1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Кинетика и катализ
  4. T. 64, № 6, 2023

Кинетика и катализ, 2023, T. 64, № 6, стр. 749-760

Первое применение палладий-фосфорных катализаторов в прямом синтезе пероксида водорода: причины промотирующего действия фосфора

Л. Б. Белых a, *, Н. И. Скрипов a, Т. П. Стеренчук a, В. В. Акимов b, В. Л. Таусон b, М. Н. Лихацкий c, Е. А. Миленькая a, Т. А. Корнаухова a, Ф. К. Шмидт a

a ФГБОУ ВО Иркутский государственный университет
664003 Иркутск, ул. К. Маркса, 1, Россия

b ФГБУН Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН
664033 Иркутск, ул. Фаворского, 1А, Россия

c Институт химии и химической технологии СО РАН, обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН,
660036 Красноярск, Академгородок, 50, стр. 24, Россия

* E-mail: belykh@chem.isu.ru

Поступила в редакцию 21.03.2023
После доработки 25.04.2023
Принята к публикации 16.05.2023

Аннотация

На основе совокупности данных рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), рентгенофазового анализа (РФА), просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (ПЭМ ВР) и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (МС ИСП) рассмотрены основные причины промотирующего действия фосфора на свойства палладиевых катализаторов P-d–P/ZSM-5 в прямом синтезе Н2О2 из Н2 и О2 в мягких условиях. Показано, что введение фосфора в состав катализатора влияет на дисперсность, электронное состояние палладия в поверхностном слое и поверхностную концентрацию фосфат- и фосфит-ионов. Увеличению выхода Н2О2 благоприятствует рост дисперсности Pd–P-катализаторов, ингибирование побочного процесса разложения Н2О2 поверхностными фосфат- и фосфит-ионами и уменьшение растворимости водорода в твердых растворах фосфора в палладии.

Ключевые слова: прямой синтез Н2О2, палладий, промотор, фосфор, РФЭС, РФА, ПЭМ

Список литературы

  1. Menegazzo F., Signoretto M., Ghedini E., Strukul G. // Catalysts. 2019. V. 9. № 3. P. 251.

  2. Blanco-Brieva G., Desmedt F., Miquel P., Campos-Martin J.M., Fierro J.L.G. // Catalysts. 2022. V. 12. P. 796.

  3. Lewis R.J., Koy M., Macino M., Das M., Carter J.H., Morgan D.J., Davies T.E., Ernst J.B., Freakley S.J., Glorius F., Hutchings G.J. // J. Am. Chem. Soc. 2022. V. 144. P. 15431.

  4. Barnes A., Lewis R.J., Morgan D.J., Davies T.E., Hutchings G.J. // Catal. Sci. Technol. 2022. V. 12. P. 1986.

  5. Wang S., Gao K., Li W., Zhang J. // Appl. Catal. A: Gen. 2017. V. 531. P. 89.

  6. Deguchi T., Yamano H., Takenouchi S., Iwamoto M. // Catal. Sci. Technol. 2018. V. 8. P. 1002.

  7. Yoon J., Han G.-H., Lee M.W., Lee S.-H., Lee S.H., Lee K.-Y. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 604. 154464.

  8. Shi Y., Elnabawy A.O., Gilroy K.D., Hood Z.D., Chen R., Wang C., Mavrikakis M., Xia Y. // ChemCatChem. 2022. V. 14. e202200475.

  9. Blanco-Brieva1 G., Montiel-Argaiz M., Desmedt F., Miquel P., Campos-Martin J.M., Fierro G.J.L. // Top. Catal. 2017. V. 60. P. 1151.

  10. Han G.H., Lee S.H., Hwang S.Y., Lee K.Y. // Adv. Energy Mater. 2021. V. 11. № 27. 2003121.

  11. Chen L., Medlin J.W., Gronbeck H. //ACS Catal. 2021. V. 11. P. 2735.

  12. Liu Y., McCue A.J., Li D. //ACS Catal. 2021. V. 11. P. 9102.

  13. Ван Я., Нуждин А.Л., Шаманаев И.В., Бухтиярова Г.А. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 6. С. 743.

  14. Журенок А.В., Марковская Д.В., Потапенко К.О., Черепанова С.В., Сараев А.А., Герасимов Е.Ю., Козлова Е.А. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 3. С. 294.

  15. Belykh L.B., Skripov N.I., Sterenchuk T.P., Kornaukhova T.A., Milenkaya E.A., Schmidt F.K. // Mol. Catal. 2022. V. 528. 112509.

  16. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. Москва: Мир, 1976. 572 с. (Gordon A.J., Ford R.A. The Chemist’s Companion. New-York: Wiley & Sons, 1972.)

  17. Matthews J.C., Nashua N.H., Wood L.L. USA. Patent 3.474.464, 1969.

  18. Скрипов Н.И., Белых Л.Б., Стеренчук Т.П., Корнаухова Т.А., Миленькая Е.А., Шмидт Ф.К. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 2. С. 223. (Skripov N.I., Belykh L.B., Sterenchuk T.P., Kornaukhova T.A., Milenkaya E.A., Schmidt F.K. // Kinet. Catal. 2022. V. 63. № 2. P. 197.)

