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

Кинетика и катализ, 2023, T. 64, № 4, стр. 466-473

Модификация углеродного носителя катализаторов азотом путем обработки в NO

А. В. Нартова a, *, А. А. Ананьина a, С. В. Семиколенов a, А. М. Дмитрачков a, Р. И. Квон a, В. И. Бухтияров a

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

* E-mail: nartova@catalysis.ru

Поступила в редакцию 17.11.2022
После доработки 30.01.2023
Принята к публикации 02.02.2023

Аннотация

В работе предложен метод модификации углеродного материала Сибунит обработкой в NO в условиях статического реактора. Показано, что состав и содержание функциональных азот- и кислородсодержащих групп – определяется условиями обработки, а именно: температурой и продолжительностью, что позволяет управлять результатом модификации. Особенности модификации Сибунита в NO исследованы методами РФЭС и адсорбции N2. Предложен механизм модификации Сибунита травлением углеродных слоев в NO через превращение кислородсодержащих функциональных групп в NOx-группы (–NO и –NO2) и далее в пиридиновые и пиррольные группы. Разработанная процедура введения азота в углеродный материал проста в реализации, что важно для практических применений.

Ключевые слова: углеродный носитель, Сибунит, модификация азотом, NO, РФЭС

Список литературы

  1. Serp P., Machado B. Nanostructured Carbon Materials for Catalysis, RSC: Cambridge. 2015. V. 23. P. 1.

  2. Nartova A.V., Kovtunova L.M., Khudorozhkov A.K., Shefer K.I., Shterk G.V., Kvon R.I., Bukhtiyarov V.I. // Appl. Catal. A: Gen. 2018. V. 566. P. 174.

  3. Dmitrachkov A.M., Kvon R.I., Nartova A.V. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 566. P. 150631.

  4. Zhou Y., Neyerlin K., Olson T.S., Pylypenko S., Bult J., Dinh H.N., O’Hayre R. // Energy Environ. Sci. 2010. № 3. P. 1437.

  5. Ramli Z.A.C., Kamarudin S.K. // Nanoscale Res. Lett. 2018. V. 13. P. 410.

  6. Mirabile Gattia D., Antisari M.V., Giorgi L., Marazzi R., Piscopiello E., Montone A., Bellitto S., Licoccia S., Traversa E. // J. Power Sources. 2009. V. 194. P. 243.

  7. Figueiredo J.L., Pereira M.F.R. Carbon Materials for Catalysis. John Wiley & Sons, Inc., 2008. P. 177.

  8. Пахомов Н.А. Научные основы приготовления катализаторов: введение в теорию и практику. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011. 262 с.

  9. Plaskin V., Baklanova O.N., Lavrenov A.V., Likholobov V.A. // Solid Fuel Chem. 2014. V. 48. № 6. P. 349.

  10. Плаксин Г.В., Бакланова О.Н., Лавренов А.В., Лихолобов В.А. // Химия твердого топлива. 2014. Т. 48. № 6. С. 349.

  11. Фенелонов В.Б. Пористый углерод. Новосибирск: Ин-т катализа СО РАН, 1995. 301 с.

  12. Godina L.I., Kirilin A.V., Tokarev A.V., Simakova I.L., Murzin D.Y. // Ind. Eng. Chem. Res. 2018. V. 57. № 6. P. 2050.

  13. Simakova O.A., Simonov P.A., Romanenko A.V., Simakova I.L. // React. Kinet. Catal. Lett. 2008. V. 95. № 1. P. 3.

  14. Cermignani W., Paulson T.E., Onneby C., Pantano C.G. // Carbon. 1995. V. 33. № 4. P. 367.

  15. Nie R., Bo X., Luhana C., Nsabimana A., Guo L. // Int. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. № 24. P. 12597.

  16. Yang Z., Yao Z., Li G., Fang G., Nie H., Liu Z., Zhou X., Chen X., Huang S. // ACS Nano. 2012. V. 6. № 1. P. 205.

  17. Чесноков В.В., Лисицын А.С., Соболев В.И., Герасимов Е.Ю., Просвирин И.П., Чесалов Ю.А., Чичкань А.С., Подъячева О.Ю. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 4. С. 472.

