catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-124Research ArticleОТЕЧЕСТВЕННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫDOMESTIC CATALYSTБИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ Au-Cu/CeO2 КАТАЛИЗАТОР: СИНТЕЗ, СТРУКТУРА И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В ИЗБИРАТЕЛЬНОМ ОКИСЛЕНИИ СОBimetallic Au-Cu/CeO2 catalyst: synthesis, structure and catalytic properties in selective oxidation of COПотемкинД. И.PotemkinD. I.

мл. науч. сотрудник Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН. Тел.: (383) 326-97-47

potema@catalysis.ruСнытниковП. В.SnytnikovP. V.

канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник того же института. Тел.: (383) 326-94-71

pvsnyt@catalysis.ruСемитутЕ. Ю.SemitutE. Yu.

мл. науч. сотрудник Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН. Тел.: (383) 316-56-33

semitut@niic.nsc.ruПлюснинП. Е.PlyusninP. E.

канд. хим. наук, науч. сотрудник того же института. Тел. тот же

plus@niic.nsc.ruШубинЮ. В.ShubinYu. V.

д-р хим. наук, доц., ведущий науч. сотрудник того же института. Тел. тот же.

shubin@niic.nsc.ruСобянинВ. А.SobyaninV. A.

д-р хим. наук, проф., зав. лабораторией Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН. Тел.: (383) 326-93-23

sobyanin@catalysis.ruИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, г. Новосибирск Новосибирский государственный университетRussian FederationНовосибирский государственный университет Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, г. НовосибирскRussian FederationНовосибирский государственный университетRussian Federation201326112014054553Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/124

Рассмотрена возможность приготовления биметаллическихAu-Cu катализаторов разложением двойной  комплексной соли [Au(en)2]2[Cu(C2O4)2]3·8H2O. Показано, что данный метод приготовления позволяет селективно получать наночастицы твердого раствора Au0,4Cu0,6 на поверхности носителя. Состав частиц соответствует стехиометрии двойной комплексной соли. Свойства биметаллического Au-Cu/CeO2 катализатора и монометаллических Au/CeO2 и Cu/CeO2 катализаторов были исследованы в процессе избирательного окисления СО в смеси, содержащей СО2 и Н2О. Эксперименты проводились в проточной каталитической установке в области температур 50–250 °С в смеси следующего состава, об.%: CO – 1; O2 – 0,6; H2O – 10; CO2 – 20; H2 – 60 и He-баланс; при объемной скорости подачи (WHSV) 276 000 см3·г–1·ч–1. Биметаллический катализатор позволял окислять значительно большее количество СО при большей селективности в присутствии СО2 и Н2О в смеси по сравнению с монометаллическими катализаторами. Избирательное окисление моноксида углерода в присутствии водорода является перспективным методом глубокой очистки водородсодержащих газовых смесей от моноксида углерода. Очищенный водородсодержащий газ может использоваться для питания портативных энергоустановок на основе низкотемпературных протонообменных мембранных топливных элементов, для синтеза аммиака и для процессов гидрирования в тонком органическом синтезе.

The ability to prepare bimetallic Au-Cu catalysts by double decomposition of the complex [Au(en)2]2[Cu(C2O4)2]3·8H2O is considered. It is shown that this preparation method allows to selectively receive the nanoparticles of solid solution Au0,4Cu0,6 on the surface of the support. The composition corresponds of the stoichiometry of dual complex salt. Properties of bimetallic Au-Cu/CeO2 and monometallic Au/CeO2 and Cu/CeO2 catalysts were tested in the selective oxidation of CO in a mixture of CO2 and H2O. Experiments were carried out in flow catalytic unit in the temperature range 50–250 °C in a mixture of the following composition vol.%: CO – 1; O2 – 0,6; H2O – 10; CO2 – 20; H2 – 60 and He-balance, with the volume flow rate (WHSV) 276 000 sm3·g–1·h–1. The bimetallic catalyst allowed to oxidize significantly greater amount of CO at a higher selectivity in the presence of CO2 and H2O in a mixture over then the monometallic catalysts. The selective oxidation of carbon monoxide in the presence of hydrogen is a promising method of deep cleaning hydrogen from gaseous mixtures of carbon monoxide. The purified hydrogen gas may be used to power portable power plants based on low temperature proton exchange membrane fuel cell, also for synthesis of ammonia and for hydrogenation processes in thin organic synthesis.

