Лаборатория гетерогенного катализа и процессов в сверхкритических средах №15
- Каталитическая конверсия CO2.
- Окислительное дегидрирование этана окислителями О2 и СО2.
- Химические (каталитические) процессы в сверхкритических флюидах.
- Конверсия возобновляемых источников энергии.
- Композитные системы химически связанного водорода.
✓ Из-за своего вклада в парниковый эффект преобразование углекислого газа в ценные химические вещества является одной из самых важных проблем, стоящих перед современным миром. Методом искрового плазменного спекания углеродных нанотрубок, декорированных наночастицами оксида железа, синтезирован новый тип железных катализаторов гидрирования СО2 в углеводороды. В результате этой обработки были получены инкапсулированные углеродом нанокристаллы железа, заключенные в плотный каркас УНТ. Катализаторы были испытаны без предварительного восстановления в реакции гидрировании CO2 в сверхкритических условиях (350 °C, 8,5 МПа) и показали высокую удельную активность 5.4–12.2 моль (CO2) г (Fe) -1 · с-1 и селективность по C2 + 40- –50 мол.% при довольно низких соотношениях H2:CO2, равных 1 и 2. Высокая эффективность катализаторов объяснялась стабилизацией металлических наночастиц углеродными оболочками и повышенной плотностью носителя УНТ, что привело к более высокой степени взаимодействия металла с подложкой, а также усилению карбидизации и активации СО.
✓ Проблема хранения водорода в жидких органических носителях водорода заключается не только в выборе подходящего органического субстрата, но и в разработке селективного и активного катализатора, содержащего как можно меньше благородных металлов. Впервые установлен синергетический эффект повышения конверсии и селективности дегидрирования бициклогексила до бифенила на триметаллических катализаторах Pt-Ni-Cr/C с чрезвычайно низким содержанием Pt (0,1 мас.%) по сравнению с биметаллическими системами Ni-Cr/C и Pt/Ni/C. Значения TOF (ммоль H2/г*Pt мин) для выделения водорода в условиях реакции дегидрирования бициклогексила (320 °C, 0,1 МПа) на Pt, нанесенной на композит Ni-Cr/С, на два порядка превышают значения, найденные для двухкомпонентных катализаторов. Максимальное количество выделяющегося водорода коррелирует с селективностью полного дегидрирования бициклогексила в бифенил на катализаторе Pt-Ni-Cr/C. Образование твердого раствора замещения Ni-Cr в композите Ni-Cr, нанесенном на углеродный носитель, показано методами in situ магнитометрии, рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии.
