Каталитическая активность покрытий из FeCrNiWMoCoCB металлических стекол на металлическом носителе в реакциях окисления в водной фазе

Работа посвящена изучению каталитической активности покрытий на основе FeCrNiWMoCoCB металлических стекол (МС) на подложке из стали 35, предназначенных для разложения модельного раствора метиленового синего. По технологии осаждения покрытий из МС электроискровой обработкой в среде гранул из кристаллических сплавов было синтезировано пять композиций покрытий различного состава c преимущественно аморфной структурой. Шероховатость покрытий по критерию Ra составляла от 9 до 14 мкм, что значительно повышало площадь взаимодействия МС с раствором метиленового синего. Присутствие никеля и кобальта в составе металлического стекла способствовало повышению каталитической активности покрытий в отличие от вольфрама и молибдена. Лучшие каталитические свойства показали покрытия на основе состава Fe₃₃Cr₈Ni₈W₈Mo₈Co₈C₁₆B₁₁: на них энергия активации саморазложения раствора метиленового синего в присутствии перекиси водорода снижается в 8 раз. Показано, что эффективность данной каталитической системы можно повысить почти в 3 раза путем ее травления в 30 %-ной HNO₃ в течение 380 с за счет увеличения пористости и повышения удельной поверхности покрытия. Предложенный подход позволяет значительно снизить себестоимость производства каталитических элементов реакторов путем одностадийного нанесения покрытий из МС на металлические материалы.

1. Lin B., Bian X.F., Wang P., Luo G.P. // Mat. Sci. Eng. B. 2012. V. 177. P. 92-95.

2. Wang J.Q., Liu Y.H., Chen M.W., Xie G.Q., Louzguine-Luzgin D.V., Inoue A., Perepezko J.H. // Adv. Funct. Mater. 2012. V. 22. P. 2567-2570.

3. Brower Jr., W.E., Matyjaszczyk, M.S., Pettit, T.L., Smith, G.V. // Nature. 1983. V. 301. P. 497-499 .

4. Zhang C., Zhang H., Lv M., Hu Z. // J. Non-Cryst. Solids. 2010. V. 356. P. 1703-1706.

5. Wang P., Wang J.-Q., Li H., Yang, H., Huo, J., Wang, J., Chang, C., Wang, X., Li, R.-W., Wang, G. // J. Alloys Compd. 2017. V. 701. P. 759-767.

6. Qin X.D., Zhu Z.W., Liu G., Fu, H.M., Zhang H.W., Wang A.M., Li H., Zhang H.F. // Sci Rep. 2015. V. 5. P. 1-8.

7. Ramya M., Karthika M., Selvakumar R., Raj B., Ravi K.R. // J. Alloys Compd. 2017. V. 696. P. 185-192.

8. Wang X., Pan Y., Zhu Z., Wu J. // Chemosphere. 2014. V. 117. P. 638-643.

9. Бурков А.А. // Письма о материалах. 2017. Т. 7. № 3. С. 254—259.

10. Cheng J., Wang B., Liu Q., Liang X. // J. Alloys Compd. 2017. V. 716. P. 88-95.

11. Бурков А.А., Пячин С.А., Зайцев А.В., Кириченко Е.А., Теслина М.А., Сюй Н.А. // Письма о материалах. 2016. Т. 6. № 3 (23). С. 163—167.

12. Wu P., Li X., Ji S., Lang B., Habimana F., Li C. // Catal. Today 2009. V. 146. P. 82-86.

13. Sun X., Kurokawa T., Suzuki M., Takagi M., Kawase Y. // J. Environ. Sci. Health A. 2015. V. 50. P. 1057-1071.

14. Deng Z., Zhang X.H., Chan K.C., Liu L., Li T. Chemosphere. 2017. V. 174. P. 76-81.

15. Wang X., Pan Y., Zhu Z., Wu J. // Chemosphere. 2014. V. 117. P. 638-643.