Nickel Based Ni–Ce1–xZrxO2 Catalysts Prepared by Pechini Method for CO2 Methanation

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Nickel-based Ni–Ce1 – xZrxO2 catalysts were prepared by Pechini method and their catalytic performance towards CO2 methanation reaction was studied. It was shown that the catalysts exhibit high catalytic activity comparable to the activity of industrial methanation catalyst NIAP-07-05. The catalysts were characterized using a complex of X-ray diffraction methods with experiments on synchrotron radiation, high-resolution electron microscopy, Raman spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. It is shown that the preparation method makes it possible to achieve a high dispersion of nickel-containing particles formed during the decomposition of the Ni–Ce–Zr–O substitutional solid solution obtained during the synthesis. However, due to the decorating effect, the surface of nickel-containing particles is poorly accessible to reagents. For this reason, the Ni–Ce1 – xZrxO2 catalysts obtained by the Pechini method are less active than the supported Ni/Ce1 – xZrxO2 catalysts.

Авторлар туралы

V. Pakharukova

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS; Novosibirsk State University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: verapakh@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentieva 5; Russia, 630090, Novosibirsk, Pirogova Street 2

O. Stonkus

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

Email: verapakh@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentieva 5

N. Kharchenko

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS; Novosibirsk State University

Email: verapakh@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentieva 5; Russia, 630090, Novosibirsk, Pirogova Street 2

V. Rogozhnikov

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

Email: verapakh@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentieva 5

Yu. Chesalov

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

Email: verapakh@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentieva 5

A. Gorlova

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS; Novosibirsk State University

Email: verapakh@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentieva 5; Russia, 630090, Novosibirsk, Pirogova Street 2

A. Saraev

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS

Email: verapakh@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentieva 5

D. Potemkin

Boreskov Institute of Catalysis SB RAS; Novosibirsk State University

Email: verapakh@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Ave. Lavrentieva 5; Russia, 630090, Novosibirsk, Pirogova Street 2

