catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2017-5-383-389catal-437Research ArticleОТЕЧЕСТВЕННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫDOMESTIC CATALYSTИзбирательное окисление СО на биметаллических катализаторах Pt0,5M0,5 (M = Fe, Co, Ni), приготовленных из двойных комплексных солейSelective Oxidation of CO over Bimetal Pt0.5M0.5 (M = Fe, Co, Ni) Catalysts Prepared from Complex Binary SaltsПотемкинД. И.PotemkinD. I.ctls@kalvis.ruСапарбаевЭ. С.SaparbaevE. S.ctls@kalvis.ruЗадесенецА. В.ZadesenetsA. V.ctls@kalvis.ruФилатовЕ. Ю.FilatovE. Yu.ctls@kalvis.ruСнытниковП. В.SnytnikovP. V.ctls@kalvis.ruСобянинВ. А.SobyaninV. A.ctls@kalvis.ruНовосибирский государственный университет (НГУ); Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), НовосибирскРоссияNovosibirsk State University; Boreskov Institute of Catalysis, NovosibirskRussian FederationНовосибирский государственный университет (НГУ); Федеральная политехническая школа Лозанны, ЛозаннаРоссияNovosibirsk State University; Swiss Federal Institute of Technology in LausanneRussian FederationНовосибирский государственный университет (НГУ); Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН (ИНХ СО РАН), НовосибирскРоссияNovosibirsk State University; Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, NovosibirskRussian FederationИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis, NovosibirskRussian Federation201715092017175383389Copyright © LLC "KALVIS", 20172017LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/437

В реакции избирательного окисления СО исследованы свойства нанопорошков сплавов Pt0,5M0,5 (M = Fe, Co, Ni), полученных разложением двойных комплексных солей: [Pt(NH3)5Cl][Fe(C2O4)3]·4H2O, [Pt(NH3)4][Co(C2O4)2(H2O)2]·2H2O, [Pt(NH3)4][Ni(C2O4)2(H2O)2]·2H2O соответственно. Показано, что биметаллические катализаторы Pt0,5M0,5 (M = Fe, Co, Ni) существенно более активны в области низких температур, чем нанопорошок Pt. Активность катализаторов уменьшается в ряду Pt0,5Co0,5 ≥ Pt0,5Ni0,5 > Pt0,5Fe0,5 >> Pt. Более высокая активность биметаллических Pt0,5M0,5 катализаторов в избирательном окислении СО при низких температурах в условиях значительного заполнения поверхности Pt адсорбированными молекулами СО, по всей видимости, обусловлена активацией СО на атомах Pt, активацией О2 на атомах второго металла (Fe, Co, Ni) и протеканием реакции в местах контакта атомов платины и второго металла на поверхности наночастиц сплавов. Исследованные в данной работе биметаллические системы могут быть востребованы для улучшения практически важных катализаторов избирательного окисления СО, имеют существенный потенциал в реакциях «дожига» СО и углеводородов, реакциях гидрирования, электрохимических реакциях и многих других. Использованный в работе метод приготовления биметаллических нанопорошков, основанный на разложении двойных комплексных солей, прост, не требует использования дорогих или сложных реактивов и может быть легко адаптирован для получения нанесенных катализаторов, содержащих наночастицы сплавов металлов Pt0,5M0,5 (M = Fe, Co, Ni).

Nanopowders of Pt0.5M0.5 (M = Fe, Co, Ni) alloys prepared by decomposition of complex binary salts [Pt(NH3)5Cl][Fe(C2O4)3]·4H2O, [Pt(NH3)4][Co(C2O4)2(H2O)2]·2H2O, [Pt(NH3)4][Ni(C2O4)2(H2O)2]·2H2O, respectively, were studied in the reaction of selective CO oxidation. The bimetal catalysts were shown more active at low temperature than the Pt nanopowder. The catalyst activities decrease in the series of Pt0.5Co0.5  Pt0.5Ni0.5 > Pt0.5Fe0.5 >>Pt. The observed high activity of bimetal Pt0.5M0.5 catalysts at low temperature and considerable coverage of the Pt surface by adsorbed CO molecules may be accounted for by the activation of CO on the Pt atoms and O2 on the second metal (Fe, Co, Ni) atoms and by the reaction localization on the Pt-M contacts on the alloy nanoparticle surface. The bimetal systems under study can be used for improving practically important catalysts for selective CO oxidation; they also are applicable for reburning of CO and hydrocarbons, hydrogenation, electrochemical reactions etc. The reported method for preparation of bimetal nanopowders based on the decomposition of complex binary salts is simple, does not need expensive reactants and can be easily adapted for synthesis of supported catalysts containing nanoparticles of metal alloys Pt0.5M0.5 (M = Fe, Co, Ni).

