с 01.01.2023 по настоящее время
Россия
В данной работе методом золь-гель синтеза получены Ni-Fe-оксидные катализаторы на носителе γ-Al₂O₃ с варьированием молярного соотношения Ni/Fe (1:1, 20:1, 15:5, 5:15, 1:20). Процесс синтеза включал приготовление пленкообразующего раствора на основе бутанола, азотной кислоты, тетраэтоксисилана и нитратов металлов с последующим нанесением на γ-Al₂O₃, сушкой при 100°C и отжигом при 400°C. Для исследования структурных, морфологических и текстурных свойств полученных материалов были использованы методы рентгеновской дифракции (РФА), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) с микрорентгеноспектральным анализом и низкотемпературной адсорбции азота. Установлено, что эквимолярное соотношение Ni/Fe = 1:1 обеспечивает формирование гомогенной смешанной оксидной фазы, равномерное распределение активных компонентов по поверхности носителя и высокую дисперсность частиц. Анализ СЭМ-изображений демонстрирует сплошное покрытие без агломератов, что свидетельствует о хорошей адгезии катализатора к носителю. Данные РФА подтверждают наличие фаз NiO и α-Fe₂O₃, которые сильно взаимодействуют с γ-Al₂O₃, обеспечивая стабильность каталитической системы. Удельная поверхность катализатора с соотношением Ni/Fe = 1:1, определенная методом БЭТ, составляет 134,8 м²/г, что лишь на 3,4 % ниже, чем у исходного γ-Al₂O₃ (139,5 м²/г). Это указывает на сохранение высокой пористости носителя после нанесения активных компонентов. В то же время, избыток никеля (20:1, 15:5) или железа (5:15, 1:20) приводит к фазовой сегрегации, образованию крупных агломератов NiO или Fe₂O₃, снижению удельной поверхности до 95-112 м²/г и ухудшению адгезии к подложке. Таким образом, оптимальный состав Ni/Fe = 1:1 перспективен для создания термически стабильных катализаторов с развитой мезопористой структурой, пригодных для высокотемпературных процессов гидрирования и конверсии углеводородов. Полученные результаты могут быть использованы для дальнейшей оптимизации каталитических систем на основе Ni-Fe-оксидов.
ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОД, НИКЕЛЬ-ЖЕЛЕЗНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ, СОСТАВ, СТРУКТУРА, γ-AL2O3
1. J.K. Prabhakar, P.A. Apte, G. Deo. Chemical Engineering Journal. 471, 144252, (2023).
2. S. Wang, Z. Shen, A. Osatiashtiani, A. Nabavi. Chem. Eng. J., 486, 150170, (2024).
3. R. Ye, X. Wang, Z.-H. Lu, R. Zhanf, G. Feng. Chem. Commun., 60, 11466–11482, (2024).
4. L.V. Furda, E.A. Tarasenko, S.N. Dudina, O.E. Lebedeva. Butlerov Commun., 64, 102-107, (2020).
5. N. Laosiripojana, W. Sutthisripok, S. Charojrochkul, S. Assabumrungrat. Fuel Process. Technol., 127, 26–32, (2014).
6. L. Wu, Z. Yan, J. Xie, Q. Xu, Z. Li. Bioresour. Technol., 402, 130844, (2024).
7. I.A. Pronin, I.A. Averin, D.Ts. Dimitrov, A.A. Karmanov. Nano-Microsyst. Technol., 8, 3-7, (2014).
8. E.V. Karlova, E.S. Podyelnikova, V.P. Lunichkina, T.V. Kon'kova. Adv. Chem. Chem. Eng., 3, 72–74, (2016).
9. M. Sarkari, F. Fazlollahi, H. Atashi, V. Hosseinpour. Fuel Process. Technol., 97, 130–139, (2012).
10. A.S. Al-Fatesh, W.U. Khan, A.A. Ibrahim, A.E. Abasaeed, A.H. Fakeeha. J. Saudi Chem. Soc., 20, 343-352, (2016).
11. M. Chaaban, H. El-Rassy. ACS Omega, 5, 27401–27412, (2020).
12. L. Zhou, L. Li, N. Wei, J. Li, K. Takanabe, J.-M. Basset. Appl. Catal. B Environ., 174, 272–280, (2015).
13. V. Claude, J.G. Mahy, S. Douven, T. Lohay, F. Micheli, S.D. Lambert. J. Environ. Chem. Eng., 8, 104528, (2020).
14. J. Feng, W. Chen, L. Zhang, X. Li. Appl. Surf. Sci., 389, 860–868, (2016).
15. A.A.S. Goncalves, M.J.F. Costa, L. Zhang, F. Ciesielczyk, M. Jaroniec. Chem. Mater., 30, 436–446, (2018).
16. B. Hu, Z. Li, J. Wang, Y. Zhang. Ceram. Int., 43, 1215–1222, (2017).
