Синтез Кёльбеля–Энгельгардта на биметаллических катализаторах на основе биоугля

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

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.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Сергей Свидерский

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Autor responsável pela correspondência
Email: SviderskySA@ips.ac.ru
ORCID ID: 0000-0002-1905-1946

к. х. н., с. н. с

Rússia, Москва, 119991

Янина 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.

Rússia, Москва, 119991

Алена Грабчак

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

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

м. н. с.

Rússia, Москва, 119991

Майя 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.

Rússia, Москва, 119991

Антон 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

Rússia, Москва, 119991

Bibliografia

  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

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. IR spectra of: 1 — initial cellulose, 2 — cellulose carbonysate, 3 — cellulose carbonysate calcined in a muffle furnace.

Baixar (456KB)
Metadados
3. Fig. 2. Temperature dependence of CO conversion for catalysts: N — FeCo/SiO2; n — FeCo/biochar.

Baixar (490KB)
Metadados
4. Fig. 3. Temperature dependence of C5+ selectivity for catalysts: N — FeCo/SiO2; n — FeCo/biochar.

Baixar (545KB)
Metadados
5. Fig. 4. Diffractogram of FeCo/SiO2 samples: 1 — freshly prepared; 2 — activated; 3 — spent.

Baixar (721KB)
Metadados
6. Fig. 5. Diffractogram of FeCo/biochar catalyst samples: 1 — freshly prepared; 2 — activated; 3 — spent.

Baixar (643KB)
Metadados
7. Fig. 6. Micrographs of samples of FeCo/SiO2 and FeCo/biochar catalysts.

Baixar (2MB)
Metadados
8. 7. IR spectra of FeCo/SiO2 catalyst samples: 1 — freshly prepared; 2 — activated; 3 — spent.

Baixar (447KB)
Metadados
9. Fig. 8. IR spectrum of FeCo/biochar catalyst samples: 1 — freshly prepared; 2 — activated; 3 — spent.

Baixar (439KB)
Metadados
10. Fig. 9. Raman spectra of FeCo/SiO2 catalyst samples: 1 — freshly prepared; 2 — activated; 3 — spent.

Baixar (488KB)
Metadados
11. Fig. 10. Raman spectra of the FeCo/biochar catalyst: 1 — freshly prepared; 2 — activated; 3 — spent.

Baixar (517KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025