При разработке катализаторов нового поколения, а также в ходе оптимизации характеристик существующих каталитических систем, важнейшую роль играют фундаментальные исследования, позволяющие установить ключевые параметры, определяющие активность и селективность протекания определенных реакций. В данной работе были проведены исследования нанесенных платино-титановых катализаторов, активных в реакции селективного окисления аммиака. Было рассмотрено влияние модифицирующих добавок: хлорида калия и оксида вольфрама на физико-химические и каталитические свойства системы Pt/TiO2. Структурные методы (порошковая рентгеновская дифракция, просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)) показали наличие высокодисперсных частиц платины в изученных катализаторах. Исследование методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) в режиме ex situ позволило определить зарядовое состояние платины на поверхности модифицированных и немодифицированных катализаторов в зависимости от проведенных окислительно-восстановительных обработок. Было установлено, что модификация образцов оксидом вольфрама стабилизирует металлическое состояние платины, а хлоридом калия - окисленное состояние Pt2+. Корреляция данных о состоянии активного компонента с каталитическими свойствами показала улучшение активности образцов в области температур ниже 180°С при добавлении оксида вольфрама, в то время как введение хлорида калия приводило к повышению селективности в отношении молекулярного азота в области температур ниже 250°С.

В работе были исследованы композитные катализаторы, представляющие собой Rh-CeOx композиции, нанесенные на поверхность многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ). Активные компоненты (Rh, Ce) были нанесены на поверхность МУНТ с сохранением постоянной загрузки родия и варьированием содержания церия в диапазоне соотношений Rhат./Ceат. = 0.085–0.34. Исследование полученных образцов проводилось комбинацией структурных (рентгеновская дифракция, просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)), спектральных (рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС)) и кинетических (температурно-программированная реакция с СО (ТПР-СО) и СО+О2 (ТПР-СО+О2)) методов. Обнаружено, что для всех изученных образцов наблюдается формирование высокодисперсных частиц CeO2 и RhOx. При изменении соотношения Rhат./Ceат. происходит формирование структур, проявляющих каталитическую активность в реакции окисления СО в различных температурных диапазонах. При низких соотношениях Rhат./Ceат. < 0.17 конверсия СО наблюдается при температурах выше 100°С. При увеличении соотношения Rhат./Ceат. в катализаторах Rh-CeO2/МУНТ происходит формирование центров, обладающих каталитической активностью при температурах ниже 0 °С. Исследование композитных катализаторов с высоким соотношением Rhат./Ceат. методами ПЭМВР и ТПР-СО указывает на то, что активными формами могут являться структуры на основе дисперсных окисленных форм родия, модифицированных ионами Ce3+.

Катализаторы селективного окисления аммиака до молекулярного азота играют важную роль в борьбе с загрязнением окружающей среды автомобильными и промышленными выбросами. В работе было проведено исследование катализаторов селективного окисления аммиака на основе Pt/TiO2, модифицированных калием. Катализаторы Pt/TiO2 были получены пропиткой коммерческого носителя TiO2 (Degussa, P25 Aeroxide) нитратным предшественником платины, с последующим нанесением небольших количеств калия с варьированием природы предшественника: КОН, КNO3, KCl. Применение комплекса физико-химических и кинетических методов (порошковая рентгеновская дифракция, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), температурно-программируемая десорбция NH3 (ТПД-NH3), температурно-программируемая реакция NH3+O2 (ТПР-NH3+O2)) позволило рассмотреть влияние промотирующей добавки на свойства катализаторов. По данным рентгеновской дифракции для образцов наблюдалось образование дисперсных частиц платины с размером области когерентного рассеяния не более 5 нм. Данные РФЭС указывают на изменение степени окисления платины при варьировании предшественника калия. Было показано, что применение хлоридного предшественника калия способствует повышению селективности по молекулярному азоту в области температур до 200°С. Данные ТПД-NH3 позволили проследить изменение кислотных свойств поверхности образцов и провести сопоставление с их каталитическими характеристиками в реакции окисления аммиака.

Уважаемые коллеги!Благодарим Вас за проявленный интерес к Четвертой российской конференции «Графен: молекула и 2D кристалл» и желание принять участие в её работе.Конференция проходит в научно-образовательном центре города Новосибирска -Академгородке.Мероприятие посвящено актуальным направлениям исследований и разработок в области углеродных и низкоразмерных материалов.Проведение конференции поможет координации усилий ученых в решении современных проблем материаловедения и привлечению молодых исследователей для решения актуальных научных задач.Оргкомитет выражает особую благодарность НГУ, Центру компетенций НТИ «Моделирование и разработка новых функциональных материалов с заданными свойствами», компаниям «Диаэм», «НТ-МДТ Спектрум Инструментс» и корпорации "Графеновая Долина" за финансовую поддержку и журналам Аналитика, Наноиндустрия и РЭНСИТ за информационную поддержку.Искренне надеемся, что пребывание в Новосибирском Академгородке и в стенах Новосибирского государственного университета оставит множество положительных эмоций и

