Приготовление и исследование стеклотканых катализаторов в процессе переработки метана в синтез газ

Аннотация

В углекислотной конверсии метана (УКМ) изучена каталитическая активность наноструктурированных, низкопроцентных Cо, Со-Ni катализаторов на основе стеклоткани, полученных методом “solution combustion” (SC). Проведено исследование физико-химических характеристик полученных образцов методами атомно-силовой микроскопии (АСМ), термопрограммированного восстановления (ТПВ) и электронными спектрами диффузного отражения (ЭСДО). Методом АСМ установлено. что активные частицы катализатора имеют размер порядка 5 нм, что доказывает образование наноразмерных частиц активного компонента. Исследования ТПВ для изученных систем показали смещение максимума поглощения водорода в сторону более высоких температур, что, по-видимому, связано с взаимодействием активных компонентов с носителем вплоть до образования новых фаз. Электронные спектры диффузного отражения выявили образование на поверхности стеклоткани дефектных шпинельных фаз в составе которых присутствуют ионы Ni и Со: [Co²⁺,Ni²⁺](Co³⁺)₂O₄ и подтвердили данные ТПВ о сильном взаимодействии катионов Ni²⁺_Оh и Со²⁺_Td с носителем, а также формирование в процессе синтеза образцов шпинельных структур часть из которых являются дефектными, например, [Co²⁺](Co³⁺)₂O₄ или [Co²⁺](Al³⁺,Co³⁺)₂O₄ Найдено, что метод SC позволяет получать активный компонент на поверхности стеклоткани в виде наночастиц размером 5-10 нм. Выявлена высокая активность катализаторов, активным компонентом которых выступает кобальт - увеличение содержания Со в матрице стеклоткани приводит к возрастанию активности.