  19. Yu S., Cheng X., Wang Y., Xiao B., Xing Y., Ren J., Lu Y., Li H., Zhuang H., Chen G. // Nature Commun. 2022. V. 13. P. 4737.

  20. Hu B., Deng W., Li R., Zhang Q., Wang Y., Delplanque-Janssens F., Paul F., Desmedt F., Miquel P. // J. Catal. 2014. V. 319. P. 15.

  21. Liang W., Fu J., Chen H., Zhang X., Deng G. // Mater. Lett. 2021. V. 283. 128857.

  22. Смирнов М.Ю., Калинкин А.В., Симонов П.А., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 5. С. 602.

  23. Lou Y., Ma J., Hu W., Dai Q., Wang L., Zhan W., Guo Y., Cao X.-M., Guo X.-M., Hu P., Lu G. // ACS Catal. 2016. V. 6. № 12. P. 8127.

  24. Устюгов А.В., Корыпаева В.В., Обейдат З.З., Путин А.Ю., Шварц А.Л., Брук Л.Г. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 2. С. 258.

  25. Белых Л.Б., Стеренчук Т.П., Скрипов Н.И., Акимов В.В., Таусон В.Л., Романченко А.С., Гвоздовская К.Л., Санжиева С.Б., Шмидт Ф.К. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 6. С. 788. (Belykh L.B., Sterenchuk T.P., Skripov N.I., Akimov V.V., Tauson V.L., Romanchenko A.S., Gvozdovskaya K.L., Sanzhieva S.B., Shmidt F.K. // Kinet. Catal. 2019. V. 60. № 6. P. 808.)

  26. Lei J., Niu R., Wang S., Li J. // Solid State Sci. 2020. V. 101. 106097.

  27. Gabasch H., Unterberger W., Hayek K., Klotzer B., Kleimenov E., Teschner D., Zafeiratos S., Havecker M., Knop-Gericke A., Schlog R., Han J., Ribeiro F.H., Aszalos-Kiss B., Curtin T., Zemlyanov D. // Surf. Sci. 2006. V. 600. P. 2980.

  28. Wu T., Kaden W.E., Kunkel W.A., Anderson S.L. // Surf. Sci. 2009. V. 603. P. 2764.

  29. Koyano G., Yokoyama S., Misono M. // Appl. Catal. A: Gen. 1999. V. 188. P. 301.

  30. Akolekar D.B., Bhargava S.K. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2005. V. 236. P. 77.

  31. Белых Л.Б., Скрипов Н.И., Акимов В.В., Таусон В.Л., Степанова Т.П., Шмидт Ф.К. // ЖОХ. 2013. Т. 83. № 12. С. 1974.

  32. Neyyathala A., Flecken F., Hanf S. // ChemPlusChem. 2023. V. 88. e202200431.

  33. Xiong R., Zhao W., Wang Z., Zhang M. // Mol. Catal. 2021. V. 500. 111332.

  34. Скрипов Н.И., Белых Л.Б., Белоногова Л.Н., Уманец В.А., Рыжкович Е.Н., Шмидт Ф.К. // Кинетика и катализ. 2010. Т. 51. № 5. С. 739. (Skripov N.I., Belykh L.B., Belonogova L.N., Umanets V.A., Ryzhkovich E.N., Schmidt F.K. // Kinet. Catal. 2010. V. 51. № 5. P. 714.)

  35. Khoshkhoo M.S., Scudino S., Thomas J., Gemming T., Wendrock H., Eckert J. // Mater. Lett. 2013. V. 108. P. 343.

  36. Lewis R.J., Hutchings G.J. // ChemCatChem. 2019. V. 11. P. 298.

  37. Cao K., Yang H., Bai S., Xu Y., Yang C., Wu Y., Xie M., Cheng T., Shao Q., Huang X. // ACS Catal. 2021. V. 11. P. 1106.

  38. Jeong H.E., Kim S., Seo M.-G., Lee D.-W., Lee K.-Y. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2016. V. 420. P. 88.

  39. Adams J.S., Kromer M.L., Rodríguez-López J., Flaherty D.W. // J. Am. Chem. Soc. 2021. V. 143. P. 7940.

  40. Chen L., Medlin J.W., Gronbeck H. // ACS Catal. 2021. V. 11. P. 2735.

  41. Deschner B.J., Doronkin D.E., Sheppard T.L., Zimina A., Grunwaldt J.-D., Dittmeyer R. // J. Phys. Chem. C. 2021. V. 125. P. 3451.

  42. Flanagan B.T.B., Biehl G.E., Clewley J.D., Kundqvist S., Anderson Y. // J.C.S. Faraday I. 1980. V. 76. P. 196.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Кинетика и катализ

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал