Синтез Кёльбеля–Энгельгардта на биметаллических катализаторах на основе биоугля

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изучено протекание реакции безводородного гидрирования СО водяным паром (синтез Кёльбеля– Энгельгардта) на биметаллических катализаторах на основе биоугля в сравнении с образцом на оксидном носителе. Показано, что биметаллические железокобальтовые катализаторы на основе биоугля в процессе безводородного гидрирования СО превосходят по эффективности аналогичный катализатор на оксидном носителе – наибольшая величина конверсии СО составляет 88 и 38% соответственно. Методом рентгенофазового анализа определен состав активной фазы биметаллического железокобальтового катализатора на оксидном и углеродном носителе и генезис ее формирования.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Сергей Александрович Свидерский

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: SviderskySA@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-1905-1946

к. х. н., с. н. с

Россия, Москва, 119991

Янина Владиславовна Морозова

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Email: SviderskySA@ips.ac.ru
ORCID iD: 0009-0006-0816-9910

к. х. н., с. н. с.

Россия, Москва, 119991

Алена Андреевна Грабчак

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Email: SviderskySA@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-0504-5342

м. н. с.

Россия, Москва, 119991

Майя Валерьевна Куликова

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Email: SviderskySA@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0003-2235-8989

д. х. н., в. н. с.

Россия, Москва, 119991

Антон Львович Максимов

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Email: SviderskySA@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0001-9297-4950

д. х. н., академик РАН

Россия, Москва, 119991

Список литературы

  1. Kölbel H., Engelhardt F. Kohlenwasserstoffe aus Kohlenoxyd und Wasser // Angew. Chemie. 1952. V. 64, № 2. P. 54–58. https://doi.org/10.1002/ange.19520640205
  2. Qin X., Xu M., Guan J., Feng L., Xu Y., Zheng, L., Zheng L., Xie J., Yu Zh., Zhang R., Li X., Liu X., Liu J., Zheng J., Ma D. Direct conversion of CO and H2O to hydrocarbons at atmospheric pressure using a TiO2–xNi photothermal catalyst // Nat. Energy. 2024. V. 9. P. 154–162. https://doi.org/10.1038/s41560-023-01418-1
  3. Chaffee A.L., Loeh H.J. Aromatic hydrocarbons from the Kölbel‒Engelhardt reaction // Appl. Catal., 1985. V. 19, № 2. P. 419–422. https://doi.org/10.1016/S0166-9834(00)81763-7
  4. Смольянинов С.И., Миронов В.М. О механизме синтеза из окиси углерода и водяного пара // Известия Томского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им. С.М. Кирова. 1965. Т. 136. C. 58–60.
  5. Nefedov B.K., Eidus Y.T. The development of catalytic syntheses of organic compounds from carbon monoxide and hydrogen // Russ. Chem. Rev. 1965. V. 34, № 4. P. 272–284. https://doi.org/10.1070/RC1965v034n04ABEH001431
  6. Miyata Y., Akimoto M., Ooba N., Echigoya E. Kinetic and Mechanistic Studies on the Kölbel–Engelhardt Reaction over an Iron Oxide Catalyst // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1984. V. 57, № 3. P. 667–672. https://doi.org/10.1246/bcsj.57.667
  7. Смольянинов С.И., Кравцов А.В., Гончаров И.В., Пономарева Л.Л. О составе жидкого продукта синтеза из окиси углерода и водяного пара на железомедном катализаторе// Известия Томского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им. С.М. Кирова. 1976. Т. 253. С. 80–81.
  8. Larkins F.P., Khan A.Z. Investigation of Kölbel– Engelhardt Synthesis over Iron-Based Catalysts // Appl. Catal. 1989. V. 47, № 2. P. 209–227. https://doi.org/10.1016/S0166-9834(00)83229-7
  9. Shan R., Han J., Gu J., Yuan H., Luo B., Chen Y. A review of recent developments in catalytic applications of biochar-based materials // Resour. Conserv. Recycl. 2020. V. 162. ID 105036. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2020.105036
  10. Kumar M., Xiong X., Sun Y., Yu I.K.M., Tsang D.C.W., Hou D., Gupta J., Bhaskar T., Pandey A. Critical review on biochar-supported catalysts for pollutant degradation and sustainable biorefinery // Adv. Sustain. Syst. 2020. V. 4, № 10. ID 1900149. https://doi.org/10.1002/adsu.201900149
  11. Kuz’min A.E., Pichugina D.A., Kulikova M.V., Dement’eva O.S., Nikitina N.A., Maksimov A.L. A possible role of paramagnetic states of iron carbides in the Fischer–Tropsch synthesis selectivity of nanosized slurry catalysts // J. Catal. 2019. V. 380. P. 32–42. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2019.09.033
  12. Свидерский С.А., Дементьева О.С., Иванцов М.И., Грабчак А.А., Куликова М.В., Максимов А.Л. Реакция гидрирования СО2 на катализаторах на основе биоугля // Нефтехимия. 2023. Т. 63, № 2. C. 239‒249. https://doi.org/10.31857/S0028242123020089. [Svidersky S.A., Dement’eva O.S., Ivantsov M.I., Grabchak A.A., Kulikova M.V., Maximov A.L. Hydrogenation of CO2 over Biochar-Supported Catalysts // Petrol. Chemisrty. 2023. V. 63, № 4. P. 443–452. https://doi.org/10.1134/S0965544123030234]
  13. Vasilev A.A., Ivantsov M.I., Dzidziguri E.L., Efimov M.N., Muratov D.G., Kulikova M.V., Zhilyaeva N.A. Karpacheva G.P. Size effect of the carbon-supported bimetallic Fe-Co nanoparticles on the catalytic activity in the Fischer–Tropsch synthesis // Fuel. 2022. V. 310. ID 122455. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122455
  14. Svidersky S.A., Morozova Y.V., Ivantsov M.I., Grabchak A.A., Kulikova M.V., Maximov A.L. Study the effect of acid leaching treatment on the catalytic activity of chitosan-based iron catalyst in Fischer–Tropsch synthesis // Petrol. Chemisrty. 2024. V. 64, № 1. P. 109–121. https://doi.org/10.1134/S0965544124020130

