catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2018-1-51-59catal-493Research ArticleОТЕЧЕСТВЕННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫDOMESTIC CATALYSTИсследование влияния магния на активность катализаторов глубокого окисления для кипящего слоя в реакциях окисления CH4 и COThe Studies of the Influence of Magnesium on the Activity of Catalysts for Deep Oxidation in Fluidized Bed during Oxidation of CH4 and COДубининЮ. В.DubininYu. V.ctls@kalvis.ruЦерешкоН. А.TsereshkoN. A.ctls@kalvis.ruСараевА. А.SaraevA. A.ctls@kalvis.ruБулавченкоО. А.BulavchenkoO. A.ctls@kalvis.ruЯковлевВ. А.YakovlevV. A.ctls@kalvis.ruИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis, NovosibirskRussian Federation2018180120181815159Copyright © LLC "KALVIS", 20182018LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/493

Проведено сравнительное исследование активности промышленных и лабораторных образцов катализаторов состава СuO/Al2O3, MgO-Cr2O3/Al2O3, CuO-Cr2O3/Al2O3, CuO/Al2O3MgO-Cr2O3 для кипящего слоя в модельных реакциях окисления СО и СН4. Установлено, что для сжигания газообразных топлив и газовых смесей, в том числе низкопроцентных метановых смесей, наиболее перспективны алю-момедномагнийхромовые катализаторы. Исследование их активности в модельной реакции окисления метана при варьировании содержания магния в составе данной каталитической системы показало, что оптимальному содержанию магния соответствует диапазон 1–2 мас.%. Установлено, что металлы на поверхности данных образцов находятся в наиболее устойчивых состояниях: Cu2+, Cr3+, Mg2+ и Al3+. Исследованы состав, текстурные и прочностные характеристики образцов физико-химическими методами (БЭТ, РФЭС, РФА, рентгенофлуоресцентный анализ).

The activities of commercial and laboratory samples of catalysts for fluidized bed such as СuO/Al2O3, MgO-Cr2O3/Al2O3, CuO-Cr2O3/Al2O3, CuO/Al2O3MgO-Cr2O3 were compared in the model reactions of oxidation of CO and CH4. Aluminium-copper-magnesium-chromium catalysts were established to be most promising for combustion of gaseous fuel and gas mixtures including low-percentage methane mixtures. The catalyst activity to the model reaction of methane oxidation was studied to show that the optimal magnesium content falls into the range of 1–2 wt %. It was discovered that the metals are in the most stable states (Cu2+, Cr3+, Mg2+ and Al3+) on the surface of these catalysts. The compositions, textural and strength properties of the catalysts were characterized using a number of physicochemical methods (BET, XPS, X-ray, and X-ray fluorescence analysis).

катализаторыглубокое окислениеметанCOкипящий слойпроточно-циркуляционный режимcatalystsdeep oxidationmethanecarbon oxidefluidized bedflow circulation modeReferencesДубинин Ю.В., Языков Н.А., Симонов А.Д., Яковлев В.А. и др. // Катализ в промышленности. 2013. № 4. C. 68—76.Дубинин Ю.В., Языков Н.А., Симонов А.Д., Яковлев В.А. и др. // Катализ в промышленности. 2013. № 4. C. 68—76.Поповский В.В. // Кинетика и катализ. 1972. № 5. С. 1190—1203.Поповский В.В. // Кинетика и катализ. 1972. № 5. С. 1190—1203.Исмагилов З.Р., Шкрабина Р.А., Корябкина Н.А. // Экология. Серия аналитических обзоров мировой литературы. 1998. № 50. С. 1—80.Исмагилов З.Р., Шкрабина Р.А., Корябкина Н.А. // Экология. Серия аналитических обзоров мировой литературы. 1998. № 50. С. 1—80.J. van der Brand, P.C. Snijders, W.G. Sloof, H. Terryn // J.H.W.D. Wit, J. Phys. Chem. B. 108 (2004) 6017-6024.J. van der Brand, P.C. Snijders, W.G. Sloof, H. Terryn // J.H.W.D. Wit, J. Phys. Chem. B. 108 (2004) 6017-6024.J. Mendialdua, R. Casanova, F. Rueda, A. Rodriguez, J. Quinones, L. Alarcon, E. Escalante, P. Hoffmann, I. Taebi, L. Jalowiecki // J. Mol. Catal. A. 228 (2005) 151-162.J. Mendialdua, R. Casanova, F. Rueda, A. Rodriguez, J. Quinones, L. Alarcon, E. Escalante, P. Hoffmann, I. Taebi, L. Jalowiecki // J. Mol. Catal. A. 228 (2005) 151-162.N. Kosova, E. Devyatkina, A. Slobodyuk, V. Kaichev // Solid State Ionics. 179 (2008) 1745-1749.N. Kosova, E. Devyatkina, A. Slobodyuk, V. Kaichev // Solid State Ionics. 179 (2008) 1745-1749.A. Rahman, M.H. Mohamed, M. Ahmed, A.M. Aitani // Appl. Catal. A. 121 (1995) 203-216.A. Rahman, M.H. Mohamed, M. Ahmed, A.M. Aitani // Appl. Catal. A. 121 (1995) 203-216.C.M. Pradier, F. Rodrigues, P. Marcus, M.V. Landau, M.L. Kaliy, A. Gutman, M. Herskowitz // Appl. Catal. B. 27 (2000) 73-85.C.M. Pradier, F. Rodrigues, P. Marcus, M.V. Landau, M.L. Kaliy, A. Gutman, M. Herskowitz // Appl. Catal. B. 27 (2000) 73-85.S. Wang, K. Murata, T. Hayakawa, S. Hamakawa, K. Suzuki // Appl. Catal. A. 196 (2000) 1-8.S. Wang, K. Murata, T. Hayakawa, S. Hamakawa, K. Suzuki // Appl. Catal. A. 196 (2000) 1-8.S.D. Yim, I.-S. Nam // J. Catal. 221 (2004) 601-611.S.D. Yim, I.-S. Nam // J. Catal. 221 (2004) 601-611.B. Wichterlova, L.Krajvikova, Z. Tvaruzkova, S. Beran // J. Chem. Soc., Faraday Trans. I. 80 (1984) 2639-2645.B. Wichterlova, L.Krajvikova, Z. Tvaruzkova, S. Beran // J. Chem. Soc., Faraday Trans. I. 80 (1984) 2639-2645.G.C. Allen, S.J. Harris, J.A. Jutson, J.M. Dyke // Appl. Surf. Sci. 37 (1989) 111-134. 13. N.S. McIntyre, M.G. Cook // Anal. Chem. 1975. Vol. 47. P. 2208-2213.G.C. Allen, S.J. Harris, J.A. Jutson, J.M. Dyke // Appl. Surf. Sci. 37 (1989) 111-134. 13. N.S. McIntyre, M.G. Cook // Anal. Chem. 1975. Vol. 47. P. 2208-2213.B.R. Strohmeier, D.E. Leyden, R.S. Field, D.M. Hercules // J. Catal. 1985. Vol. 94. P. 514-530.B.R. Strohmeier, D.E. Leyden, R.S. Field, D.M. Hercules // J. Catal. 1985. Vol. 94. P. 514-530.J.C. Otamiri, S.L.T. Andersson, A. Andersson // Appl. Catal. 1990. Vol. 65. P. 159-174.J.C. Otamiri, S.L.T. Andersson, A. Andersson // Appl. Catal. 1990. Vol. 65. P. 159-174.A. Wöllner, F. Lange, H. Schmelz, H. Knözinger // Appl. Catal. A. 1993. Vol. 94. P. 181-203.A. Wöllner, F. Lange, H. Schmelz, H. Knözinger // Appl. Catal. A. 1993. Vol. 94. P. 181-203.S. Poulston, P.M. Parlett, P. Stone, M. Bowker // Surf. Interface Anal. 1996. Vol. 24. P. 811-820.S. Poulston, P.M. Parlett, P. Stone, M. Bowker // Surf. Interface Anal. 1996. Vol. 24. P. 811-820.J. Batista, A. Pintar, D. Mandrino, M. Jenko, V. Martin // Appl. Catal. A. 2001. Vol. 206. P. 113-124.J. Batista, A. Pintar, D. Mandrino, M. Jenko, V. Martin // Appl. Catal. A. 2001. Vol. 206. P. 113-124.V.I. Bukhtiyarov, V.V. Kaichev, I.P. Prosvirin // Top. Catal. 2005. Vol. 32. P. 3-15.V.I. Bukhtiyarov, V.V. Kaichev, I.P. Prosvirin // Top. Catal. 2005. Vol. 32. P. 3-15.M. Richter, M.J.G. Fait, R. Eckelt, M. Scneider, J. Radnik, D. Heidemann, R. Fricke // J. Catal. 2007. Vol. 2007. P. 11-24.M. Richter, M.J.G. Fait, R. Eckelt, M. Scneider, J. Radnik, D. Heidemann, R. Fricke // J. Catal. 2007. Vol. 2007. P. 11-24.S. Ardizzone, C.L. Bianchi , M. Fadoni, B. Vercelli // Appl. Surf. Sci. 119 (1997) 253-259.S. Ardizzone, C.L. Bianchi , M. Fadoni, B. Vercelli // Appl. Surf. Sci. 119 (1997) 253-259.H.-H. Huang, W.-Ch. Shih, Ch.-H. Lai // Appl. Phys. lett. 96 (2010) 193505.H.-H. Huang, W.-Ch. Shih, Ch.-H. Lai // Appl. Phys. lett. 96 (2010) 193505.Пахаруков И.Ю. Современная техника каталитического эксперимента: Учебно-методическое пособие. Новосибирск: НГУ, 2011.Пахаруков И.Ю. Современная техника каталитического эксперимента: Учебно-методическое пособие. Новосибирск: НГУ, 2011.Бобров Н.Н. Экспериментальные методы изучения свойств катализаторов и сорбентов // Промышленный катализ в лекциях. 2006. № 3. С. 41—76.Бобров Н.Н. Экспериментальные методы изучения свойств катализаторов и сорбентов // Промышленный катализ в лекциях. 2006. № 3. С. 41—76.

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