биметаллические катализаторыAu-Cu катализаторызолото-медные катализаторыдвойные комплексные солиприготовление катализаторовочистка от СОизбирательное окисление СОполучение водородаbimetallic catalystsAu-Cu catalystscopper – gold catalystsdouble complex saltspreparation of catalystsremoval of COselective oxidation of COproduction of hydrogenReferencesDenkwitz Y., Schumacher B., Kucerova G., Behm R.J. // J. Catal. 2009. Vol. 267. P. 78.Denkwitz Y., Schumacher B., Kucerova G., Behm R.J. // J. Catal. 2009. Vol. 267. P. 78.Galletti C., Fiorot S., Specchia S., Saracco G., Specchia V. // Chem. Eng. J. 2007. Vol. 134. P. 45.Galletti C., Fiorot S., Specchia S., Saracco G., Specchia V. // Chem. Eng. J. 2007. Vol. 134. P. 45.Sciré S., Crisafulli C., Riccobene P.M., Patané G., Pistone A. // Appl. Catal. A. 2012. Vol. 417—418. P. 66.Sciré S., Crisafulli C., Riccobene P.M., Patané G., Pistone A. // Appl. Catal. A. 2012. Vol. 417—418. P. 66.Liao X., Chu W., Dai X., Pitchon V. // Appl. Catal. A. 2012. Vol. 449. P. 131.Liao X., Chu W., Dai X., Pitchon V. // Appl. Catal. A. 2012. Vol. 449. P. 131.Avgouropoulos G., Ioannides T., Papadopoulou Ch., Batista J., Hocevar S., Matralis H.K. // Catal. Today 2002. Vol. 75. P. 157.Avgouropoulos G., Ioannides T., Papadopoulou Ch., Batista J., Hocevar S., Matralis H.K. // Catal. Today 2002. Vol. 75. P. 157.Avgouropoulos G., Papavasiliou J., Tabakova T., Idakiev V., Ioannides T. // Chem. Eng. J. 2006. Vol. 124. P. 41.Avgouropoulos G., Papavasiliou J., Tabakova T., Idakiev V., Ioannides T. // Chem. Eng. J. 2006. Vol. 124. P. 41.Yang X., Liao S., Song H., Li Y., Fu Z., Su Y. // J. Catal. 2012. Vol. 291. P. 36.Yang X., Liao S., Song H., Li Y., Fu Z., Su Y. // J. Catal. 2012. Vol. 291. P. 36.Edwards J.K., Solsona B.E., Landon P., Carley A.F., Herzing A., Kiely C.J., Hutchings G.J. // J. Catal. 2005.Edwards J.K., Solsona B.E., Landon P., Carley A.F., Herzing A., Kiely C.J., Hutchings G.J. // J. Catal. 2005.Vol. 236. P. 69—79.Vol. 236. P. 69—79.Menegazzo F., Butri P., Signoretto M., Manzoli M., Vankova S., Boccuzzi F., Pinna F., Strukul G. // J. Catal. 2008. Vol. 257. P. 369.Menegazzo F., Butri P., Signoretto M., Manzoli M., Vankova S., Boccuzzi F., Pinna F., Strukul G. // J. Catal. 2008. Vol. 257. P. 369.Lopez-Sanchez J.A., Dimitratos N., Glanville N., Kesavan L., Hammond C., Edwards J.K., Carley A.F., Kiely C.J., Hutchings G.J. // Appl. Catal. A. 2011. Vol. 391. P. 400.Lopez-Sanchez J.A., Dimitratos N., Glanville N., Kesavan L., Hammond C., Edwards J.K., Carley A.F., Kiely C.J., Hutchings G.J. // Appl. Catal. A. 2011. Vol. 391. P. 400.Bernardotto G., Menegazzo F., Pinna F., Signoretto M., Cruciani G., Strukul