catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2021-3-177-181catal-762Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYКаталитические свойства и химическая устойчивость полиферритов калия с добавками четырехзарядных катионовCatalytic properties and chemical stability of potassium polyferrites with the addition of four-charged cationsАникановаЛ. Г.AnikanovaL. G.ctls@kalvis.ruДворецкийН. В.DvoretskiiN. V.ctls@kalvis.ruЯрославский государственный технический университетРоссияYaroslavl State Technical UniversityRussian Federation202124052021213177181Copyright © LLC "KALVIS", 20212021LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/762

С целью выяснения влияния добавок четырехзарядных ионов на состав, химическую устойчивость и каталитические свойства были синтезированы образцы полиферритов калия со структурой типа β′′-глинозема состава K2FeII1+qFeIII 10–2q Meq IVO17, где Me – Ce, Ti, Zr, q = 0÷1,0. Определен механизм воздействия добавок четырехзарядных катионов на активность, селективность действия и коррозионную стойкость β′′-полиферрита калия. Для полиферритов, легированных четырехзарядными катионами, характерны снижение удельной скорости образования стирола и рост селективности действия в реакции дегидрирования этилбензола. Выявлено дестабилизирующее воздействие добавок титана, выражающееся в облегчении эмиссии щелочного металла из кристаллической решетки полиферрита. Добавки церия приводят к разрушению структуры полиферрита за счет восстановления Ce4+ → Се3+ при значениях параметра q более 0,6. Добавки циркония не снижают коррозионной стойкости ферритных систем в условиях реакции дегидрирования.

In order to elucidate the effect exerted by the addition of four-charged cations on the composition, chemical stability and catalytic properties, samples of potassium polyferrites with the β′′-alumina type structure of the composition K2FeII1+qFeIII10–2q MeqIVO17, where Me is Ce, Ti, Zr, and q = 0÷1.0, were synthesized. The mechanism of the effect of four-charged cations on the activity, selectivity of action and corrosion resistance of β′′-potassium polyferrite has been determined. Polyferrites doped with four-charged cations are characterized by a decrease in the specific rate of styrene formation and an increase in the selectivity of action in the ethylbenzene dehydrogenation reaction. The destabilizing effect of titanium additives is revealed, which is expressed in facilitating the emission of an alkali metal from the crystal lattice of polyferrite. Cerium additives lead to the destruction of the polyferrite structure due to the reduction of Ce4+ → Се3+ at the q parameter values above 0.6. Zirconium additives do not reduce the corrosion resistance of ferrite systems under the conditions of the dehydrogenation reaction.

