Bimetallic PdCu/C and PdCu/C-N Alloy Catalysts for 5-Hydroxymethylfurfural Hydration

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The catalytic properties of monometallic and bimetallic xPd(100–x)Cu particles obtained by pulsed laser ablation (PLA) in ethanol followed by their deposition on a carbon support were studied in cascade reactions of 5-hydroxymethylfurfural reduction. The composition and morphology of the PLA-prepared xPd(100–x)Cu particles were studied by UV–visible spectroscopy and transmission electron microscopy. The supported xPd(100–x)Cu/C and xPd(100–x)Cu/C-N catalysts prepared on their basis were additionally studied by X-ray phase analysis and low-temperature nitrogen adsorption. In this work, the effect of the composition of bimetallic alloy particles and their interaction with N-centers of the modified carbon support on the catalytic properties of the supported PdCu/C and PdCu/C-N catalysts was studied.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

K. Timofeev

National Research Tomsk State University

Email: vodyankina_o@mail.ru
Rússia, Tomsk

D. Morilov

National Research Tomsk State University

Email: vodyankina_o@mail.ru
Rússia, Tomsk

D. Goncharova

National Research Tomsk State University

Email: vodyankina_o@mail.ru
Rússia, Tomsk

V. Svetlichny

National Research Tomsk State University

Email: vodyankina_o@mail.ru
Rússia, Tomsk

O. Vodyankina

National Research Tomsk State University

Autor responsável pela correspondência
Email: vodyankina_o@mail.ru
Rússia, Tomsk

T. Kharlamova

National Research Tomsk State University

Email: kharlamova83@gmail.com
Rússia, Tomsk

Bibliografia

  1. Кашпарова В.П., Чернышева Д.В., Клушин В.А., Андреева В.Е., Кравченко О.А., Смирнова Н.В. Фурановые мономеры и полимеры из возобновляемого растительного сырья // Успехи химии 2021. T. 90. № 6. С. 750. https://doi.org/10.1070/RCR5018
  2. Gao Y., Ge L., Xu H., Davey K., Zheng Y., Qiao S. Electrocatalytic Refinery of Biomass-Based 5-Hydroxymethylfurfural to Fine Chemicals // ACS Catal. 2023. V. 13. № 17. Р. 11204. https://doi.org/10.1021/acscatal.3c02272
  3. Тимофеев К.Л., Морилов Д.П., Харламова Т.С. Окисление 5-гидроксиметилфурфурола на нанесенных палладиевых катализаторах // Кинетика и катализ. 2023. Т. 64. № 4. С. 437.
  4. Jiang H.L., Xu Q. Recent Progress in Synergistic Catalysis over Heterometallic Nanoparticles // J. Mater. Chem. 2011. V. 21. P. 13705.
  5. Suboch A.N., Podyacheva O.Y. Pd Catalysts Supported on Bamboo-Like Nitrogen-Doped Carbon Nanotubes for Hydrogen Production // Energies. 2021. V. 14. № 5. P. 1501.
  6. Al-Mufachi N.A., Nayebossadri S., Speight J.D., Bujalski W., Steinberger-Wilckens R., Book D. Effects of Thin Film Pd Deposition on the Hydrogen Permeability of Pd60Cu40 wt% Alloy Membranes // J. Membr. Sci. 2015. V. 493. P. 580. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2015.07.015
  7. Федоров П.П., Шубин Ю.В., Чернова Е.В. Фазовая диаграмма системы медь-палладий // Журнал неорганической химии. 2021. T. 66. № 6. https://doi.org/10.31857/S0044457X21050056
  8. Goncharova D.A., Kharlamova T.S., Lapin I.N., Svetlichnyi V.A. Chemical and Morphological Evolution of Copper Nanoparticles Obtained by Pulsed Laser Ablation in Liquid // J. Phys. Chem. C. 2019. V. 123. № 35. Р. 21731. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b03958
  9. Timofeev K.L., Kharlamova T.S., Ezhov D.M., Salaev M.A., Svetlichnyi V.A., Vodyankina O.V. Hydroxymethylfurfural Oxidation over Unsupported Pd-Au Alloy Catalysts Prepared by Pulsed Laser Ablation: Synergistic and Compositional Effects // Appl. Catal. A: Gen. 2023. V. 656. P. 119121. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2023.119121
