Результаты этапа: При исследовании топохимических реакций в металл-нанесенных системах существует проблема взаимодействия активный компонент-носитель. Характер взаимодействия металл-носитель является оксид-оксидным и имеет химическую природу. На примере 15%Со-, Ni- и Fe/Al2O3 и 15%Со-, Ni- и Fe/0.2%Mgo/Al2O3 выяснена роль оксид-оксидного взаимодействия в топохимических реакциях карбидирования и гидрирования СО. Произведен целенаправленный синтез двойных оксидных систем на основе Al2O3 с целью выбора оптимального режима cинтеза шпинели. Показано, что для Fe и Ni-нанесенных катализаторов взаимодействие с носителем отрицательно сказывается на каталитической активности. Для Со-содержащих катализаторов их активность также падает по мере увеличения степени взаимодействия с носителем, но в некоторых случаях падение активности целиком компенсируется увеличением селективности. Модифицирование поверхности носителя ионами магния привело к образованию слоя шпинели MgAl2O4, что существенно уменьшило взаимодействие. Методом ТПВ показано, что значительно увеличилась скорость и степень восстановления. Другим важным результатом модифицирования носителя оксидом магния явилось значительное уменьшение зауглероживания поверхности катализатора в процессе гидрирования СО и уменьшение дисперсности. Использование магнитного метода, позволяющего в условиях in situ исследовать кинетику карбидирования Fe-нанесенных катализаторов, позволило построить кинетическую модель процесса. Для Со и Ni-нанесенных катализаторов гидрирования СО процесс аналогичный карбидированию железа, в литературе не отмечается и связано это с тем, что энергия активации диффузии углерода в Со и Ni превышает энергию активации гидрирования СО. На основании зависимости скорости образования метана и скорости изменения намагниченности от времени для катализаторов Со-, и Ni/Al2O3 сделан вывод об образовании в поверхностном слое частиц Со и Ni карбидоподобных соединений, представляющих собой растворы внедрения С в металле. |
Результаты этапа: При исследовании топохимических реакций в металл-нанесенных системах
существует проблема взаимодействия активный компонент-носитель. Характер
взаимодействия металл-носитель является оксид-оксидным и имеет химическую
природу. На примере 15%Со-, Ni- и Fe/Al2O3 и 15%Со-, Ni- и Fe/0.2%Mgo/Al2O3
выяснена роль оксид-оксидного взаимодействия в топохимических реакциях
карбидирования, гидрирования СО и конверсии метана диоксидом углерода.
Произведен целенаправленный синтез двойных оксидных систем на основе Al2O3 (Е-
200) с целью выбора оптимального режима синтеза шпинели. Кроме того,
использовался оксид циркония, допированный оксидом иттрия ZrO2+6%Y2O3 c
поверхностью 280 м2/г. Показано, что для Fe и Ni-нанесенных катализаторов
взаимодействие с носителем отрицательно сказывается на каталитической
активности. Для Со-содержащих катализаторов их активность также падает по мере
увеличения степени взаимодействия с носителем, но в некоторых случаях падение
активности целиком компенсируется увеличением селективности. Модифицирование
поверхности носителя ионами магния привело к образованию слоя шпинели
MgAl2O4, что существенно уменьшило взаимодействие активный компонент-
носитель. Методом ТПВ показано, что значительно увеличилась скорость и степень
восстановления. Другим важным результатом модифицирования носителя оксидом
магния явилось значительное уменьшение зауглероживания поверхности
катализатора в процессе гидрирования СО и уменьшение ее дисперсности.
Использование магнитного метода, позволяющего в условиях in situ исследовать
кинетику карбидирования Fe-нанесенных катализаторов, позволило построить
кинетическую модель процесса. Для Со и Ni-нанесенных катализаторов гидрирования
СО процесс, аналогичный карбидированию железа, в литературе не отмечается и
связано это с тем, что энергия активации диффузии углерода в Со и Ni превышает
энергию активации гидрирования СО. На основании зависимостей скорости
образования метана и скорости изменения намагниченности от времени для
катализаторов Со-, и Ni/Al2O3 сделан вывод об образовании в поверхностном слое
частиц Со и Ni карбидоподобных соединений, представляющих собой растворы
внедрения С в металле. На основании данных по температурно-программируемому
восстановлению в чистом метане катализаторов NiO/ZrO2 и NiО/Al2O3,
различающихся процентным содержанием никеля сделан вывод, что в процессе
конверсии метана диоксидом углерода CO выделяется в результате реакции между
гидроксильными группами поверхности носителя и углеродом на поверхности
никеля, который образуется в результате разложения метана. Оксид никеля при этом
восстанавливается водородом, выделяющимся при разложении метана.
Из результатов восстановления метаном различных нанесенных
катализаторов, NiO и смеси оксида никеля с оксидом циркония видно, что наиболее
полное восстановление происходит только в случае чистого оксида никеля. В
остальных же случаях неполное восстановление обуславливается оксид-оксидным
взаимодействием, т.е. образованием соответственно твердых растворов, шпинелей
или силикатов. Приведено отношение Сb/Cs, которое уменьшается в ряду NiO,
NiO/Al2O3, NiO/SiO2, NiO/ZrO2, где . (Сb) - количество графитоподобного углерода,
(Сs) - количество углерода, прогидрированного в процессе декарбидирования. |