Synthesis of Hydroxylamine Sulfate via NO Hydrogenation on Pt/Graphite Catalysts: I. Physicochemical State of Platinum Particles and the Support Surface in the Catalysts

SEM, TEM, XRD, XPC, and CO chemisorption techniques were used for studying physicochemical state of supported platinum and nickel surface in a number of industrial catalysts 0.5 wt % Pt/graphite (fresh, used for hydroxylamine sulfate synthesis via NO hydrogenation in sulfuric acid, regenerated samples). It was shown that the platinum particles agglomerate during the process, while the catalyst regeneration leads to finer dispersion of the supported metal. It is commonly accepted that the platinum surface is modified by sulfur during the catalyst synthesis and regeneration but XPS studies gives no evidence of this fact. The data obtained for the first time demonstrate that there are surface nitrogencontaining graphite species which are responsible for modification of adsorbability of platinum particles with respect to CO. Perhaps, the latter observation is one of the factors affecting the catalytic behavior of platinum in hydrogenation of NO.

1. US Patent 2628889, 1953.

2. US Patent 3060133, 1962.

3. US Patent 3406011, 1968.

4. US Patent 4062927, 1977.

5. US Patent 4048291, 1977.

6. US Patent 4477424, 1984.

7. US Patent 4889704, 1989.

8. US Patent 4895711, 1990.

9. US Patent 4992252, 1991.

10. US Patent 5236685, 1993.

11. US Patent 5554353, 1996.

12. US Patent 5560895, 1996.

13. US Patent 5817592, 1998.

14. US Patent 6083468, 2000.

15. US Patent 7037478, 2006.

16. Саводник Н.Н., Кулькова Н.В., Дохолов Д.М., Лопатин В.Л., Темкин М.И. // Кинетика и катализ. 1972. № 13. С. 1520—1526.

17. Лопатин В.Л., Кулькова Н.В., Темкин М.И. // Кинетика и катализ. 1982. Т. 23. № 4 С. 863—867.

18. Polizzi S., Benedetti A., Fagherazzi G., Goatin C., Strozzi R., Talamini G., Toniolo L. // J. Catal. 1987. V. 106. P. 494—499.

19. Tauszik G.R., Crocetta P. // Appl. Catal. 1985. V. 17. P. 1—21.

20. Апельбаум А.Л., Лопатин В.Л., Кулькова Н.В., Темкин М.И. // Кинетика и катализ. 1983. Т. 24. № 5. С. 1111—1114.

21. Апельбаум А.Л., Лопатин В.Л., Кулькова Н.В., Темкин М.И. // Кинетика и катализ. 1983. Т. 24. № 6. С. 1391—1395.

22. Polizzi S., Benedetti A., Fagherazzi G., Franceschin S., Goatin C., Talamini G., Toniolo L. // J. Catal. 1987. V. 106. P. 483—493.

23. Кулькова Н.В, Саводник Н.Н., Дохлов Д.М., Фурман М.С., Темкин М.И. // Кинетика и катализ. 1969. Т. 10. № 3. C. 686—687.

24. US Patent 5496789, 1996.

25. US Patent 5155081, 1992.

26. US Patent 3996165, 1976.

27. US Patent 5120699, 1992.

28. US Patent 3663166, 1971.

29. Пат. РФ 2374172; опубл. 2009.

30. Freel J. // J. Catal. 1972. V. 25. P. 149—160.

31. Нефедов В.И. Рентгеноэлектронная спектроскопия химических соединений. Справочник. М.: Химия, 1984. 256 с.

32. Ratnasamy P., Leonard A.J., Rodrique L., Fripiat J.J. // J. Catal. 1973. V. 29. P. 374—384.

33. Papirer E., Lacroix R., Donnet J.-B., Nansé G., Fioux Ph. // Carbon. 1995. V. 33. P. 63—72.

34. Холодович А.Н. Изучение природы взаимодействия H2PtCl6 с поверхностью углеродных носителей и его влияния на формирование адсорбционных катализаторов Pt/C: Дис. … канд. хим. наук. Новосибирск: ИК СО РАН, 2008. 131 с.

35. Jansen R.J.J., van Bekkum H. // Carbon. 1995. V. 33. P. 1021—1027.

36. Burg Ph., Fydrych P., Cagniant D., Nansé G., Bimer J., Jankowska A. // Carbon. 2002. V. 40. P. 1521—1531.

37. Pels J.R., Kapteijn F., Moulijn J.A., Zhu Q., Thomas K.M. // Carbon. 1995. V. 33. P. 1641—1653.

38. Bulushev D.A., Zacharska M., Lisitsyn A.S., Podyacheva O.Yu., Hage F.S., Ramasse Q.M., Bangert U., Bulusheva L.G. // ACS Catal. 2016. V. 6. P. 3442—3451.