Взаимодействие палладия с поверхностью церий-содержащих носителей и роль поверхностных фаз в низкотемпературном окислении CO

• Автор: Гуляев, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1.1.3.1. Спектроскопические особенности диоксида церия и катализаторов на его основе
III. 1.3.2. Определение влияния рентгеновского излучения на исследуемые системы. Подбор оптимальных параметров исследования
III. 1.3.3. Синтез модельного катализатора . О2 в режиме ii и обработка образца различными средами

III. 1.3.4. Обработка спектроскопических данных

Ш.2. Другие физические методы исследования, использованные в работе

III.2.1 Метод просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения Г1ЭМВР

III.2.2. Метод протяженной тонкой структуры поглощения рентгеновских i x X i i , X

1.2.3. Фурьеспектроскопия поглощения инфракрасного излучения I адсорбированного оксида углерода СО

1.2.4. УФВидимыс спектры диффузного отражения ЭСДО

1.2.5. Определение величипы удельной поверхности катализаторов

III.3. Кинетические методы исследования катализаторов

1.3.1. Метод термопрограммированной реакции i СО
1.3.2.
Ш.4. Приготовление катализаторов
III.4.1. Катализаторы II СО i.xx
Ш.4.2. Катализаторы сравнения РОАЕОз
IV. Результапл и обсуждение .
IV. 1 Сравнение состояния активного компонента в катализаторах обладающих НТА РсЕСеОг и не обладающих II РсЕАОз
1V.2 Влияние условий приготовления катализатора СеОг на каталитические свойства и физикохимические характеристики
IV.2.1. Содержание палладии
IV.2.2. Морфология носителя
IV.2.3. Влияние температуры прокаливания носителя
1V.3.Изучение x свойств поверхности катализаторов методами ТИР СО, ТПО О2 и РФЭС в режиме реакторспектрометр
IV.3.1. Влияние условий приготовления катализаторов 2 на формы реакционноснособного кислорода
IV.3.2. Исследование особенностей восстановления катализаторов в СО
У.З.З.Реокиеление восстановленных катализаторов в кислороде
IV.4. Ii исследование x свойств катализаторов методом РФЭС 5 IV.5. Ii синтез катализатора из смеси 2 и СеЫОзз
IV.6. Исследование характеристик катализаторов ixx в зависимости от состава носителя
V. Заключение
VI. Выводы
VII. Список использованной литературы
Введение


Так, в температурном диапазоне стабильности катионных форм Аи3 и Аи активирующих кислород, катализаторы на основе золота характеризуются весьма высокими характеристиками активности в реакции окисления СО, так как содержат при этом еще и восстановленные атомы золота, активирующие СО. Весь этот процесс пространственно сосредоточен в рамках одной наночастицы золота, и поэтому весьма эффективен. Медь, характеризующаяся более высоким сродством к кислороду, находится в составе катализаторов в основном в виде более устойчивых окисленных состоянии Си, Си2, что предполагает малое количество восстановленной меди, необходимой для активации СО. Поэтому катализаторы на основе меди значительно менее активны, чем золотосодержащие катализаторы, но характеризуются более высокой стабильностью. Серебро в этом плане занимает промежуточное положение. Таким образом, из анализа рассмотренных работ следует, что для эффективного катализа НТО СО с сохранением стабильности при. АК как в виде восстановленной формы Ме, так и в виде катионов, с достаточной концентрацией и стабильностью обеих форм. Платинасодержащие катализаторы. Катализаторы, содержащие в своем составе платину, характеризуются мало выраженной низкотемпературной активностью в реакции окисления СО, несмотря на наличие как восстановленной металлической платины, так и се окисленных форм Р и 5,,. Для стабилизации высокодисперсного состояния платины и наличия как окисленных, так и восстановленных форм необходимы носители с достаточно подвижным кислородом, например СеОг или x, как это было показано экспериментально и подтверждено теоретическими расчетами . Добавление платины в состав носителей с подвижным кислородом СегЮх приводит к заметному промотирующему эффекту, заключающемуся в увеличении подвижности решеточного кислорода , однако, низкотемпературная активность таких катализаторов остается выраженной незначительно. Также на примере данных катализаторов был продемонстрирован сопряженный окислительновосстановительный процесс РгР Се,Се3 , однако из данной работы роль восстановленного состояния платины не совсем ясна. Се4Се3 даже несмотря на присутствие восстановленного состояния, платины. Поэтому только наличия как восстановленного, так. НТА в реакции СО Ог Цикл окислительновосстановительных обработок в СО и кислороде приводит к естественному окислению. ИТА у данных катализаторов. Необходимым дополнительным условием, является лабильность восстановленного и окисленного состояния АК,. Легкость данного перехода необходима для сопряжения электронного переноса с окисляемого субстрата СО на окислитель кислород. Данный тезис является обоснованным, если принять во внимание принцип разобщенности центров активации реагентов СО и О2 в низкотемпературном режиме реакции. Поэтому наиболее важными критериями выбора активного компонента катализаторов реакции, окисления окиси углерода, работающих в широком диапазоне температур до 0С и выше, являются . Наличие окисленного и восстановленного состояния активного компонента в достаточных концентрациях для активации СО и кислорода, соответственно. Достаточная, устойчивость данных, состояний, позволяющая сохранять высокую активность при более высоких температурах. Достаточная лабильность окисленных и восстановленных состояний АК, позволяющая не только эффективно активировать СО и кислород, но и сопрягать процессы передачи электрона от субстрата к окислителю при низких температурах. II. Паплалийсолержащие катализаторы. Катализаторы на основе палладия являются очень активными в НТО СО 5,, устойчивыми к воздействию реакционной среды и термически стабильными . Наличие данных характеристик у палладийсодержащих катализаторов заключается не только в присутствии восстановленного и окисленного состояния палладия, но и их стабильностью и лабильностью. С учетом всех данных характеристик, палладиевые, катализаторы превосходят любые каталитические системы, использующиеся в реакции НТО СО. Поэтому данные катализаторы являются наиболее перспективными объектами исследования феномена низкотемпературного окисления СО. Наиболее активными катализаторами на основе палладия являются катализаторы, для которых в качестве носителя выступают оксиды с непостоянной стехиометрией по кислороду.