Кинетика и катализ, 2021, T. 62, № 4, стр. 472-482

Pt/N-графен в разложении муравьиной кислоты

В. В. Чесноков a*, А. С. Лисицын a, В. И. Соболев a, Е. Ю. Герасимов a, И. П. Просвирин a, Ю. А. Чесалов a, А. С. Чичкань a, О. Ю. Подъячева a

a ФГБУН ФИЦ “Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН”
630090 Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева 5, Россия

* E-mail: chesn@catalysis.ru

Поступила в редакцию 04.02.2021
После доработки 24.03.2021
Принята к публикации 10.04.2021

Аннотация

Исследованы свойства новой каталитической системы Pt/N-графен в реакции газофазного разложения муравьиной кислоты с целью получения чистого водорода. В качестве углеродного носителя использовали допированный и недопированный атомами азота графеновый порошок. Для характеризации синтезированных катализаторов использовали методы: комбинационного рассеяния, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), просвечивающей микроскопии высокого разрешения (ПЭМВР) и хемосорбции СО. Установлено, что при допировании графена атомами азота и с увеличением концентрации платины от 0.2 до 1 мас. % возрастает активность катализатора, при этом его селективность в изучаемой реакции достигает 96–99%.

Ключевые слова: платина, графен, азот, водород, муравьиная кислота

DOI: 10.31857/S0453881121040018

Список литературы

  1. Grasemann M., Laurenczy G. // Energy Environ. Sci. 2012. V. 5. P. 8171.

  2. Bulushev D.A., Ross J.R.H. // ChemSusChem. 2018. V. 11. P. 821.

  3. Tang C., Surkus A.E., Pohl M.M., Agostini G., Schneider M., Junge H., Beller M. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2017. V. 56. P. 16616.

  4. Jia L., Bulushev D.A., Podyacheva O.Yu., Boronin A. I., Kibis L.S., Gerasimov E.Yu., Beloshapkin S., Seryak I.A., Ismagilov Z.R., Ross J.R.H. // J. Catal. 2013. V. 307. P. 94.

  5. Ayusheev A.B., Taran O.P., Seryak I.A., Podyacheva O.Yu., Descorme C., Besson M., Kibis L.S., Boronin A.I., Romanenko A.I., Ismagilov Z.R., Parmon V.N. // Appl. Catal. B: Environ. 2014. V. 146. P. 177.

  6. Исмагилов З.Р., Шалагина А.Е., Подъячева О.Ю., Барнаков Ч.Н., Козлов А.П., Квон Р.И., Исмагилов И.З., Керженцев М.А. // Кинетика и катализ. 2007. Т. 48. № 4. С. 621.

  7. Podyacheva O.Yu., Ismagilov Z.R. // Catal. Today. 2015. V. 249. P. 12.

  8. Zacharska M., Bulusheva L.G., Lisitsyn A.S., Beloshapkin S., Guo Y., Chuvilin A.L., Shlyakhova E.V., Podyacheva O.Y., Leahy J.J., Okotrub A.V., Bulushev D.A. // ChemSusChem. 2017. V. 10. P. 720.

  9. Chesnokov V.V., Prosvirin I.P., Zaikovskii V.I., Zaitseva N.A. // Eurasian Chem. Technol. J. 2003. V. 5. № 2. P. 127.

  10. Kochubey D.I., Chesnokov V.V., Malykhin S.E. // Carbon. 2012. V. 50. № 8. P. 2782.

  11. Чесноков В.В., Кривенцов В.В., Малыхин С.Е., Чичкань А.С., Подъячева О.Ю. // ЖСХ. 2018. Т. 59. № 4. С. 876. (Chesnokov V.V., Kriventsov V.V., Malykhin S.E., Chichkan A.S., Podyacheva O.Y. // J. Struct. Chem. 2018. V. 59. № 4. P. 839.)

  12. Chesnokov V.V., Kriventsov V.V., Malykhin S.E., Svintsitskiy D.A., Podyacheva O.Y., Lisitsyn A.S., Richards R.M. // Diam.Relat. Mater. 2018. V. 89. P. 67.

  13. Bulushev D.A., Zacharska M., Lisitsyn A.S., Podyacheva O.Y., Hage F.S., Ramasse Q.M., Bangert U., Bulusheva L.G. // ACS Catal. 2016. V. 6. P. 3442.