G. // Appl. Catal. A. 2009. Vol. 358. P. 129.Bernardotto G., Menegazzo F., Pinna F., Signoretto M., Cruciani G., Strukul G. // Appl. Catal. A. 2009. Vol. 358. P. 129.Enache D.I., Edwards J.K., Landon P., Solsona-Espriu B., Carley A.F., Herzing A.A., Watanabe M., Kiely C.J.,Enache D.I., Edwards J.K., Landon P., Solsona-Espriu B., Carley A.F., Herzing A.A., Watanabe M., Kiely C.J.,Knight D.W., Hutchings G.J. // Science 2006. Vol. 311. P. 362.Knight D.W., Hutchings G.J. // Science 2006. Vol. 311. P. 362.Luo J., Njoki P.N., Mott D., Wang L., Zhong C.-J. // Langmuir 2006. Vol. 22(6). P. 2892.Luo J., Njoki P.N., Mott D., Wang L., Zhong C.-J. // Langmuir 2006. Vol. 22(6). P. 2892.Bianchi C.L., Canton P., Dimitratos N., Porta F., Prati L. // Catal. Today 2005. Vol. 102—103. P. 203.Bianchi C.L., Canton P., Dimitratos N., Porta F., Prati L. // Catal. Today 2005. Vol. 102—103. P. 203.Gómez-Cortés A., Díaz G., Zanella R., Ramírez H., Santiago P., Saniger J.M. // J. Phys. Chem. C. 2009 Vol. 113(22). P. 9710.Gómez-Cortés A., Díaz G., Zanella R., Ramírez H., Santiago P., Saniger J.M. // J. Phys. Chem. C. 2009 Vol. 113(22). P. 9710.Liu X., Wang A., Zhang T., Su D.-S., Mou C.-Y. // Catal. Today 2011. Vol. 160. P. 103.Liu X., Wang A., Zhang T., Su D.-S., Mou C.-Y. // Catal. Today 2011. Vol. 160. P. 103.Mozer T.S., Dziuba D.A., Vieira C.T.P., Passos F.B. // J. Pow. Sources 2009. Vol. 187. P. 209.Mozer T.S., Dziuba D.A., Vieira C.T.P., Passos F.B. // J. Pow. Sources 2009. Vol. 187. P. 209.Da Silva Lima Fonseca J., Ferreira H.S., Bion N., Pirault-Roy L., do Carmo Rangel M., Duprez D., Epron F. // Catal. Today 2012. Vol. 180 P. 34.Da Silva Lima Fonseca J., Ferreira H.S., Bion N., Pirault-Roy L., do Carmo Rangel M., Duprez D., Epron F. // Catal. Today 2012. Vol. 180 P. 34.Gamboa-Rosales N.K., Ayastuy J.L., Gonzalez-Marcos M.P., Gutierrez-Ortiz M.A. // Int. J. Hydrogen Energy 2012. Vol. 37. P. 7005.Gamboa-Rosales N.K., Ayastuy J.L., Gonzalez-Marcos M.P., Gutierrez-Ortiz M.A. // Int. J. Hydrogen Energy 2012. Vol. 37. P. 7005.Liu X., Wang A., Li L., Zhang T., Mou C.-Y., Lee J.-F. // J. Catal. 2011. Vol. 278. P. 288.Liu X., Wang A., Li L., Zhang T., Mou C.-Y., Lee J.-F. // J. Catal. 2011. Vol. 278. P. 288.Sobyanin V.A., Snytnikov P.V., Kozlov D.V., Vorontsov A.V., Korenev S.V., Gubanov A.I., Yusenko K.V., Shubin Yu.V., Venediktov A.B. Patent RU 2294240.Sobyanin V.A., Snytnikov P.V., Kozlov D.V., Vorontsov A.V., Korenev S.V., Gubanov A.I., Yusenko K.V., Shubin Yu.V., Venediktov A.B. Patent RU 2294240.Potemkin D.I., Filatov E.Yu., Zadesents A.V., Snytnikov P.V., Shubin Yu.V., Sobyanin V.A. // Chem. Eng. J. 2012. Vol. 207—208. P. 683.Potemkin D.I., Filatov E.Yu., Zadesents A.V., Snytnikov P.V., Shubin Yu.V., Sobyanin V.A. // Chem. Eng. J. 2012. Vol. 207—208. P. 683.Snytnikov P.V., Yusenko K.V., Korenev S.V., Shubin Yu.V., Sobyanin V.A. // Kinet. Catal. 2007. Vol. 48(2). P. 276.Snytnikov P.V., Yusenko K.V., Korenev S.V., Shubin Yu.V., Sobyanin V.A. // Kinet. Catal. 2007. Vol. 48(2). P. 276.PCPDFWin, Ver 1.30, JCPDS ICDD, Swarthmore, PA, USA, 1997.PCPDFWin, Ver 1.30, JCPDS ICDD, Swarthmore, PA, USA, 1997.Makotchenko E.V., Bykova E.A., Semitut E.Yu., Shubin Yu.V., Snytnikov P.V., Plyusnin P.E. // J. Struct. Chem. 2011. Vol. 52(5). P. 924.Makotchenko E.V., Bykova E.A., Semitut E.Yu., Shubin Yu.V., Snytnikov P.V., Plyusnin P.E. // J. Struct. Chem. 2011. Vol. 52(5). P. 924.Moulder J.F., Stickle W.F. in: P.E. Sobol (Ed.), Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy, Perkin-Elmer Corporation, Physical Electronics Division, Eden/Prairie/Minnesota, 1992.Moulder J.F., Stickle W.F. in: P.E. Sobol (Ed.), Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy, Perkin-Elmer Corporation, Physical Electronics Division, Eden/Prairie/Minnesota, 1992.Potemkin D.I., Snytnikov P.V., Pakharukova V.P., Semin G.L., Moroz E.M., Sobyanin V.A. // Kinet. Catal. 2010. Vol. 51(1). P. 119.Potemkin D.I., Snytnikov P.V., Pakharukova V.P., Semin G.L., Moroz E.M., Sobyanin V.A. // Kinet. Catal. 2010. Vol. 51(1). P. 119.Biesinger M.C., L. Lau W.M., Gerson A.R., Smart R.St.C. // Appl. Surf. Sci. 2010. Vol. 257. P. 887.Biesinger M.C., L. Lau W.M., Gerson A.R., Smart R.St.C. // Appl. Surf. Sci. 2010. Vol. 257. P. 887.Snytnikov P.V., Potemkin D.I., Rebrov E.V., Sobyanin V.A., Hessel V., Schouten J.C. // Chem. Eng. J. 2010. Vol. 160. P. 923.Snytnikov P.V., Potemkin D.I., Rebrov E.V., Sobyanin V.A., Hessel V., Schouten J.C. // Chem. Eng. J. 2010. Vol. 160. P. 923.Potemkin D.I., Snytnikov P.V., Belyaev V.D., Sobyanin V.A. // Chem. Eng. J. 2011. Vol. 176—177. P. 165.Potemkin D.I., Snytnikov P.V., Belyaev V.D., Sobyanin V.A. // Chem. Eng. J. 2011. Vol. 176—177. P. 165.Snytnikov P.V., Badmaev S.D., Volkova G.G., Potemkin D.I., Zyryanova M.M., Belyaev V.D., Sobyanin V.A. //Snytnikov P.V., Badmaev S.D., Volkova G.G., Potemkin D.I., Zyryanova M.M., Belyaev V.D., Sobyanin V.A. //Int. J. of Hydrogen Energy 2012. Vol. 37. P. 16388.Int. J. of Hydrogen Energy 2012. Vol. 37. P. 16388.Snytnikov P.V., Popova M.M., Men Y., Rebrov E.V., Kolb G., Hessel V., Schouten J.C., Sobyanin V.A. // Appl. Catal. A. l. 2008. Vol. 350(1). P. 53.Snytnikov P.V., Popova M.M., Men Y., Rebrov E.V., Kolb G., Hessel V., Schouten J.C., Sobyanin V.A. // Appl. Catal. A. l. 2008. Vol. 350(1). P. 53.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.