Preview

Kataliz v promyshlennosti

Advanced search
Open Access Open Access  Restricted Access Subscription or Fee Access

The effect of doubly charged ion additives on the activity and chemical stability of catalytically active potassium ferrites

https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-1-33-39

Abstract

To reveal the effect of the dopant doubly charged ion size on the catalytic properties, samples of potassium polyferrites of β′′-alumina type with the composition K2FeII1-q MqFeIII 10O17, where M = Mg, Zn, and K2–2qFeIIMqFeIII 10O17, where M = Ca, Sr, and q = 0.4, were synthesized. The mechanism of action of the introduced doubly charged cations on the activity, selectivity and corrosion resistance of potassium β′′-polyferrite was elucidated. It was shown for the first time that the size of doubly charged cations determines their position in the structure of β′′-polyferrite: they either enter the spinel-like moiety and substitute Fe2+ ions, or substitute potassium in the intermoiety space. The introduction of Mg2+ and Zn2+ ions dramatically reduces the catalytic activity and selectivity of β′′-polyferrite. The application of such additives is undesirable. Small amounts of Ca2+ and Sr2+ cations significantly improve the corrosion resistance of the catalyst by decreasing the mobility of potassium ions within the cation-conducting layer.

About the Authors

L. G. Anikanova
Yaroslavl State Technical University
Russian Federation


N. V. Dvoretskii
Yaroslavl State Technical University
Russian Federation


References

1. Meima G., Menon P. // Applied Catalysis A: General. 2001. V. 212. P. 239-245.

2. Дворецкий Н.В., Юн В.В., Котельников Г.Р. и др. // Известия Вузов. Химия и хим.технология. 1990. Т. 33. № 8. С. 3–9.

3. Дворецкий Н.В., Степанов Е.Г., Юн В.В. // Известия АН СССР. Неорганические материалы. 1991. Т. 27. № 6. С. 1265–1268.

4. Ламберов А.А., Х.Х. Гильманов. Модернизация катализаторов и технологии синтеза изопрена на ОАО «Нижнекамскнефтехим» / Казань:Изд.-во Казанского (Приволжского) федерального университета, 2012. 404 с.

5. Пат. РФ 2285560; опубл. 2006.

6. Пат. РФ 2664124; опубл. 2018.

7. Abe K., Kano Yu., Ohshima M., Kurokawa H., Miura H. // Journal of Japan Petroleum Institute. 2011. V. 54. № 5. P. 338–343.

8. Kano Yu., Ohshima M., Kurokawa H., Miura H. // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2013. V. 109. № 1. P. 29–41.

9. Li Z., Shanks B.H. // Appl. Catalysis A: Gen. 2011. V. 405. № 1–2. P. 101–107.

10. Lamberov A.A., Gilmanov Kh.Kh., Dementeva E.V., Kuzmina O.V. // Catalysis in Industry. 2013. V. 5. № 1. P. 50–60.

11. Serafin I., Kotarba A., Grzywa M., Sojka Z., Bińczycka H., Kuśtrowski P. // Journal of Catalysis. 2006. V. 239. № 1. P. 137–144.

12. Плясова Л.М., Андрушкевич М.М., Котельников Г.Р., Буянов Р.А., Храмова Г.А., Кустова Г.Н., Беднов С.Р. // Кинетика и катализ. 1976. Т. 17. Вып. 5. С. 1295–1302.

13. Андрушкевич М.М., Плясова Л.М., Молчанов В.В., Буянов Р.А., Котельников Г.Р., Абрамов В.А. // Кинетика и катализ. 1978. Т. 19. Вып. 2. С. 422–427.

14. Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г., Малышева З.Г. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. № 6. С. 61–68.

15. Lee E.H. // Catalysis Reviews. 1973. V. 8. № 2. P. 285–305.

16. Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В., Малышева З.Г. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2016. Т. 59. № 1. С. 23–26.

17. Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В. // Катализ в промышленности. 2016. № 1. С. 29–36.

18. Li K., Wang H., Wei Y., Liu M. // Journal of rare earths. 2008. V. 26. № 5. P 705–710.

19. Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2011. Т. 54. № 9. С. 64–66.

20. Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В. // Катализ в промышленности. 2012. № 4. С. 18–23.

21. Kotarba A., Rożek W., Serafin I., Sojka Z. // Journal of Catalysis. 2007. V. 247. № 2. P. 238–244.

22. Bieniasz W., Trębala M., Sojka Z., Kotarba A. // Catalysis Today. 2010. V. 154. № 3–4. P. 224–228.

23. Бугаенко Л.Т., Рябых С.М., Бугаенко А.Л. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2008. Т. 49. № 6. С. 363–384.

24. Joseph Y, Ketteler G., Kuhrs C., Ranke W., Weiss W., Schlögl R. // Phys. Chem. Chem. Phys., 2001. V. 18. № 3. Р. 4141–4153.


Review

For citations:


Anikanova L.G., Dvoretskii N.V. The effect of doubly charged ion additives on the activity and chemical stability of catalytically active potassium ferrites. Kataliz v promyshlennosti. 2020;20(1):33-39. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-1-33-39

Views: 533


ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)