1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Кинетика и катализ
  4. T. 64, № 4, 2023

Кинетика и катализ, 2023, T. 64, № 4, стр. 447-456

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

А. М. Горлова a, b, В. П. Пахарукова a, b, О. А. Стонкус a, b, В. Н. Рогожников a, А. Ю. Гладкий a, П. В. Снытников a, Д. И. Потемкин a, b

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

b ФГАОУ ВО Новосибирский национальный исследовательский государственный университет
630090 Новосибирск, ул. Пирогова, 1, Россия

Поступила в редакцию 19.12.2022
После доработки 06.03.2023
Принята к публикации 15.03.2023

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/Ce0.75Zr0.25O2 и Pt/Ce0.4Zr0.5Y0.05La0.05O2). 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 Ce0.75Zr0.25O2 характеризуются более высокой дисперсностью частиц платины в связи с большей удельной площадью поверхности носителя. Показано, что катализаторы Pt/Ce0.75Zr0.25O2 и Pt/Ce0.4Zr0.5Y0.05La0.05O2 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 Ce0.4Zr0.5Y0.05La0.05O2, 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

  1. 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.

  2. 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.

  3. Park E.D., Lee D., Lee H.C. // Catal. Today. 2009. V. 139. № 4. P. 280.

  4. 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.

  5. 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.

  6. Palma V., Ruocco C., Cortese M., Renda S., Meloni E., Festa G., Martino M. // Metals (Basel). 2020. V. 10. № 7. P. 1.

  7. Pal D.B., Chand R., Upadhyay S.N., Mishra P.K. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2018. V. 93. P. 549.

  8. LeValley T.L., Richard A.R., Fan M. // Int. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. № 30. P. 16983.

  9. Gonzalez Castaño M., Reina T.R., Ivanova S., Centeno M.A., Odriozola J.A. // J. Catal. 2014. V. 314. P. 1.

  10. Ratnasamy C., Wagner J. // Catal. Rev. Sci. Eng. 2009. V. 51. № 3. P. 325.

  11. Wu Z., K.P. Mann A., Li M., H. Overbury S. // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. № 13. P. 7340.

  12. González-Castaño M., Ivanova S., Ioannides T., Centeno M.A., Odriozola J.A. // Catal. Sci. Technol. 2017. V. 7. № 7. P. 1556.

  13. 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.

  14. 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.

  15. 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.

  16. 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.

  17. Devaiah D., Reddy L.H., Park S.E., Reddy B.M. // Catal. Rev. Sci. Eng. 2018. V. 60. № 2. P. 177.

  18. Mamontov E., Egami T., Brezny R., Koranne M., Tyagi S. // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. № 47. P. 11110.

  19. Li J., Liu X., Zhan W., Guo Y., Guo Y., Lu G. // Catal. Sci. Technol. 2016. V. 6. № 3. P. 897.

  20. Song L., Zhu L., Li L. // Crystals. 2018. V. 8. P. 261.

  21. Deshpande P.A., Hegde M.S., Madras G. // Appl. Catal. B: Env. 2010. V. 96. № 1–2. P. 83.

  22. Ricote S., Jacobs G., Milling M., Ji Y., Patterson P.M., Davis B.H. // Appl. Catal. A: Gen. 2006. V. 303. № 1. P. 35.

  23. Lee K., Knoblauch N., Agrafiotis C., Pein M., Roeb M., Sattler C. // Open Ceram. 2022. V. 10. P. 100269.

  24. 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.

  25. Li S., Deng J., Wang J., Chen Y., Li Y. // J. Rare Earths. 2022. https://doi.org/10.1016/j.jre.2022.11.009

  26. Duarte de Farias A.M., Nguyen-Thanh D., Fraga M.A. // Appl. Catal. B: Env. 2010. V. 93. № 3–4. P. 250.

  27. Sartoretti E., Novara C., Chiodoni A., Giorgis F., Piumetti M., Bensaid S., Russo N., Fino D. // Catal. Today. 2022. V. 390–391. P. 117.

  28. Andreeva D., Idakiev V., Tabakova T., Ilieva L., Falaras P., Bourlinos A., Travlos A. // Catal. Today. 2002. V. 72. № 1–2. P. 51.

  29. Tabakova T., Ilieva L., Ivanov I., Manzoli M., Zanella R., Petrova P., Kaszkur Z. // J. Rare Earths. 2019. V. 37. № 4. P. 383.

  30. 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.

  31. Kaur T., Singh K., Kolte J. // Mater. Today Proc. 2022. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.11.331

  32. Chanapattharapol K.C., Krachuamram S., Kidkhunthod P., Poo-arporn Y. // Solid State Sci. 2020. V. 99. P. 106066.

  33. 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.

  34. Shi J., Li H., Genest A., Zhao W., Qi P., Wang T., Rupprechter G. // Appl. Catal. B: Env. 2022. V. 301. P. 120 789.

  35. Poggio-Fraccari E., Mariño F., Laborde M., Baronetti G. // Appl. Catal. A: Gen. 2013. V. 460–461. № 3. P. 15.

  36. 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.

  37. 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.

  38. Egami T., Billinge S.J.L. Underneath the Bragg Peaks. Pergamon Materials Series, Elsevier, 2012.

  39. Pakharukova V.P., Moroz É.M., Zyuzin D.A. // J. Struct. Chem. 2010. V. 51. № 2. P. 274.

  40. 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.

  41. Qiu X., Thompson J.W., Billinge S.J.L. // J. Appl. Crystallogr. 2004. V. 37. № 4. P. 678.

  42. 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.

  43. Inorganic Crystal Structure Database (ICSD-for-WWW), Fachinformationszentrum (FIZ) Karlsruhe, Germany 2007.

  44. 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.

  45. 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.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Кинетика и катализ

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал