Катализ на моно- и биметаллических наночастицах системы серебро–медь CunAgm

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе исследованы каталитические свойства моно- и биметаллических наночастиц системы медь–серебро переменного состава, нанесенные на оксид алюминия, в реакциях конверсии модификаций протия и дейтеро-водородного обмена. Из сравнения температурных зависимостей удельной каталитической активности образцов в двух изучаемых реакциях сделан вывод о различных механизмах протекания реакций. Показано, что по сравнению с массивными металлами наночастицы состава CunAgm обладают каталитическими свойствами в широком интервале температур, вплоть до –196°C. В химической реакции изотопного обмена в молекулярном водороде наблюдается синергетический эффект, что свидетельствует о взаимодействии металлов в биметаллических наночастицах.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. Б. Пшеницын

ФГБОУ ВО Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева

Автор, ответственный за переписку.
Email: pshenmichail@gmail.com
Россия, Миусская пл., 9, Москва, 125047

О. А. Боева

ФГБОУ ВО Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева

Email: pshenmichail@gmail.com
Россия, Миусская пл., 9, Москва, 125047

А. С. Конопацкий

ФГАОУ ВО Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”

Email: pshenmichail@gmail.com
Россия, Ленинский просп., 4, Москва, 119049

А. Ю. Антонов

ФГБОУ ВО Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева

Email: pshenmichail@gmail.com
Россия, Миусская пл., 9, Москва, 125047

К. Н. Жаворонкова

ФГБОУ ВО Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева

Email: pshenmichail@gmail.com
Россия, Миусская пл., 9, Москва, 125047

Список литературы

  1. Boeva O.A., Odintzov A.A., Solovov R.D., Abkhalimov E.V., Zhavoronkova K.N., Ershov B.G. // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. № 36. P. 22897.
  2. Abkhalimov E., Boeva O., Odintzov A., Solovov R., Zhavoronkova K., Ershov B. // NANOCON2017 – Conference Proceedings, 9th International Conference on Nanomaterials – Research and Application: 9. 2018. V. 2017. P. 308.
  3. Boeva O.A., Odintsov A.A., Zhavoronkova K.N. // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 1099. № 012027.
  4. Abkhalimov E.V., Boeva O.A., Odintzov A.A., Solovov R.D., Zhavoronkova K.N., Ershov B.G. // Catal. Commun. 2020. V. 133. P. 1058402021.
  5. Boeva O.A., Kudinova E.S., Panyukova N.S., Nesterova N.I., Zhavoronkova K.N. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1696. P. 012015.
  6. Boeva O.A., Antonov A.Y., Zhavoronkova K.N. // Catal. Commun. 2021. V. 148. P. 106173.
  7. Boeva O., Kudinova E., Vorakso I., Zhavoronkova K., Antonov A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 4. P. 4759.
  8. Haruta M., Yamada N., Kobayashi T., Iijima S. // J. Сatal. 1989. P. 175.
  9. Hutchings G.J. // Gold Bull. 1996. № 29. P. 123.
  10. Prati L., Martra G. // Gold Bull. 1999. № 32. P. 96.
  11. Fu Q., Weber A., Flytzani-Stephanopoulos M. // Catal. Lett. 2001. V. 77. № 1. P. 87.
  12. Wang D., Yang G., Ma Q., Wu M., Tan Y., Yoneyama Y., Tsubaki N. // ACS Catal. 2012. V. 2. № 9. P. 1958.
  13. Kaur R., Mehta S.K., Gradzielski M., Giordano C. // Chemistry – An Asian Journal. 2014. V. 9. № 1. P. 189.
  14. Бухтияров А.В., Стахеев А.Ю., Мытарева А.И., Просвирин И.П., Бухтияров В.И. // Изв. АН. Сер. хим. 2015. № 12. С. 2780.
  15. Naseem K., Begum R., Farooqi Z.H., Wu W., Irfan A. // Appl. Organomet. Chem. 2020. V. 34. № 9. P. 5742.
  16. Андерсен Дж. Р. Структура металлических катализаторов. Москва: Мир, 1978. 482 с. (Anderson J.R. Structure of metallic catalysts. Academic Press. 1975. 469 p.)
  17. Sergeev M.O., Revina A.A., Busev S.A., Zolotarevskiy V.I., Zhavoronkova K.N., Boeva O.A. // Nanotechnol. Rev. 2014. V. 3. № 5. P. 515.
  18. Bystrova O.S., Boeva O.A. // Theor. Found. Chem. Eng. 2008. V. 42. № 5. P. 627.
  19. Chen Y., Fan S., Chen J., Deng L., Xiao Z. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2022. V. 14. № 7. P. 9106.
  20. Bond G.C., Namijo S.N., Wakeman J.S. // J. Mol. Catal. 1991. V. 64. № 3. P. 305.
  21. Zhu B.O., Chen P., Luo M., Yuan X., Wu H., Lu G. // Acta Chimica Sinica. 1997. V. 55. № 1. P. 42.
  22. Lee J.H., Lee B.J., Lee D.W., Choung J.W., Kim C.H., Lee K.Y. // Fuel. 2020. V. 275. P. 117930.
  23. Czaplinska J., Sobczak I., Ziolek M. // J. Phys. Chem. C. 2014. V. 118. № 24. P. 12796.
