Избирательное окисление СО на биметаллических катализаторах Pt0,5M0,5 (M = Fe, Co, Ni), приготовленных из двойных комплексных солей

В реакции избирательного окисления СО исследованы свойства нанопорошков сплавов Pt_0,5M_0,5 (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 Pt_0,5M_0,5 (M = Fe, Co, Ni) существенно более активны в области низких температур, чем нанопорошок Pt. Активность катализаторов уменьшается в ряду Pt_0,5Co_0,5 ≥ Pt_0,5Ni_0,5 > Pt_0,5Fe_0,5 >> 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 Pt_0,5M_0,5 (M = Fe, Co, Ni).

1. Buchwalter P., Rose J., Braunstein P. // Chem. Rev. 2015. Vol. 115. P. 28—126.

2. Yu W., Porosoff M.D., Chen J.G. // Chem. Rev. 2012. Vol. 112. P. 5780—5817.

3. 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.

4. Liu K., Wang A., Zhang T. // ACS Catal. 2012. Vol. 2. P. 1165—1178.

5. Kotobuki M., Watanabe A., Uchida H., Yamashita H., Watanabe M. // Appl. Catal. A. 2006. Vol. 307. P. 275—283.

6. 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.

7. 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.

8. Wang C., Zhang L., Liu Y. // Appl. Catal. B. 2013. Vol. 136— 137. P. 48—55.

9. Nguyen L., Zhang S., Yoon S.J., Tao F. // ChemCatChem. 2015. Vol. 7. P. 2346—2353.

10. Xu H., Fu Q., Guo X., Bao X. // ChemCatChem. 2012. Vol. 4. P. 1645—1652.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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,

17. 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].

18. Potemkin D.I., Filatov E.Yu., Zadesenets A.V., Sobyanin V.A. // Catal. Commun. 2017. Vol. 100. P. 232—236.

19. Zadesenets A., Filatov E., Plyusnin P., Baidina I., Dalezky V., Shubin Y., Korenev S., Bogomyakov A. // Polyhedron. 2011. Vol. 30. P. 1305—1312.

20. 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.

21. Snytnikov P., Belyaev V., Sobyanin V. // Kinet. Catal. 2007. V. 48. Nо. 2. P. 93—102.

22. 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.

23. 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.

24. De S., Zhang J., Luque R., Yan N. // Energy Environ. Sci. 2016. Vol. 9. 3314—3347.