полиферриты калиякатализатордобавкицерийтитанцирконийактивностьселективностькоррозионная стойкостьpotassium polyferritescatalystadditivesceriumtitaniumzirconiumactivityselectivitycorrosion resistanceReferencesTrebala M., Bieniasz W., Drozdek M., Molenda M., Kotarba A., Sojka Z. // Functional Materials Letters. 2011. V. 4. № 2. Р. 179—182.Trebala M., Bieniasz W., Drozdek M., Molenda M., Kotarba A., Sojka Z. // Functional Materials Letters. 2011. V. 4. № 2. Р. 179—182.Serafin I., Kotarba A., Grzywa M., Sojka Z., Bińczycka H., Kuśtrowski P. // Journal of Catalysis. 2006. V. 239. № 1. P. 137—144.Serafin I., Kotarba A., Grzywa M., Sojka Z., Bińczycka H., Kuśtrowski P. // Journal of Catalysis. 2006. V. 239. № 1. P. 137—144.Bieniasz W., Trębala M., Sojka Z., Kotarba A. //Catalysis Today. 2010. V. 154. № 3-4. P. 224—228.Bieniasz W., Trębala M., Sojka Z., Kotarba A. //Catalysis Today. 2010. V. 154. № 3-4. P. 224—228.Trebala M., Bieniasz W., Holmlid L., Molenda M., Kotarba A. // Solid State Ionics. 2011. V. 192. № 1. Р. 664—667.Trebala M., Bieniasz W., Holmlid L., Molenda M., Kotarba A. // Solid State Ionics. 2011. V. 192. № 1. Р. 664—667.Дворецкий Н.В., Юн В.В., Котельников Г.Р. и др. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 1990. Т. 33. № 8. С. 3—9.Дворецкий Н.В., Юн В.В., Котельников Г.Р. и др. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 1990. Т. 33. № 8. С. 3—9.Дворецкий Н.В., Степанов Е.Г., Юн В.В. // Известия АН СССР. Неорганические материалы. 1991. Т. 27. № 6. С. 1265—1268.Дворецкий Н.В., Степанов Е.Г., Юн В.В. // Известия АН СССР. Неорганические материалы. 1991. Т. 27. № 6. С. 1265—1268.Kotarba А., Rożek W., Serafin I., Sojka Z. // Journal of Catalysis. 2007. V. 247. № 2. P. 238—244.Kotarba А., Rożek W., Serafin I., Sojka Z. // Journal of Catalysis. 2007. V. 247. № 2. P. 238—244.Li Z., Shanks B.H. // Appl. Catalysis A: Gen. 2011. V. 405. № 1-2. P. 101—107.Li Z., Shanks B.H. // Appl. Catalysis A: Gen. 2011. V. 405. № 1-2. P. 101—107.Kotarba A., Bieniasz W., Kuśtrowski P., Stadnicka K., Sojka Z. // Applied Catalysis A: General. 2011. V. 407. № 1-2. P. 100—105.Kotarba A., Bieniasz W., Kuśtrowski P., Stadnicka K., Sojka Z. // Applied Catalysis A: General. 2011. V. 407. № 1-2. P. 100—105.Ламберов А.А., Гильманов Х.Х., Дементьева Е.В., Кузьмина О.В. // Катализ в промышленности. 2012. Т. 12. № 6. С. 60—68.Ламберов А.А., Гильманов Х.Х., Дементьева Е.В., Кузьмина О.В. // Катализ в промышленности. 2012. Т. 12. № 6. С. 60—68.Abe K., Ohshima M., Kurokawa H., Miura H. // Journal of the Japan Petroleum Institute. 2010. V.53. № 2. P. 89—94.Abe K., Ohshima M., Kurokawa H., Miura H. // Journal of the Japan Petroleum Institute. 2010. V.53. № 2. P. 89—94.Abe K., Kano Yu., Ohshima M., Kurokawa H., Miura H. // Journal of the Japan Petroleum Institute. 2011. V. 54. № 5. P. 338—343.Abe K., Kano Yu., Ohshima M., Kurokawa H., Miura H. // Journal of the Japan Petroleum Institute. 2011. V. 54. № 5. P. 338—343.Kano Yu., Ohshima M., Kurokawa H., Miura H. // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2013. V. 109. № 1. P. 29—41.Kano Yu., Ohshima M., Kurokawa H., Miura H. // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2013. V. 109. № 1. P. 29—41.Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2011. Т. 54. № 9. С. 64—66.Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2011. Т. 54. № 9. С. 64—66.Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В. // Катализ в промышленности. 2012. № 4. С. 18—23.Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В. // Катализ в промышленности. 2012. № 4. С. 18—23.Аниканова Л.Г., Малышева З.Г., Судзиловская Т.Н., Дворецкий Н.В. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2019. Т. 62. № 10. С. 103—109.Аниканова Л.Г., Малышева З.Г., Судзиловская Т.Н., Дворецкий Н.В. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2019. Т. 62. № 10. С. 103—109.Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г., Малышева З.Г. // Известия вузов. Химия и хим. технология . 2018. Т. 61. № 6. С. 61—68.Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г., Малышева З.Г. // Известия вузов. Химия и хим. технология . 2018. Т. 61. № 6. С. 61—68.Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В. // Катализ в промышленности. 2020. № 1. С. 33—39.Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В. // Катализ в промышленности. 2020. № 1. С. 33—39.Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В. // Катализ в промышленности. 2016. Т. 16. № 1. С. 29—36.Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В. // Катализ в промышленности. 2016. Т. 16. № 1. С. 29—36.Бугаенко Л.Т., Рябых С.М., Бугаенко А.Л. // Вестник Московского ун-та. Сер. 2. Химия. 2008. Т. 49. № 6. С. 363—384.Бугаенко Л.Т., Рябых С.М., Бугаенко А.Л. // Вестник Московского ун-та. Сер. 2. Химия. 2008. Т. 49. № 6. С. 363—384.

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