Дослідження частинок на поверхні Ni-Fe каталізаторів гідрогенування СО2 методом ТД МС аналізу

  • R. Meshkini Far Київський національний університет імені Тараса Шевченка
  • A. Dyachenko Київський національний університет імені Тараса Шевченка
  • O. Bieda Київський національний університет імені Тараса Шевченка
  • O. Ischenko Київський національний університет імені Тараса Шевченка
DOI: https://doi.org/10.15407/Surface.2017.09.104

Анотація

Методом термопрограмованої десорбційної мас-спектрометрії (ТД МС) досліджено стан поверхні Ni-Fe каталізаторів реакції гідрогенування СО2. На ТД спектрах зареєстровано десорбцію частинок CO2 (m/z = 44), CO (m/z = 28) та H2O (m/z = 18) з поверхні зразків, що проявили високу та низьку каталітичну активність у реакції гідрогенування СО2. Проміжні сполуки CHO*, CH2O* не спостерігалися на ТД профілях для всіх досліджуваних зразків. На основі результатів каталітичної активності та термічної десорбції зроблено припущення, що процес конверсії СО2 в метан на Ni-Fe каталізаторах відбувається через пряме гідрогенування карбону без утворення проміжних кисневмісних сполук.

Посилання

1. Mikkelsen M., Jorgensen M., Krebs F.C. The teraton challenge. The review of fixation and transformation of carbon dioxide. Energy Environ. Sci. 2010. 3(1): 43. https://doi.org/10.1039/B912904A

2. Landau M.V., Vidruk R., Herskowitz M. Sustainable production of green feed from carbon dioxide and hydrogen. Chem. Sus. Chem. 2014. 7(3): 785. https://doi.org/10.1002/cssc.201301181

3. Wang W., Wang S., Ma X., Gong J. Recent advances in catalytic hydrogenation of carbon dioxide. Chem. Soc. Rev. 2011. 40(7): 3703. https://doi.org/10.1039/c1cs15008a

4. Brooks K.P., Hu J. L., Zhu H.Y., Kee R. J. Methanation of carbon dioxide by hydrogen reduction using the Sabatier process in microchannel reactors. Chem. Eng. Sci. 2007. 62(4): 1161. https://doi.org/10.1016/j.ces.2006.11.020

5. Rodriguez J.A., Hanson J.C., Stacchiola D., Senanayake S.D. In situ/operando studies for the production of hydrogen through the water-gas shift on metal oxide catalysts. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013. 15(29): 12004. https://doi.org/10.1039/c3cp50416f

6. Janke C., Duyar M.S., Hoskins M. Catalytic and adsorption studies for the hydrogenation of CO2 to methane. Appl. Catal. B. 2014. 152-153: 184. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.01.016

7. Aaron D., Tsouris C. Separation of CO2 from flue gas. Sep. Sci. Technol. 2005. 40(1–3): 321. https://doi.org/10.1081/SS-200042244

8. Lok M. Synthesis of Solid Catalysts. (WILEY-VCH, 2009).

9. Cubeiro M.L., Morales H., Goldwasser M.R., Perez-Zurita M.Z., Gonzales-Jimenez F., Urbina de N.C. Hydrogenation of carbon oxides over Fe/Al2O3 catalysts. Appl. Catal. A. 1999. 189(1): 87. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(99)00262-8

10. Andersson M.P., Bligaard T., Kustov A.L., Larsen K.E., Greeley J., Johannessen T., Christensen C.H. Toward computational screening in heterogeneous catalysis: Pareto-optimal methanation catalysts. J. Catal. 2006. 239(2): 501. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2006.02.016

11. Meshkini Far R., Ischenko O., Zakharova T., Dyachenko A. Activity of Ni-Fe catalysts in the reaction of CO2 hydrogenation. Bulletin of Taras Shevchenko Kyiv National University. 2016. 52: 63.

12. Ischenko O.V, Meshkini Far R., Bieda O.A., Dyachenko A.G., Zakharova T.M., Filonenko M.M. Ni-Fe Catalytic Systems for reaction of CO2 methanation. Ukrainian Chemistry Journal. 2017. 83(3): 50.

13. Yang C.W., Williams D.B. A Revision of the Fe-Ni Phase Diagram at Low Temperatures. Journal of Phase Equilibria. 1996. 17(6): 522. https://doi.org/10.1007/BF02665999

14. Tovbin M.V. Physical Chemistry. (Vyshcha shkola, 1975). [in Russian].

15. Roberts M., Mackie C. Chemistry of the Metal-Gas Interface. (Moscow: Mir, 1981). [in Russian].

surface 9(24)
Опубліковано
2017-10-08
Як цитувати
Meshkini Far, R., Dyachenko, A., Bieda, O., & Ischenko, O. (2017). Дослідження частинок на поверхні Ni-Fe каталізаторів гідрогенування СО2 методом ТД МС аналізу. Поверхня, (9(24), 104-110. https://doi.org/10.15407/Surface.2017.09.104
Номер
№ 9(24) (2017): Поверхня
Розділ
Фізико-хімія поверхневих явищ
  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.