Образование углерода из высокомолекулярных углеводородов на металлах подгруппы железа, нанесенных на углеродный носитель Сибунит

Аннотация

Изучены свойства металлов подгруппы железа (Fe, Co, Ni), нанесенных на мезопористый углерод Сибунит, в процессе образования углерода при каталитическом пиролизе высокомолекулярных алканов (гексан, ундекан и гексадекан). В случае катализатора NiO/Сибунит скорость образования углерода в интервале температур 500–600 °С уменьшается в ряду гексан > ундекан > гексадекан. Отлагающийся углерод представляет собой углеродные нановолокна. Установлен ряд активности восстановленных катализаторов в образовании углерода: 10%NiО/Сибунит > 10%CoО/Сибунит > 10%Fe₂О₃/Сибунит. Морфология углерода, образовавшегося на катализаторе 10%CoО/Сибунит, зависит от дисперсности частиц активного компонента: на частицах размером 10–30 нм растут многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ), на частицах более 30 нм образуются углеродные нановолокна. Рентгеноструктурные исследования катализатора Fe2O3/Сибунит после реакции показали, что активный компонент может находиться как в виде металла, так и в виде карбида железа, причем доля каждой из фаз в составе катализатора зависит от дисперсности частиц активной фазы. При размере частиц 10–30 нм железо находится в виде металла, при бóльших размерах – в виде карбида. Сделан вывод, что за образование углеродных нановолокон ответственны частицы карбида железа, а за образование МУНТ – частицы железа.