  14. Zacharska M., Podyacheva O.Y., Kibis L.S., Boronin A.I., Senkovskiy B.V., Gerasimov E.Y., Taran O.P., Ayusheev A.B., Parmon V.N., Leahy J.J., Bulushev D.A. // ChemCatChem. 2015. V. 7. P. 2910.

  15. Golub F.S., Beloshapkin S., Gusel’nikov A.V., Bolotov V.A., Parmon V.N., Bulushev D.A. // Energies. 2019. V. 12. № 20. P. 3885.

  16. Huang C., Li C., Shi G. // Energy Environ. Sci. 2012. V. 5. P. 8848.

  17. Luo Q., Zhang W., Fu C.F., Yang J. // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. P. 6997.

  18. Jeyakumar T.C., Sivasankar C. // New J. Chem. 2019. V. 43. P. 1440.

  19. Feng J.R., Wang G.C. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 539. P. 148192:1-10.

  20. Grad O., Mihet M., Dan M., Blanita G., Radu T., Berghian-Grosan C., Lazar M.D. // J. Mater. Sci. 2019. V. 54. P. 6991.

  21. Li S.J., Ping Y., Yan J.M., Wang H.L., Wu M., Jiang Q. // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. P. 14535.

  22. Zhao X., Dai P., Xu D., Li Z., Guo Q. // Int. J. Hydrogen Energy. 2020. V. 45. P. 30396.

  23. Yan J.M., Li S.J., Yi S.S., Wulan B.R., Zheng W.T., Jiang Q. // Adv. Mater. 2018. V. 30. P. 1703038.

  24. Gray J.T., Kang S.W., Yang J.I., Kruse N., McEwen J.S., Park J.C., Ha S. //Appl. Catal. B: Environ. 2020. V. 264. P. 118478:1-12.

  25. Чесноков В.В., Чичкань А.С., Бедило А.Ф., Шуваракова Е.И., Пармон В.Н. // ДАН. 2019. Т. 488. № 5. С. 508.

  26. Буянов Р.А. Закоксование катализаторов. Москва: Наука. 1983. 207 с.

  27. Gor G.Yu., Thommes M., Cychosz K.A., Neimark A.V. // Carbon. 2012. V. 50. P. 1583.

  28. Thommes M., Kaneko K., Neimark A.V., Olivier J.P., Rodriguez-Reinoso F., Rouquerol J., Sing K.S.W. // Pure Appl. Chem. 2015. V. 87. P. 1051.

  29. http://xpspeak.software.informer.com/4.1/

  30. Sadezky A., Muckenhuber H., Grothe H., Niessner R., Pöschl U. // Carbon. 2005. V. 43. P. 1731.

  31. Podyacheva O.Yu., Suboch A.N., Bokova-Sirosh S.N., Romanenko A.I., Kibis L.S., Obraztsova E.D., Kuznetsov V.L. // Phys. Status Solidi. B. 2018. V. 255. P. 1700253

  32. Чесноков В.В., Чичкань А.С., Паукштис Е.А., Свинцицкий Д.А., Исмагилов З.Р., Пармон В.Н. // ДАН. 2017. Т. 476. № 5. С. 535. (Chesnokov V.V., Chichkan A.S., Paukshtis E.A., Svintsitskiy D.A., Ismagilov Z.R., Parmon V.N. // Doklady Physical Chemistry. 2017. V. 476. № 2. P. 186.)

  33. Arrigo R., Schuster M.E., Xie Z., Yi Y., Wowsnick G., Sun L.L., Hermann K.E., Friedrich M., Kast P., Hävecker M., Knop-Gericke A., Schlögl R. // ACS Catal. 2015. V. 5. P. 2740.

  34. Shao Y., Zhang S., Engelhard M.H., Li G., Shao G., Wang Y., Liu J., Aksay I.A., Lin Y. // J. Mater. Chem. 2010. V. 20. P. 7491.

  35. Li D., Yu C., Wang M., Zhang Y., Pan C. // RSC Adv. 2014. V. 4. P. 55394.

  36. Santiago S.R.M., Wong Y.-A., Lin T.-N., Chang C.-H., Yuan C.-T., Shen J.-L. // Optics Lett. 2017. V. 42. P. 3642.

  37. Guo L., Jiang W.-J., Zhang Y., Hu J.-S., Wei Z.-D., Wan L.-J. // ACS Catal. 2015. V. 5. P. 2903.

  38. Ma J., Habrioux A., Luo Y., Ramos-Sanchez G., Calvillo L., Granozzi G., Balbuena P.B., Alonso-Vante N. // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. P. 11891.

Дополнительные материалы отсутствуют.