избирательное окисление СОселективное окисление СОбиметаллические катализаторыдвойные комплексные солиselective oxidation of CObimetal catalystscomplex binary saltsReferencesBuchwalter P., Rose J., Braunstein P. // Chem. Rev. 2015. Vol. 115. P. 28—126.Buchwalter P., Rose J., Braunstein P. // Chem. Rev. 2015. Vol. 115. P. 28—126.Yu W., Porosoff M.D., Chen J.G. // Chem. Rev. 2012. Vol. 112. P. 5780—5817.Yu W., Porosoff M.D., Chen J.G. // Chem. Rev. 2012. Vol. 112. P. 5780—5817.Blaser H.-U., Malan C., Pugin B., Spindler F., Steiner H., Studer M. // Adv. Synth. Catal. 2003. Vol. 345. No. 1+2. P. 103—151.Blaser H.-U., Malan C., Pugin B., Spindler F., Steiner H., Studer M. // Adv. Synth. Catal. 2003. Vol. 345. No. 1+2. P. 103—151.Liu K., Wang A., Zhang T. // ACS Catal. 2012. Vol. 2. P. 1165—1178.Liu K., Wang A., Zhang T. // ACS Catal. 2012. Vol. 2. P. 1165—1178.Kotobuki M., Watanabe A., Uchida H., Yamashita H., Watanabe M. // Appl. Catal. A. 2006. Vol. 307. P. 275—283.Kotobuki M., Watanabe A., Uchida H., Yamashita H., Watanabe M. // Appl. Catal. A. 2006. Vol. 307. P. 275—283.Potemkin D.I., Filatov E.Yu., Zadesenets A.V., Snytnikov P.V., Shubin Yu.V., Sobyanin V.A. // Chem. Eng. J. 2012. Vol. 207-208. P. 683—689.Potemkin D.I., Filatov E.Yu., Zadesenets A.V., Snytnikov P.V., Shubin Yu.V., Sobyanin V.A. // Chem. Eng. J. 2012. Vol. 207-208. P. 683—689.Kugai J., Moriya T., Seino S., Nakagawa T., Ohkubo Y., Nitani H., Yamamoto T.A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2013. Vol. 38. P. 4456—4465.Kugai J., Moriya T., Seino S., Nakagawa T., Ohkubo Y., Nitani H., Yamamoto T.A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2013. Vol. 38. P. 4456—4465.Wang C., Zhang L., Liu Y. // Appl. Catal. B. 2013. Vol. 136— 137. P. 48—55.Wang C., Zhang L., Liu Y. // Appl. Catal. B. 2013. Vol. 136— 137. P. 48—55.Nguyen L., Zhang S., Yoon S.J., Tao F. // ChemCatChem. 2015. Vol. 7. P. 2346—2353.Nguyen L., Zhang S., Yoon S.J., Tao F. // ChemCatChem. 2015. Vol. 7. P. 2346—2353.Xu H., Fu Q., Guo X., Bao X. // ChemCatChem. 2012. Vol. 4. P. 1645—1652.Xu H., Fu Q., Guo X., Bao X. // ChemCatChem. 2012. Vol. 4. P. 1645—1652.Bulushev D.A., Beloshapkin S., Plusnin P.E., Shubin Yu.V., Bukhtiyarov V.I., Korenev S.V., Ross J.R.H. // J. Catal. 2013. Vol. 299. P. 171—180.Bulushev D.A., Beloshapkin S., Plusnin P.E., Shubin Yu.V., Bukhtiyarov V.I., Korenev S.V., Ross J.R.H. // J. Catal. 2013. Vol. 299. P. 171—180.Potemkin D.I., Shubin Yu.V., Plyusnin P.E., Snytnikov P.V., Makotchenko E.V., Osadchii D.Yu., Svintsitskiy D.A., Venyaminov S.A., Korenev S.V., Sobyanin V.A. // Catal. Today. 2014. Vol. 235. P. 103—111.Potemkin D.I., Shubin Yu.V., Plyusnin P.E., Snytnikov P.V., Makotchenko E.V., Osadchii D.Yu., Svintsitskiy D.A., Venyaminov S.A., Korenev S.V., Sobyanin V.A. // Catal. Today. 2014. Vol. 235. P. 103—111.Vedyagin A.A., Volodin A.M., Stoyanovskii V.O., Kenzhin R.M., Slavinskaya E.M., Mishakov I.V., Plyusnin P.E., Shubin Y.V. // Catal. Today. 2014. Vol. 238. P. 80—86.Vedyagin A.A., Volodin A.M., Stoyanovskii V.O., Kenzhin R.M., Slavinskaya E.M., Mishakov I.V., Plyusnin P.E., Shubin Y.V. // Catal. Today. 2014. Vol. 238. P. 80—86.Churakova E.M., Badmaev S.D., Snytnikov P.V., Gubanov A.I., Filatov E.Yu., Plyusnin P.E., Belyaev V.D., Korenev S.V., Sobyanin V.A. // Kinet. Catal. 2010. Vol. 51(6). P. 893—897.Churakova E.M., Badmaev S.D., Snytnikov P.V., Gubanov A.I., Filatov E.Yu., Plyusnin P.E., Belyaev V.D., Korenev S.V., Sobyanin V.A. // Kinet. Catal. 2010. Vol. 51(6). P. 893—897.Simonov A.N., Plyusnin P.E., Shubin Y.V., Kvon I.R., Korenev S.V., Parmon V.N. // Electrochimica Acta. 2012. Vol. 76. P. 344—353.Simonov A.N., Plyusnin P.E., Shubin Y.V., Kvon I.R., Korenev S.V., Parmon V.N. // Electrochimica Acta. 2012. Vol. 76. P. 344—353.Потемкин Д.И., Снытников П.В., Семитут Е.Ю., Плюснин П.Е., Шубин Ю.В., Собянин В.А. // Катализ в промышленности. 2013. Т. 5. С. 45—53. [D.I. Potemkin,Потемкин Д.И., Снытников П.В., Семитут Е.Ю., Плюснин П.Е., Шубин Ю.В., Собянин В.А. // Катализ в промышленности. 2013. Т. 5. С. 45—53. [D.I. Potemkin,P.V. Snytnikov, E.Yu. Semitut, P.E. Plyusnin, Yu.V. Shubin, andV.A. Sobyanin. // Catal. Ind. (Engl. Transl.). 2014. Vol. 6. No. 1. P. 36—43].P.V. Snytnikov, E.Yu. Semitut, P.E. Plyusnin, Yu.V. Shubin, andV.A. Sobyanin. // Catal. Ind. (Engl. Transl.). 2014. Vol. 6. No. 1. P. 36—43].Potemkin D.I., Filatov E.Yu., Zadesenets A.V., Sobyanin V.A. // Catal. Commun. 2017. Vol. 100. P. 232—236.Potemkin D.I., Filatov E.Yu., Zadesenets A.V., Sobyanin V.A. // Catal. Commun. 2017. Vol. 100. P. 232—236.Zadesenets A., Filatov E., Plyusnin P., Baidina I., Dalezky V., Shubin Y., Korenev S., Bogomyakov A. // Polyhedron. 2011. Vol. 30. P. 1305—1312.Zadesenets A., Filatov E., Plyusnin P., Baidina I., Dalezky V., Shubin Y., Korenev S., Bogomyakov A. // Polyhedron. 2011. Vol. 30. P. 1305—1312.Yusenko K., Vasil’chenko D., Zadesenets A., Baidina I., Shubin Y., Korenev S. // Russian Journal of Inorganic Chemistry 2007. Vol. 52. N. 10. P. 1487—1491.Yusenko K., Vasil’chenko D., Zadesenets A., Baidina I., Shubin Y., Korenev S. // Russian Journal of Inorganic Chemistry 2007. Vol. 52. N. 10. P. 1487—1491.Snytnikov P., Belyaev V., Sobyanin V. // Kinet. Catal. 2007. V. 48. Nо. 2. P. 93—102.Snytnikov P., Belyaev V., Sobyanin V. // Kinet. Catal. 2007. V. 48. Nо. 2. P. 93—102.An K., Alayoglu S., Musselwhite N., Plamthottam S., Melaet G., Lindeman A.E., Somorjai G. // J. Am. Chem. Soc. 2013. Vol. 135. P. 16689—16696.An K., Alayoglu S., Musselwhite N., Plamthottam S., Melaet G., Lindeman A.E., Somorjai G. // J. Am. Chem. Soc. 2013. Vol. 135. P. 16689—16696.Mashkovtsev M.A., Khudorozhkov A.K., Beck I.E., Porsin A.V., Prosvirin I.P., Rychkov V.N., Bukhtiyarov V.I. // Catal. Ind. 2011. Vol. 3. 350.Mashkovtsev M.A., Khudorozhkov A.K., Beck I.E., Porsin A.V., Prosvirin I.P., Rychkov V.N., Bukhtiyarov V.I. // Catal. Ind. 2011. Vol. 3. 350.De S., Zhang J., Luque R., Yan N. // Energy Environ. Sci. 2016. Vol. 9. 3314—3347.De S., Zhang J., Luque R., Yan N. // Energy Environ. Sci. 2016. Vol. 9. 3314—3347.

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