Preview

Катализ в промышленности

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Сорбционно-каталитическая паровая конверсия СО на механической смеси Pt/Ce0,75Zr0,25O2 катализатора и NaNO3/MgO сорбента

https://doi.org/10.18412/1816-0387-2022-4-28-35

Полный текст:

Аннотация

В работе представлены результаты исследования сорбционно-каталитической паровой конверсии СО с использованием механической смеси гранул катализатора 5 мас.% Pt/Ce0,75Zr0,25O2 и сорбента 10 мол.% NaNO3/MgO. В модельных условиях показано, что исходный оксид магния почти не сорбирует СО2, в то время как его промотирование NaNO3 приводит к значительному росту сорбционной динамической емкости в диапазоне температур 300–350 °С с максимумом при 320 °С. Для модельной смеси (CO – 11,6; H2 – 61; H2O – 27,4 об.%) продемонстрированы высокая активность и селективность катализатора в паровой конверсии СО: концентрация СО на выходе из реактора не превышала 1 об.% в диапазоне температур 220–400 °С (минимум – 0,3 об.% при 240 °С), СН4 – при температурах ниже 320 °С (0,61 об.% в этой точке). Использование сорбента в смеси с катализатором в сорбционно-каталитической паровой конверсии СО при 320 °С привело к значительному снижению его сорбционной емкости, что, вероятно, связано с превращением всего NaNO3 в Na2CO3, который не полностью разлагался на стадии регенерации. Тем не менее это позволило вдвое снизить выходные концентрации СО и СН4 по сравнению с наблюдаемыми при этой температуре в эксперименте без сорбента: в частности, в середине первого цикла адсорбции они составляли 6,1·10–4 и 8,2·10–2 об.%, соответственно, в пересчете на сухой газ. Таким образом, продемонстрированы перспективность подхода к проведению сорбционно-каталитической паровой конверсии СО и необходимость дальнейших исследований по повышению емкости и стабильности представленного типа сорбентов.

Об авторах

А. М. Горлова
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)
Россия


И. Е. Кармадонова
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия


В. С. Деревщиков
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)
Россия


В. Н. Рогожников
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия


П. В. Снытников
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия


Д. И. Потемкин
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)
Россия


Список литературы

1. The Fuel Cell Industry Review. 2019. E4Tech. URL: https://fuelcellindustryreview.com/archive/TheFuelCellIndustryReview2019.pdf.

2. Apostolou D.; Xydis G. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2019. Vol. 113. Article 109292. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109292.

3. Пинаева Л.Г., Носков А.С. // Катализ в промышленности. 2021. Т. 21. № 5. С. 308–330. DOI: 10.18412/1816-0387-2021-5-308-330

4. Wu Y.-J., Li P., Yu J.-G., Cunha A.F., Rodrigues A.E. // Rev. Chem. Eng. 2016. Vol. 32. P. 271–303.

5. Buelens L.C., Galvita V.V., Poelman H., Detavernier C., Marin G.B. // Science. 2016. Vol. 354. P. 449–452. DOI: 10.1126/science.aah7161.

6. Poelman H., Galvita V.V. // Catalysts. 2021. Vol. 11, No. 2, 266. DOI: 10.3390/catal11020266.

7. Liu M., Vogt C., Chaffee A.L., Chang S.L.Y. // 2013. J. Phys. Chem. C. Vol. 117. P. 17514–17520.

8. Wang J., Huang L., Yang R., Zhang Z., Wu J., Gao Y., Wang Q., O’Hare D., Zhong Z. // Energy Environ. Sci. 2014. Vol. 7. P. 3478–3518.

9. Hu Y., Guo Y., Sun J., Li H., Liu W. // J. Mater. Chem. A. 2019. Vol. 7. P. 20103–20120.

10. Mutch G.A., Shulda S., McCue A.J., Menart M.J., Ciobanu C.V., Ngo C., Anderson J.A., Richards R.M., Vega-Maza D. // J. Am. Chem. Soc. 2018. Vol. 140. P. 4736–4742.

11. Hu J., Zhu K., Chen L., Kübel C., Richards R. // J. Phys. Chem. C. 2007. Vol. 111. P. 12038–12044.

12. Ueda W., Yokoyama T., Moro-Oka Y., Ikawa T. // Chem. Lett. 1985. Vol. 14. P. 1059–1062.

13. Boon J., Coenen K., van Dijk E., Cobden P., Gallucci F., van Sint Annaland M. // Advances in Chemical Engineering. 1st ed. Elsevier Inc., 2017. Vol. 51. P. 1–96.

14. Lee C.H., Lee K.B. // Appl. Energy. 2017. Vol. 205. P. 316–322. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.07.119.

15. Li Y., Kottwitz M., Vincent J.L., Enright M.J., Liu Z., Zhang L., Huang J., Senanayake S.D., Yang W.C.D., Crozier P.A., Nuzzo R.G., Frenkel A.I. // Nat. Commun. 2021. Vol. 12. Article 914. P. 1–9.

16. Gorlova A.M., Simonov P.A., Stonkus O.A., Pakharukova V.P., Snytnikov P.V., Potemkin D.I. // Kinet. Catal. 2021. Vol. 62. P. 812–819.

17. Yuan K., Sun X.-C., Yin H.-J., Zhou L., Liu H.-C., Yan C.-H., Zhang Y.-W. // J. Energy Chem. 2022. Vol. 67. P. 241–249.

18. Panagiotopoulou P., Papavasiliou J., Avgouropoulos G., Ioannides T., Kondarides D.I. // Chem. Eng. J. 2007. Vol. 134. P. 16–22.

19. Harada T., Simeon F., Hamad E.Z, Hatton T.A. // Chem. Mater. 2015. Vol. 27, No. 6. P. 1943–1949. DOI: 10.1021/cm503295g.

20. Shkatulov A.I., Kim S.T., Miura H., Kato Y., Aristov Yu.I. // Energy Convers. Manage. 2019. Vol. 185. P. 473–481.

21. Park E.D., Lee D., Lee H.C. // Catal. Today. 2009. Vol. 139. P. 280–290.

22. Gao W., Vasiliades M.A., Damaskinos C.M., Zhao M., Fan W., Wang Q., Reina T.R., Efstathiou A.M. // Environ. Sci. Technol. 2021. Vol. 55. P. 4513–4521.


Рецензия

Для цитирования:


Горлова А.М., Кармадонова И.Е., Деревщиков В.С., Рогожников В.Н., Снытников П.В., Потемкин Д.И. Сорбционно-каталитическая паровая конверсия СО на механической смеси Pt/Ce0,75Zr0,25O2 катализатора и NaNO3/MgO сорбента. Катализ в промышленности. 2022;22(4):28-35. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2022-4-28-35

For citation:


Gorlova A.M., Karmadonova I.E., Derevshchikov V.S., Rogozhnikov V.N., Snytnikov P.V., Potemkin D.I. Sorption-catalytic steam conversion of CO on a mechanical mixture of Pt/Ce0.75Zr0.25O2 catalyst and NaNO3/MgO sorbent. Kataliz v promyshlennosti. 2022;22(4):28-35. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2022-4-28-35

Просмотров: 45


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