

Новые смешанные перовскитоподобные катализаторы Gd2–xSr1+xFe2O7 в углекислотной конверсии метана и производстве легких олефинов
https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-1-51-59
Аннотация
Исследованы каталитические свойства сложных перовскитоподобных оксидов гадолиния и стронция в углекислотной конверсии метана и производстве газообразных олефинов путем гидрирования монооксида углерода. Образцы Gd2SrFe2O7 и Gd2–xSr1+xFe2O7 (x = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4) были получены золь-гель методом и по керамической технологии и охарактеризованы с помощью методов рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии, фотонной корреляционной спектроскопии, мёссбауэровской спектроскопии, низкотем-пературной десорбции азота. Показано, что золь-гель метод позволяет получать образцы с лучшими каталитическими характеристиками по сравнению с керамическими системами. Неизовалентное замещение Gd3+ на Sr2+ приводит к искажению структуры сложного оксида и появлению гетеровалентного состояния атомов железа (Fe3+ и Fe4+), что отражается на значениях конверсий реактантов и селективностей по целевым продуктам. Наибольшую каталитическую активность в углекислотной конверсии метана, а также наибольшую селективность по непредельным углеводородам (этилену и пропилену) в гидрировании монооксида углерода показал образец Gd2–xSr1+xFe2O7 с х = 0,3.
Ключевые слова
Об авторах
Т. Ф. ШешкоРоссия
Т. А. Крючкова
Россия
Ю. М. Серов
Россия
И. В. Числова
Россия
И. А. Зверева
Россия
Список литературы
1. Wood D. // Oil & Gas Journal. 2007. V. 12. P. 20—24.
2. Хазова Т. // Нефтегаз. 2013. № 4. С. 34—35.
3. Погосян Н.М. Получение олефинов сопряженным окислением легких углеводородов // Дис. … канд. хим. наук. Москва, 2016. С. 103.
4. Kun Zhao, Fang He, Zhen Huang, Guoqiang Wei, Anqing Zheng, Haibin Li, Zengli Zhao // Applied Energy. 2016. V. 168. Р. 193—203.
5. Salker A.V., Gurav S.M. // J. Mater. Sci. 2000. V. 35. Р. 4713—4719.
6. Мамедов А.Х., Мирзабеков С.Р., Ширяев Ш.А., Шапкин Д.П. // Нефтехимия, 1990. Т. 30. С. 492—496.
7. Мирзабекова С.Р., Мамедов А.Х., Алиев В.С. // Нефтехимия.1993. Т. 33. С. 62—70.
8. Мирзабекова С.Р., Мамедов А.Х., Крылов О.В. // Кинетика и катализ. 1993. Т. 34. № 3. С. 522—528.
9. Touahra F., Rabahi A., Chebout R., Boudjemaa A., Lerari D., Sehailia M., Halliche D., Bachari K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2016. V. 41. Р. 2477-2486.
10. Radlik M., Adamowska-Teyssier M., Krztoń A., Kozieł K., Krajewski W., Turek W., Da Costa P. // C. R. Chimie. 2015. V. 18. Р. 1242—1249.
11. De Caprariis B., de Filippis P., Palma V., Petrullo A., Ricca A., Ruocco C., Scarsella M. // Appl. Catal. A: General. 2016. V. 517. Р. 47—55.
12. Drif A., Bion N., Brahmi R., Ojala S., Pirault-Roy L., Turpeinen E., Seelam P.K., Keiski R.L., Epron F. // Applied Catalysis A: General. 2015. V. 504. Р. 576—584.
13. Shlyakhtin О.А., Mazo G.N., Kaluzhskikh M.S., Komissarenko D.A., Loktev A.S., Dedov A.G. // Materials Letters. 2012. V. 75. P. 20-22.