С использованием импульсной лазерной абляции в жидкости были синтезированы порошки Rh и CeО2, прокаливание которых в широком интервале температур от 450 до 1000°С позволило получить модельные катализаторы Rh-CeO2. Формирование индивидуальных и совместных родий- и церий-содержащих фаз по ходу увеличения температуры прокаливания катализаторов было изучено методами порошковой рентгеновской дифракции и КР-спектроскопии. Окислительно-восстановительные свойства полученных катализаторов были протестированы в температурно-программируемой реакции восстановления СО, а каталитические свойства были изучены на примере реакции окисления СО. Было показано, что, благодаря формированию наногетерофазной системы, состоящей из наночастиц оксидов родия (Rh2O3) и церия (CeO2), катализаторы сохраняют стабильность в ходе каталитических испытаний. Обнаруженная высокая стабильность, наиболее вероятно, определяется образованием фрагментов Rh3+-CeO2 с локализацией ионов Rh3+ в приповерхностных слоях СеО2 вследствие контакта наночастиц оксидов родия и церия. Внедрение ионов Rh3+ в позицию Се4+ в решетке СеО2 приводит к искажению структуры оксида церия и образованию активных состояний кислорода, способных взаимодействовать с СО при низких температурах. Результаты исследований показали, что даже после прокаливания катализаторов при 1000°С сохраняется их высокая активность в реакции низкотемпературного окисления СО.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Российская академия наук Научный совет по неорганической химии РАН Научный совет по аналитической химии РАН Научный совет по химической технологии РАН Российское химическое общество имени Д.И

Каталитические композиции Pd—CeО2, нанесенные на поверхность углеродных наноматериалов (УНМ), могут выступать в качестве модельных систем для изучения природы активных центров каталитических реакций, а также рассматриваться в качестве перспективных катализаторов низкотемпературного окисления. В данной работе в качестве углеродного носителя использованы азотсодержащие углеродные нанотрубки (N-УНТ, N—CNT). Катализаторы Pd—CeО2/N-УНТ получены с помощью разных методов синтеза и изучены комплексом физико-химических методов. Активность катализаторов тестировалась с применением реакции окисления СО. Для поиска оптимальных методов нанесения высокодисперсных форм палладия и СеО2 на поверхность N-УНТ проводили варьирование природы растворителей и/или осадителей. Показано, что при использовании NH3 в качестве осадителя, полученные катализаторы более активны, чем в случае применения гуанидина. Нанесение предшественников Се и Pd из водных растворов приводило к образованию высокодисперсных частиц PdO, но не позволяло закреплять частицы оксида церия на поверхности N-УНТ. Использование ацетона в качестве растворителя способствовало получению наиболее активных катализаторов Pd—CeO2/N-УНТ, содержащих активные компоненты в высокодисперсном состоянии. Установлено, что совместное нанесение предшественников Се и Pd более эффективно, чем последовательное Се, а затем Pd. Полученные по такой методике катализаторы Pd—CeО2/N-УНТ характеризуются высокой активностью в реакции окисления СО при низкой температуре с температурой 50 % конверсии СО 80 °C. В результате проведенного исследования показано, что углеродные наноматериалы могут быть эффективно использованы для варьирования дисперсности и степени взаимодействия компонентов Pd/PdO и CeO2, определяющих каталитическую эффективность в реакции окисления СО.

Методом импульсной лазерной абляции в жидкостях получен композитный катализатор Au/CeO2. Дисперсии золота и церия готовились в спирте и воде соответственно, затем смешивались, сушились при 60 °C и прокаливались при различных температурах: 450 °C, 600 °C, 800 °C. С применением физических методов (РФЭС, РФА, ПЭМВР, СКР) обнаружено возникновение контактного взаимодействия между частицами золота и диоксида церия вследствие прокаливания на воздухе или при воздействии реакционной среды. Методом РФЭС зафиксировано наряду с металлическими частицами появление ионной компоненты золота с Есв(Au 4f7/2) = 85.3 эВ. Из данных СКР (λ = 785 нм) следует, что наночастицы CeO2 сильно дефектны, золотые кластеры стабилизируются на вакансиях решетки диоксида церия. Каталитические испытания в реакции СО + О2 показали, что прокалка при 450—600 °C на воздухе или в реакционной среде активирует катализаторы и приводит к появлению высокой низкотемпературной активности. Рассчитанные значения частоты оборота активного центра составили 0.08 с–1 при 0 °C и 0.17 с–1 при 20 °C. Согласно данным РФА и РФЭС, прокаливание композита при 800 °C приводит к полному восстановлению золота и спеканию его в крупные частицы, а затем к потере низкотемпературной активности вследствие этого.

Катализаторы VMoNbTeO показывают высокую активность в реакциях селективного окисления этана и пропана. Методом рентгеновской дифракции с высоким временным разрешением исследованы структурные превращения смешанного оксида состава (TeO)0.18(Mo0.7V0.22Nb0.08)20O56 со структурой фазы М1 — активной фазы этих катализаторов при нагревании в среде водорода (1 % H2 в гелии). Показано, что в присутствии восстановителя структура фазы M1 разрушается при температуре выше 480 °C. Процесс сопровождается структурными искажениями, уменьшением размеров кристаллических блоков, удалением теллура (из-за восстановления и сублимации) и восстановлением катионом молибдена и ванадия. В результате формируются VMoNb оксиды с разупорядоченной структурой, которые при T > 480 °C быстро кристаллизуются в моноклинный оксид (Mo,V,Nb)O2 типа рутила с переменным составом. Данные рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии показывают неоднородный состав оксидов, формирующихся в результате разложения исходной фазы. Поверхность сформированных частиц обогащена ванадием и ниобием, входящими в состав оксидов с разупорядоченной структурой.

Multicomponent and multiphase oxide catalysts with uniform composition Mo1V0,3Te0,23Nb12 but different phase content has been studied in oxidative ethane conversion to ethylene and characterized using X-ray analysis. Phase composition of the samples was varied by modifying preparation conditions, viz different pH and method of drying of wet precursor as well as calcination of solid one, the content of separated phase was define by Rietveld method. It has been found that in oxidative conversion of ethane catalytic properties of oxide samples are determined by the content of orthorhombic M1 phase with layered structure and composition (TeO)0,23(Mo,V,Nb)5O14.