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. ИК-спектры: 1 — исходной целлюлозы, 2 — карбонизата целлюлозы, 3 — карбонизата целлюлозы, прокаленного в муфельной печи.

Скачать (456KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость конверсии СО от температуры для катализаторов: ■ — FeCo/SiO2; ▲ — FeCo/биоуголь.

Скачать (490KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость селективности С5+ от температуры для катализаторов: ■ — FeCo/SiO2; ▲ — FeCo/биоуголь.

Скачать (545KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Дифрактограмма образцов FeCo/SiO2: 1 — свежеприготовленный; 2 — активированный; 3 — отработанный.

Скачать (721KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Дифрактограмма образцов катализатора FeCo/биоуголь: 1 — свежеприготовленный; 2 — активированный; 3 — отработанный.

Скачать (643KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Микрофотографии образцов катализаторов FeCo/SiO2 и FeCo/биоуголь.

Скачать (2MB)
Метаданные
8. Рис. 7. ИК-спектры образцов катализатора FeCo/SiO2: 1 — свежеприготовленный; 2 — активированный; 3 — отработанный.

Скачать (447KB)
Метаданные
9. Рис. 8. ИК-спектр образцов катализатора FeCo/биоуголь: 1 — свежеприготовленный; 2 — активированный; 3 — отработанный.

Скачать (439KB)
Метаданные
10. Рис. 9. КР-спектры образцов катализатора FeCo/SiO2: 1 — свежеприготовленный; 2 — активированный; 3 — отработанный.

Скачать (488KB)
Метаданные
11. Рис. 10. КР-спектры катализатора FeCo/биоуголь: 1 — свежеприготовленный; 2 — активированный; 3 — отработанный.

Скачать (517KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025