14. Дедов А.Г., Локтев A.C., Мазо Г.Н., Леонова Л.С., Комиссаренко Д.А, Мамаев Ю.А., Калужских М.С., Шляхтин О.А., Кузнецова Е.П., Карташева М.Н., Моисеев И.И. // ДАН. 2011. Т. 441. № 5. С. 635—638.
15. Zagaynov I.V., Loktev A.S., Arashanova A.L., Ivanov V.K., Dedov A.G., Moiseev I.I. // Chem. Eng. J. 2016. V. 290. Р. 193—200.
16. Dedov A.G., Loktev A.S., Moiseev I.I., Aboukais A., Lamonier J.-F., Filimonov I.N. // Appl. Catal., A. 2003. V. 245. Р. 209—220.
17. Дедов А.Г., Локтев А.С., Меньщиков В.А., Карташева М.Н., Пархоменко К.В., Моисеев И.И. // ДАН. 2001. Т. 380. № 6. C. 791—794.
18. Дедов А.Г., Локтев А.С., Нипан Г.Д., Дорохов С.Н., Голиков С.Д., Спесивцев Н.А., Мои сеев И.И. // Нефтехимия. 2015. № 2. С. 171—176.
19. Нипан Г.Д., Локтев А.С., Пархоменко К.В., Голиков С.Д., Дедов А.Г., Моисеев И.И. // ДАН. 2013. Т. 448. № 5. С. 551—554.
20. Jinjing Li, Xiulian Pan, Xinhe Bao // Chinese Journal of Catalysis. V. 36. Is. 7. July 2015. Р. 1131—1135.
21. Xinhua Gao, Jianli Zhang, Ning Chen, Qingxiang Ma, Subing Fan, Tiansheng Zhao, Noritatsu Tsubaki // Chinese Journal of Catalysis. V. 37. Is. 4. April 2016. Р. 510—516.
22. Зверева И.А., Отрепина И.В., Семенов В.Г., Тугова Е.А., Попова В.Ф., Гусаров В.В. // Журнал общей химии. 2007. Т. 77. №. 6. С. 881—886.
23. Отрепина И.В., Володин В.В., Зверева И.А., Liu D.Sh. // Физика и химия стекла. 2009. Т.35. №. 4. С. 558 —567.
24. Числова И.В., Матвеева А.А., Волкова А.В., Зверева И.А. // Физика и химия стекла. 2011. Т. 37. №. 6. С. 653—660.
25. Shilova A., Chislova I., Panchuk V., Semenov V., Zvereva I. // Solid State Phenomena. 2013. V. 194. Р. 116-119.
26. Числова И.В. Процессы фазообразования, структура, магнитные и каталитические свойства сложных ферритов гадолиния и стронция Gd2–хSr1+хFe2O7-α // Дис. … канд. хим. наук. СПб., 2015.
27. Рогинский С.З., Яновский М.И., Берманд А.Д. Основы применения хроматографии в катализе. АН СССР. Институт химической физики. М.: Наука, 1972. 376 с.
28. Dementyeva M.V., Sheshko T.F., Serov Yu.M. // Theor. Exp. Chem. V. 49. No. 1. Р. 46-51 March, 2013.
29. Rajadurai S., Carberry J.J., Li B., Alcock C.B. // J. Catal. 1991. V. 131. Р. 582—589.
Рецензия
Для цитирования:
Шешко Т.Ф., Крючкова Т.А., Серов Ю.М., Числова И.В., Зверева И.А. Новые смешанные перовскитоподобные катализаторы Gd2–xSr1+xFe2O7 в углекислотной конверсии метана и производстве легких олефинов. Катализ в промышленности. 2017;17(1):51-59. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-1-51-59
For citation:
Sheshko T.F., Kryuchkova T.A., Serov Yu.M., Chislova I.V., Zvereva I.A. New Mixed Perovskite-Like Catalysts Gd2–xSr1+xFe2O7 for Carbon Dioxide Conversion of Methane and for Production of Light Olefins. Kataliz v promyshlennosti. 2017;17(1):51-59. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-1-51-59