  24. Aboukaïs A., Skaf M., Hany S., Cousin R., Aouad S., Labaki M., Abi-Aad E. // Mater. Chem. Phys. 2016. V. 177. P. 570.
  25. Zhang R., Kaliaguine S. // Appl. Catal. B: Environ. 2008. V. 78. № 3–4. P. 275.
  26. Бухтияров А.В., Просвирин И.П., Четырин И.А., Сараев А.А., Каичев В.В., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2016. Т. 57. № 5. С. 711.
  27. Eley D.D., Norton P.R. // Discus. Faraday Soc. 1966. V. 41. P. 135.
  28. Ридил Э. Развитие представлений в области катализа. Пер. с англ. Москва: Мир, 1971. 251 с. (Eric K. Rideal. Concepts in Catalysis. Academic P. 1968. 194 p.)
  29. Breakspere R.J., Eley D.D., Norton P.R. // J. Catal. 1972. V. 27. № 2. P. 215.
  30. Жаворонкова К.Н. Низкотемпературный изотопный обмен в молекулярном водороде и орто-пара конверсия протия на пленках металлов и интерметаллидов. Дисс. … д. х. н. Москва: Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, 2009.
  31. Rideal E.K. // Journal of the Research Institute for Catalysis Hokkaido University. 1968. V. 16. № 1. P. 45.
  32. Scholten J.J.F., Konvalinka J.A. // J. Catal. 1966. V. 5. № 1. P. 1.
  33. Рожков И.В., Алмазов О.А., Ильинский А.А. Получение жидкого водорода. Москва: Химия, 1967. 198 с.
  34. Жаворонкова K.Н., Боева О.А., Теракова А.С. // Химическая промышленность. 1999. № 4. С. 66.
  35. Zhavoronkova K.N., Boeva O.A. // React. Kinet. Catal. Lett. 1989. V. 40. № 2. P. 285.
  36. Cunningham C.M., Johnston H.L. // J. Am. Chem. Soc. 1958. V. 80. № 10. P. 2377.
  37. Буянов Р.А., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2017. Т. 17. № 5. С. 390.
  38. Жаворонкова K.Н., Боева О.А., Теракова А.С. // Химическая промышленность. 1999. № 4. С. 66.
  39. Zhavoronkova K.N. Boeva O.A. // React. Kinet. Catal. Lett. 1989. V. 40. № 2. P. 285.
  40. Эллерт О.Г., Цодиков М.В., Николаев С.А., Новоторцев В.М. // Успехи химии. 2014. Т. 83. № 8. С. 718.
  41. Lukashin A., Eliseev A., Zhuravleva N., Vertegel A., Tretyakov Y., Lebedev O., Tendeloo G. // Mendeleev Commun. 2004. V. 14. № 4. P. 174.
  42. Ростовщикова Т.Н., Смирнов В.В., Кожевин В.М., Явсин Д.А., Гуревич С.А. // Российские нанотехнологии. 2007. Т. 2. № 1–2. С. 47.
  43. Одинцов А.А., Боева О.А., Сергеев М.О., Ревина А.А. // Российские нанотехнологии. 2013. Т. 8. № 9–10. С. 38. (Odintsov A.A., Boeva O.A., Sergeev M.O., Revina A.A. // Nanotechnologies in Russia. 2013. V. 8. P. 612.)
  44. Сергеев М.О., Антонов А.Ю., Одинцов А.А., Жаворонкова К.Н., Ревина А.А., Боева О.А. // Успехи в химии и химической технологии. 2012. Т. 26. № 7 (136). С. 28.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изображения ПЭМ и распределения по размерам моночастиц Cu, Ag и бинарных частиц CunAgm.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. ПЭМ-изображения частиц (а, в) и результат обработки методом быстрого преобразования Фурье (БПФ) левой частицы (б).

Скачать (475KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Наложенные элементные карты (а, в) Cu (красные точки) и Ag (зеленые точки) с соответствующими им HAADF-изображениями (б, г).

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Профили ТПВ (а) и ТПО (б) на образцах с частицами Cu, Ag и CunAgm.

Скачать (456KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Результаты адсорбционных исследований (77 К) образцов: оранжевые столбцы – первоначальная удельная площадь поверхности, синие столбцы – стабильная удельная площадь поверхности.

Скачать (146KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость lgКуд от 1000/Т для образца с наночастицами Cu: красные точки – дейтеро-водородный обмен; зеленые – магнитная конверсия протия.

Скачать (230KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость lgКуд от 1000/Т для образца с наночастицами Ag: красные точки – дейтеро-водородный обмен; зеленые – магнитная конверсия протия.

Скачать (242KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Зависимости lgКуд от 1000/Т для образцов с наночастицами: а – Cu75Ag25, б – Cu50Ag50, в – Cu25Ag75: красные точки – дейтеро-водородный обмен; зеленые – магнитная конверсия протия.

Скачать (1MB)
Метаданные
10. Рис. 9. Каталитическая активность биметаллических наночастиц в реакции конверсии модификаций водорода.

Скачать (150KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Зависимость удельной каталитической активности при –196°C от состава моно- и биметаллических наночастиц в реакциях: а – орто-пара-конверсии протия, б – дейтеро-водородного обмена.

Скачать (234KB)
Метаданные