ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Данный проект направлен на решение одной из фундаментальных проблем гетерогенного катализа – установлении роли различных форм поверхностного кислорода в реакциях селективного окисления углеводородов на оксидных катализаторах. Задача проекта - в условиях in situ идентифицировать поверхностные формы кислорода, участвующие в образовании продуктов парциального и полного окисления. В основе предлагаемого подхода лежат изотопно-кинетические методы исследования – изотопный обмен и исследование динамики изотопного переноса непосредственно в условиях протекания реакции (Steady-State Isotopic Transient Kinetic Analysis). Основная идея заключается в определении изотопного состава продуктов реакции в условиях специально создаваемого неравновесного распределения изотопов 16О и 18O в различных формах поверхностного кислорода катализатора. В качестве объектов исследования планируется использовать широко используемые в промышленности ванадий-титановые катализаторы (VOX)n/TiO2, а также на новые многокомпонентные оксидные катализаторы Mo-V-Te-Nb и Mn-Co-Cu.
В условиях in situ, с использованием изотопной метки 18О, исследована реакционная способность различных форм кислорода многокомпонентных Mo-V-Te-Nb оксидных катализаторов в парциальном и глубоком окислении этанола. Установлено, что кислород решетки участвует в образовании продукта парциального окисления – уксусной кислоты, а слабосвязанный адсорбированный кислород в образовании продуктов глубокого окисления. Концентрация слабо связанного кислорода на Mo-V-Te-Nb катализаторах различного фазового состава увеличивается в ряду: M1 (орторомбическая фаза) < M2 (гексагональная) < слоистая фаза Mo5-x(V/Nb)xO14. Соответственно, в такой же последовательности увеличивается скорость реакции глубокого окисления и, как следствие, падает селективность по целевому продукту. Изучено влияние воды на кинетику окисления углеводородов на Mo-V-Te-Nb оксидных катализаторах. Показано, что, как и на исследованном ранее V-Ti катализаторе, вода положительно влияет на скорость окисления углеводородов в карбоновые кислоты. Влияние паров воды связано с двумя основными факторами. Во-первых, ускорением скорости десорбции кислоты под воздействием адсорбированной воды. Во-вторых, постепенным гидроксилированием поверхности и образованием центров Ме-OH, которые, в отличие от дегидроксилированных центров проявляют активность именно в парциальном окислении, причем их активность значительно превышает активность центров МеO. Исследовано влияние промоторов на состояние поверхностного кислорода на нано-кристаллическомо оксиде олова. Показано, что промотирование металлами платиновой группы, благодаря выраженному спилловер-эффекту, способствует повышению концентрации активных форм кислорода на поверхности SnO2, причем при нанесении рутения этот эффект выражен сильнее, чем при нанесении палладия. Изучено состояние кислорода в оксидах основе Ni-Co-Mn со структурой шпинели. Показано, что введение в структуру третьего металла - Ni приводит к образованию окислительно-восстановительных пар катионов (Co2+-Mn4+), которые обеспечивают высокую подвижность кислорода и способствуют протеканию окислительно-восстановительных реакций.
ИК СО РАН | Координатор |
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. | Реакционная способность поверхностных форм кислорода оксидных катализаторов в парциальном и глубоком окислении углеводородов |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. | Реакционная способность поверхностных форм кислорода оксидных катализаторов в парциальном и глубоком окислении углеводородов |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. | Реакционная способность поверхностных форм кислорода оксидных катализаторов в парциальном и глубоком окислении углеводородов |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".