Catalysis on Mono- and Bimetallic Nanoparticles of the Silver–Copper System CunAgm

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The purpose of this work is to study the catalytic properties of mono- and bimetallic nanoparticles of the copper-silver system of variable composition supported on aluminum oxide in the conversion reactions of protium modifications and deuterium-hydrogen exchange. From a comparison of the temperature dependences of the specific catalytic activity of the samples in the two reactions under study, a conclusion was drawn about different reaction mechanisms. It has been shown that, compared to bulk metals, nanoparticles of the CunAgm composition have catalytic properties in a wide temperature range, up to 77 K. In the chemical reaction of isotope exchange in molecular hydrogen, a synergistic effect is observed, which indicates the interaction of metals in biparticles.

Негізгі сөздер

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

M. Pshenitsyn

Dmitry Mendeleev University of Chemical Technology of Russia

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: pshenmichail@gmail.com
Ресей, Miusskaya square, 9, Moscow, 125047

O. Boeva

Dmitry Mendeleev University of Chemical Technology of Russia

Email: pshenmichail@gmail.com
Ресей, Miusskaya square, 9, Moscow, 125047

A. Konopatsky

National University of Science and Technology “MISiS”

Email: pshenmichail@gmail.com
Ресей, Leninskiy prosp., 4, Moscow, 119049

A. Antonov

Dmitry Mendeleev University of Chemical Technology of Russia

Email: pshenmichail@gmail.com
Ресей, Miusskaya square, 9, Moscow, 125047

K. Zhavoronkova

Dmitry Mendeleev University of Chemical Technology of Russia

Email: pshenmichail@gmail.com
Ресей, Miusskaya square, 9, Moscow, 125047

Әдебиет тізімі

  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.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. TEM images and size distributions of Cu, Ag monoparticles and CunAgm binary particles.

Жүктеу (1MB)
Метадеректер
3. Fig. 2. TEM images of particles (a, c) and the result of fast Fourier transform (FFT) processing of the left particle (b).

Жүктеу (475KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Superimposed elemental maps (a, c) of Cu (red dots) and Ag (green dots) with the corresponding HAADF images (b, d).

Жүктеу (1MB)
Метадеректер
5. Fig. 4. TPV (a) and TPO (b) profiles on samples with Cu, Ag and CunAgm particles.

Жүктеу (456KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Results of adsorption studies (77 K) of samples: orange columns – initial specific surface area, blue columns – stable specific surface area.

Жүктеу (146KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Dependence of lgKud on 1000/T for a sample with Cu nanoparticles: red dots – deuterium-hydrogen exchange; green – magnetic conversion of protium.

Жүктеу (230KB)
Метадеректер
8. Fig. 7. Dependence of lgKud on 1000/T for a sample with Ag nanoparticles: red dots – deuterium-hydrogen exchange; green – magnetic conversion of protium.

Жүктеу (242KB)
Метадеректер
9. Fig. 8. Dependences of lgKud on 1000/T for samples with nanoparticles: a – Cu75Ag25, b – Cu50Ag50, c – Cu25Ag75: red dots – deuterium-hydrogen exchange; green – magnetic conversion of protium.

Жүктеу (1MB)
Метадеректер
10. Fig. 9. Catalytic activity of bimetallic nanoparticles in the reaction of conversion of hydrogen modifications.

Жүктеу (150KB)
Метадеректер
11. Fig. 10. Dependence of specific catalytic activity at –196°C on the composition of mono- and bimetallic nanoparticles in reactions: a – ortho-para-conversion of protium, b – deuterium-hydrogen exchange.

Жүктеу (234KB)
Метадеректер