  18. Суслова Е.В., Савилов С.В., Егоров А.В., Лунин В.В. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 1. С. 108.

  19. Субоч А.Н., Евтушок В.Ю., Кибис Л.С., Холдеева О.А., Подъячева О.Ю. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 2. С. 233.

  20. Wang H., Maiyalagan T., Wang X. // ACS Catal. 2012. V. 2. № 5. P. 781.

  21. Droppa R., Hammer P., Carvalho A.C.M., Alvarez dos Santos M.C. // J. Non-Crystalline Solids. 2002. V. 299−302. P. 874.

  22. Favaro M., Agnoli S., Perini L., Durante C., Gennaro A., Granozzi G. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2013. V. 15. P. 2923.

  23. Shi W., Wu K.-H., Xu J., Zhang Q., Zhang B., Su D.S. // Chem. Mater. 2017. V. 29. № 20. P. 8670.

  24. Paraknowitsch J.P., Thomas A., Antonietti M. // J. Mater. Chem. 2010. V. 20. P. 6746.

  25. Tuaev X., Paraknowitsch J.P., Illgen R., Thomas A., Strasser P. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2012. V. 14. P. 6444.

  26. Brodie B.C. // Ann. Chim. Phys. 1860. V. 59. P. 466.

  27. Hummers W.S., Offeman R.E. // J. Am. Chem. Soc. 1958. V. 80. № 6. P. 1339.

  28. Staudenmaier L. // Berichte Der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1898. V. 31. P. 1481.

  29. Bandosz T.J., Ania C.O. // Activated Carbon Surfaces in Environmental Remediation. Oxford: Elsevier Ltd., 2006. P. 159.

  30. Ayiania M., Smith M., Hensley A.J.R., Scudiero L., McEwen J.-S., Garcia-Perez M. // Carbon. 2020. V. 162. P. 528.

  31. Moulder J.F., Stckle W.F., Sobol P.E., Bomben K.D. Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy. Perkin-Elmer, Eden Prairie, MN, 1992. 261 p.

  32. Gregg S.J., Sing K.S.W. Adsorption, Surface Area and Porosity, 2nd ed. Academic Press, 1982. 303 p.

  33. Фенелонов В.Б. Введение в физическую химию формирования супрамолекулярной структуры адсорбентов и катализаторов. Новосибирск: Из-во СО РАН, 2002. 414 с.

  34. Dementjev A.P., de Graaf A., van de Sanden M.C.M., Maslakov K.I., Naumkin A.V., Serov A.A. // Diam. Relat. Mater. 2000. V. 9. № 11. P. 1904.

  35. Ma H.A., Jia X.P., Chen L.X., Zhu P.W., Guo W.L., Guo X.B., Bex P. // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. V. 14. P. 11269.

  36. Xu Y., Mo Y.P., Tian J., Wang P., Yu H.G., Yu J.G. // Appl. Catal. B: Env. 2016. V. 181. P. 810.

  37. Kuntumalla M.K., Attrash M., Akhvlediani R., Michaelson S., Hoffman A. // Appl. Surf. Sci. 2020. V. 25. P. 146562.

  38. Sui Y., Zhu B., Zhang H., Shu H., Chen Z., Zhang Y., Liu X. // Carbon. 2015. V. 81. P. 814.

  39. Inagaki M., Toyoda M., Soneda Y., Morishita T. // Carbon. 2018. V. 132. P. 104.

  40. Lindberg B.J., Hedman J. // Chem. Scr. 1975. V. 7. № 4. P. 155.

  41. Chen C.-M., Zhang Q., Yang M.-G., Huang C.-H., Yang Y.-G., Wang M.-Z. // Carbon. 2012. V. 50. P. 3572.

  42. Oh Y.J., Yoo J.J., Kim Y.I., Yoon J.K., Yoon H.N., Kim J.H., Park S.B. // Electrochim. Acta. 2014. V. 116. P. 118.

  43. Folkesson B., Sundberg P. // Spectrosc. Lett. 1987. V. 20. № 3. P. 193.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Кинетика и катализ

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал