to the zero or close to zero reaction order. When using the catalysts Co3O4/ZnO, Co/ZnO, Co3O4/zeolite, Co/zeolite, the first order of the reaction was observed. The maximum rate of hydrogen evolution at 80°C was 3125 mL H2 · (g-cat–1) · min–1 for Co/ZnO catalyst (turnover frequency TOF = 8.2 min–1) and 3750 mL H2 · (g-cat–1) · min–1 for Co–B catalyst (TOF = 11.7 min–1), respectively. The values of the apparent activation energy of the reaction of catalytic hydrolysis of amminborane were calculated for the catalysts: Co3O4/ZnO – 26.0, LT Co–B – 44.8, Co(OH)2 black – 43.4, Co(OH)2 blue – 47.4 kJ/mol, respectively.

Авторлар туралы

N. Dyankova

Institute for Problems of Technology of Microelectronics and High-Purity Materials RAS (IPTM RAS)

Email: grinko@iptm.ru
Russia, 142432, Moscow Region, Chernogolovka

N. Lapin

Institute for Problems of Technology of Microelectronics and High-Purity Materials RAS (IPTM RAS)

Email: grinko@iptm.ru
Russia, 142432, Moscow Region, Chernogolovka

V. Grinko

Institute for Problems of Technology of Microelectronics and High-Purity Materials RAS (IPTM RAS)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: grinko@iptm.ru
Russia, 142432, Moscow Region, Chernogolovka

A. Vyatkin

Institute for Problems of Technology of Microelectronics and High-Purity Materials RAS (IPTM RAS)

Email: grinko@iptm.ru
Russia, 142432, Moscow Region, Chernogolovka

Әдебиет тізімі

  1. Akbayrak S., Ozkar S. // Int. J. Hydrogen En. 2018. V. 43. № 40. P. 18592.https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.02.190
  2. Demirci U.B. // Int. J. Hydrogen En. 2017. V. 42. № 15. P. 9978.https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.01.154
  3. Figen A.K., Piskin M.B., Coskuner B., Imamoglu V. // Int. J. Hydrogen En. 2013. V. 38. № 36. P. 16 215.https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.10.033
  4. Sreedhar I., Kamani K.M., Kamani B.M., Reddy B.M., Venugopal A. // Renewable and Sustainable En. Rev. 2018. V. 91. P. 838.https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.028
  5. Simagina V.I., Vernikovskaya N.V., Komova O.V., Kayl N.L., Netskina O.V., Odegova G.V. // Chem. Eng. J. 2017. V. 329. P. 156. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.05.005
  6. Liu M., Zhou L., Luo X., Wan C., Xu L. // Catalysts. 2020. V. 10. P. 788.https://doi.org/10.3390/catal10070788
  7. Wu H., Cheng Y., Fan Y., Lu X., Li L., Liu B., Li B., Lu S. // Int. J. Hydrogen En. 2020. V. 45. № 55. P. 30325. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.08.131
  8. Alpaydin C.Y., Gulbay S.K., Colpan C.O. // Int. J. Hydrogen En. 2020. V. 45. № 5. P. 3414.https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.02.181
  9. Demirci U.B., Miele P. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. V. 16. P. 6872. https://doi.org/10.1039/c4cp00250d
  10. Patel N., Miotello A. // Int. J. Hydrogen En. 2015. V. 40. № 3. P. 1429. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.11.052
  11. Lu D., Liao J., Zhong S., Leng Y., Ji S., Wang H., Wang R., Li H. // Int. J. Hydrogen En. 2018. V. 43. № 11. P. 5541. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.01.129
  12. Gorlova A.M., Kayl N.L., Komova O.V., Netskina O.V., Ozerova A.M., Odegova G.V., Bulavchenko O.A., Ishchenko A.V., Simagina V.I. // Renewable En. 2018. V. 121. P. 722. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.01.089
  13. Kinsiz B.N., Filiz B.C., Depren S.K., Figen A.K. // Appl. Mater. Today. 2021. V. 22. P. 100952. https://doi.org/10.1016/j.apmt.2021.100952
  14. Лапин Н.В., Дьянкова Н.Я. // Неорган. материалы. 2013. Т. 49. № 10. С. 1050. https://doi.org/10.7868/S0002337X13100060
  15. Onat E., Sahin O., Izgi M.S., Horoz S. // J. Mater. Sci: Mater. Electron. 2021. V. 32. P. 27251. https://doi.org/10.1007/s10854-021-07094-9
  16. Xu S.H., Wang J.F., Valerio A., Zhang W.Y., Sun J.L., He D.N. // Inor. Chem. Frontiers. 2021. V. 8. № 1. P. 48. https://doi.org/10.1039/d0qi00659a
  17. Zhang H., Gu X.J., Song J. // Int. J. Hydrogen En. 2020. V. 45. № 41. P. 21273. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.05.178
  18. Yang G., Guan S.Y., Mehdi S., Fan Y.P., Liu B.Z., Li B.J. // Green En. Environ. 2021. V. 6. № 2. P. 236.https://doi.org/10.1016/j.gee.2020.03.012
  19. Herron R., Marchant C., Sullivan J.A. // Catalysis Commun. 2018. V. 107. P. 14. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2018.01.008
  20. Wang W.J., Liang M.W., Jiang Y., Liao C.Y., Long Q., Lai X.F., Liao L. // Mater. Lett. 2021. V. 293. P. 129702.https://doi.org/10.1016/j.matlet.2021.129702
  21. Fang M.H., Wu S.Y., Chang Y.H., Narwane M., Chen B.H., Liu W.L., Kurniawan D., Chiang W.H., Lin C.H., Chuang Y.C., Hsu I.J., Chen H.T., Lu T.T. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2021. V. 13. № 40. P. 47465. https://doi.org/10.1021/acsami.1c11521
  22. Zhang J., Duan Y., Zhu Y., Wang Y., Yao H., Mi G. // Mater. Chem. Phys. 2017. V. 201. P. 297. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2017.08.040
  23. Wang Y., Meng W., Wang D., Li G., Wu S., Cao Z., Zhang K., Wu C., Liu S. // Int. J. Hydrogen En. 2017. V. 42. № 52. P. 30718. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.10.131
  24. Jiang R., Wang W.Z., Zheng X., Li Q.A., Xu Z.M., Peng J. // Int. J. Hydrogen En. 2021. V. 46. № 7. P. 5345. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.11.086
  25. Wu H., Cheng Y.J., Wang B.Y., Wang Y., Wu M., Li W.D., Liu B.Z., Lu S.Y. // J. En. Chem. 2021. V. 57. P. 198. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2020.08.051
  26. Wang C., Wang Z.L., Wang H.L., Chi Y., Wang M.G., Cheng D.W., Zhang J.J., Wu C., Zhao Z.K. // Int. J. Hydrogen En. 2021. V. 46. № 13. P. 9030. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.01.026
  27. Chen J., Long B., Hu H.B., Zhong Z.Q., Lawa I., Zhang F., Wang L.W., Yuan Z.H. // Int. J. Hydrogen En. 2022. V. 47. № 5. P. 2976.https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.10.255
  28. Hu H.B., Long B., Jiang Y.F., Sun S.C., Lawan I., Zhou W.M., Zhang M.X., Wang L.W., Zhang F., Yuan Z.H. // Chem. Res. Chin. Univer. 2020. V. 36. № 6. P. 1209. https://doi.org/10.1007/s40242-020-0209-9
  29. Ozerova A.M., Bulavchenko O.A., Komova O.V., Netskina O.V., Zaikovskii V.I., Odegova G.V., Simagina V.I. // Kinetics Catalysis. 2012. V. 53. № 4. P. 511. https://doi.org/10.1134/S0023158412040088
  30. Netskina O.V., Ozerova A.M., Komova O.V., Kochubey D.I., Kanazhevskiy V.V., Ishchenko A.V., Simagina V.I. // Top Catal. 2016. V. 59. P. 1431.https://doi.org/10.1007/s11244-016-0664-1
  31. Simagina V.I., Ozerova A.M., Komova O.V., Netskina O.V. // Catalysts. 2021. V. 11. № 2. P. 268.https://doi.org/10.3390/catal11020268
  32. Карякин Ю.В., Ангелов И.И. // Чистые химические вещества. М.: Химия, 1974. С. 207.

Қосымша файлдар


© Н.Я. Дьянкова, Н.В. Лапин, В.В. Гринько, А.Ф. Вяткин, 2023

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».