ИСТИНА

Высокодисперсные частицы палладия и платины, нанесенные на оксид алюминия, в настоящее время являются одной из наиболее эффективных систем полного каталитического окисления углеводородов. При этом палладий находится преимущественно в виде оксида палладия (II), а платина – в виде металла. Cо временем данные катализаторы теряют активность. Это связывают с присутствием остаточных хлорсодержащих соединений, поскольку при нанесении каталитических частиц на носитель наиболее часто используют хлориды и хлоридные комплексы [1]. Механизм процессов, протекающих на катализаторе в ходе его изготовления и работы, в настоящее время изучен не до конца. Таким образом, целью данной работы установление того, какие процессы протекают на катализаторе в ходе его изготовления и работы. Для этого мы использовали КР-спектроскопию в режиме in situ как наиболее эффективный метод, позволяющий исследовать очень малые количества вещества в ходе работы катализатора в максимально близких к реальным условиях. КР-спектроскопия высокочувствительна к присутствию соединений, которые могут образовываться в процессе работы катализатора, в том числе, к PdO, α- и β-PdCl2 [2]. Из данных, полученных с помощью EDX и SEM, следует, что отношение Pd к Pt в разных точках среза чувствительного элемента отличается, причем в сторону избытка как Pd, так и Pt. В связи с этим особый интерес представляют летучие соединения этих металлов, в частности, Pd. Мы определили, что содержание воды в исходном PdCl2 стремится к нулю, что позволяет предположить, что небольшое изменение массы (0,5%) при переходе из β- в α-форму связано, в первую очередь, с летучестью первой, а присутствие воды на масс-спектре согласуется с содержанием воды в воздухе. Мы установили, что до начала процессов разложения при дальнейшем росте температуры в газовую фазу в форме кластеров β-PdCl2 переходит еще около 3,5% исходного PdCl2, который при снижении температуры оседает на подложке в виде небольших коричневых кристаллов; их КР-спеткр указывает на чистый PdO. Также мы выяснили, что в системе наблюдается равновесие Pd/PdO; нестехиометричный оксид PdOx (x<1), образование которого предпологалось в литературе в качестве причины сдвигов пика оксида палладия на КР-спектре, нами зафиксирован не был. С помощью специальной ячейки, позволяющей измерять спектры КР в заданной атмосфере, с высокой точностью задавать температуру катализатора и оценивать конверсию метана в реакции окисления, мы провели ряд измерений КР-спектров in situ: при различном напряжении (а, следовательно, и температуре катализатора) на воздухе, и в присутствии 1,58 об. % СH4. Согласно полученным данным, единственной фазой, которую удалось детектировать при помощи КР-спектроскопии, является PdO. Было установлено, что положение полос в КР спектре линейно зависит от температуры, а сдвиг составляет 4,4 см-1/100°.