  10. Xia J., Fu Y., He G., Sun X., Wang X. Cost-effective Nitrogen-doped Carbon Black Supported PdCu Alloy Nanocatalyst for Green Suzuki-Miyaura Reactions under Mild Conditions // Mater. Chem. Phys. 2018. V. 209. P. 86. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.01.066
  11. Yao C., Wang M., Jiang W., Chen Y. Study on a Novel N-doped Mesoporous Carbon for the Efficient Removal of Methylene Blue from Aqueous Solution // Environ. Eng. Res. 2021. V. 26. № 5. P. 200339. https://doi.org/10.4491/eer.2020.339
  12. Goncharova D.A., Kharlamova T.S., Reutova O.А., Svetlichnyi V.A. Water–Ethanol Cuox Nanoparticle Colloids Prepared by Laser Ablation: Colloid Stability and Catalytic Properties in Nitrophenol Hydrogenation // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2021. V. 613. P. 126115. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2020.126115
  13. Zhang J., Claverie J., Chaker M., Ma D. Colloidal Metal Nanoparticles Prepared by Laser Ablation and Their Applications // ChemPhysChem. 2017. V. 18. P. 986. https://doi.org/10.1002/cphc.201601220
  14. Zeng H., Du X.-W., Singh S.C., Kulinich S.A., Yang S., He J., Cai W. Nanomaterials via Laser Ablation/Irradiation in Liquid: a Review // Adv. Funct. Mater. 2012. V. 22. P. 1333. https://doi.org/10.1002/adfm.201102295
  15. Thommes M., Kaneko K., Neimark A., Olivier J., Rodriguez-Reinoso F., Rouquerol J., Sing K. Physisorption of Gases, with Special Reference to the Evaluation of Surface Area and Pore Size Distribution (IUPAC Technical Report) // Pure Appl. Chem. 2015. V. 87. P. 1051. https://doi.org/10.1515/pac-2014-1117
  16. Semaltianos N.G., Petkov P., Scholz S., Guetaz L. Palladium or Palladium Hydride Nanoparticles Synthesized by Laser Ablation of A Bulk Palladium Target in Liquids // J. Colloid Interf. Sci. 2013. V. 402. P. 307. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2013.03.062
  17. Чесноков В.В., Лисицын А.С., Соболев В.И., Герасимов Е.Ю., Просвирин И.П., Чесалов Ю.А., Чичкань А.С., Подъячева О.Ю. Pt/N-графен в разложении муравьиной кислоты // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 4. С. 472.
  18. Suboch A.N., Podyacheva O.Y. Pd Catalysts Supported on Bamboo-Like Nitrogen-Doped Carbon Nanotubes for Hydrogen Production // Energies. 2021. V. 14. № 5. P. 1501. https://doi.org/10.3390/en14051501

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Scheme 1. Scheme of HMF hydrogenation

Baixar (152KB)
Metadados
3. Fig. 1. Absorption spectra of metal colloids obtained by ILA: 1 - Cu colloid; 2 - Pd colloid; 3 - mixture of Cu and Pd colloids with mass ratio of metals 1 : 1; 4 - 50Pd50Cu colloid after laser treatment of colloid mixture

Baixar (109KB)
Metadados
4. Fig. 2. Typical TEM images of colloidal particles obtained by ILA in ethyl alcohol: Cu (a); Pd (b); 50Pd50Cu (c)

Baixar (118KB)
Metadados
5. Fig. 3. Adsorption-desorption isotherms (a) and pore size distribution (b) for the original and nitrogen-modified carrier

Baixar (170KB)
Metadados
6. Fig. 4. Typical X-ray diffraction patterns of xPd(100-x)Cu/C deposited samples

Baixar (231KB)
Metadados
7. Fig. 5. Catalytic performance of xPd(100-x)Cu/C samples. Conditions: 160°C, 15 atm H2, 4 h of reaction

Baixar (280KB)
Metadados
8. Fig. 6. Catalytic performance of xPd(100-x)Cu/C-N samples obtained when the reaction was carried out for 4 (a) and 1 h (b). Conditions: 160°C, 15 atm H2

Baixar (377KB)
Metadados


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».