Әдебиет тізімі

  1. Bailera M., Lisbona P., Romeo L.M., Espatolero S. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2017. V. 69. P. 292.
  2. Rönsch S., Schneider J., Matthischke S., Schlüter M., Götz M., Lefebvre J., Prabhakaran P., Bajohr S. // Fuel. 2016. V. 166. P. 276.
  3. Hidalgo D., Martín-Marroquín J.M. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2020. V 132. P. 110057.
  4. Wang W., Wang S., Ma X., Gong J. // Chem. Soc. Rev. 2011. V. 40. № 7. P. 3703.
  5. Ashok J., Pati S., Hongmanorom P., Tianxi Z., Junmei C., Kawi S. // Catal. Today. 2020. V. 356. P. 471.
  6. Fan W.K., Tahir M. // J. Environ. Chem. Eng. 2021. V. 9. № 4. P. 105460.
  7. Lee W.J., Li C., Prajitno H., Yoo J., Patel J., Yang Y., Lim S. // Catal. Today. 2021. V. 368. P. 2.
  8. Ли Ч., Бянь Л., Чжу Ц., Ван В. // Кинетика и катализ. 2014. V. 55. № 2. P. 226. (Li Z., Bian L., Zhu Q., Wang W. // Kinet. Catal. 2014. V. 55. № 2. P. 217.)
  9. Le T.A., Kim M.S., Lee S.H., Kim T.W., Park E.D. // Catal. Today. 2017. V. 293–294. P. 89.
  10. Tada S., Shimizu T., Kameyama H., Haneda T., Kikuchi R. // Int. J. Hydrogen Energy. 2012. V. 37. № 7. P. 5527.
  11. Nematollahi B., Rezaei M., Lay E.N. // J. Rare Earths. 2015. V. 33. № 6. P. 619.
  12. Konishcheva M.V., Potemkin D.I., Badmaev S.D., Snytnikov P.V., Paukshtis E.A., Sobyanin V.A., Parmon V.N. // Top. Catal. 2016. V. 59. № 15–16. P. 1424.
  13. Konishcheva M.V., Potemkin D.I., Snytnikov P.V., Sobyanin V.A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. № 20. P. 9978.
  14. Ли Ч., Ли. Б., Ли Ч. // Кинетика и катализ. 2015. V 56. № 3. P. 326. (Li Z., Li B., Li Z., Rong X. // Kinet. Catal. 2015. V. 56. № 3. P. 329.)
  15. Pan Q., Peng J., Sun T., Gao D., Wang S., Wang S. // Fuel Process. Technol. 2014. V. 123. P. 166.
  16. Pakharukova V.P., Potemkin D.I., Stonkus O.A., Kharchenko N.A., Saraev A.A., Gorlova A.M. // J. Phys. Chem. C. 2021. V. 125. № 37. P. 20538.
  17. Martin N.M., Velin P., Skoglundh M., Bauer M., Carlsson P.-A. // Catal. Sci. Technol. 2017. V. 7. № 5. P. 1086.
  18. Rombi E., Cutrufello M.G., Atzori L., Monaci R., Ardu A., Gazzoli D., Deiana P., Ferino I. // Appl. Catal. A: Gen. 2016. V. 515. P. 144.
  19. Znak L., Stołecki K., Zieliński J. // Catal. Today. 2005. V. 101. № 2. P. 65.
  20. Ashok J., Ang M.L., Kawi S. // Catal. Today. 2017. V. 281. P. 304.
  21. Atzori L., Cutrufello M.G., Meloni D., Onida B., Gazzoli D., Ardu A., Monaci R., Sini M.F., Rombi E. // Front. Chem. Sci. Eng. 2021. V. 15. № 2. P. 251.
  22. Nematollahi B., Rezaei M., Lay E.N. // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. № 27. P. 8539.
  23. Shan W. // Appl. Catal. A: Gen. 2003. V. 24. № 1. P. 1.
  24. Bendieb Aberkane A., Yeste M.P., Djazi F., Cauqui M.A. // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 15. P. 2627.
  25. Nie W., Zou X., Chen C., Wang X., Ding W., Lu X. // Catalysts. 2017. V. 7. № 12. P. 104.
  26. Пахарукова В.П., Стонкус О.А., Харченко Н.А., Рогожников В.Н., Горлова А.М., Потемкин Д.И. // Журнал структурной химии. 2022. Т. 63. № 9. 97829:1–11. (Pakharukova V.P., Stonkus O.A., Kharchenko N.A., Rogozhnikov V.N., Gorlova A.M., Potemkin D.I. // J. Struct. Chem. 2022. V. 63. № 9. P. 1424.)
  27. Pakharukova V.P., Potemkin D.I., Rogozhnikov V.N., Stonkus O.A., Gorlova A.M., Nikitina N.A., Suprun E.A., Brayko A.S. et al. // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 18. P. 3207.
  28. Шмаков А.Н., Мытниченко С.В., Цыбуля С.В., Соловьева Л.П., Толочко Б.П. // Журн. структурной химии. 1994. Т. 35. № 2. С. 85. (Shmakov A.N., Mytnichenko S.V., Tsybulya S.V., Solovyeva L.P., Tolochko B.P. // J. Struct. Chem. 1994. V. 35. № 2. P. 224.)
  29. Piminov P.A., Baranov G.N., Bogomyagkov A.V., Berkaev D.E., Borin V.M., Dorokhov V.L., Karnaev S.E., Kiselev V.A., Levichev E.B., Meshkov O.I., Mishnev S.I., Nikitin S.A., Nikolaev I.B., Sinyatkin S.V., Vobly P.D., Zolotarev K.V., Zhuravlev A.N. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 19.
  30. Qiu X., Thompson J.W., Billinge S.J.L. // J. Appl. Crystallogr. 2004. V. 37. № 4. P. 678.
  31. Egami T., Billinge S.J.L. Underneath the Bragg Peaks: Structural analysis of complex materials. Pergamon: New York, 2012.
  32. Farrow C.L., Juhas P., Liu J.W., Bryndin D., Božin E.S., Bloch J., Proffen T., Billinge S.J.L. // J. Phys. Condens. Matter. 2007. V. 19. № 33. P. 335219.
  33. Inorganic Crystal Structure Database (ICSD-for-WWW), Fachinformationszentrum (FIZ) Karlsruhe, Germany, 2007.
  34. Scofield J.H. // J. Electron Spectros. Relat. Phenomena. 1976. V. 8. № 2. P. 129.
  35. Fairley N. www.casaxps.com
  36. Hernández-Alonso M.D., Belén Hungría A., Martínez-Arias A., Coronado J.M., Carlos Conesa J., Soria J., Fernández-García M. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2004. V. 6. № 13. P. 3524.
  37. McBride J.R., Hass K.C., Poindexter B.D., Weber W.H. // J. Appl. Phys. 1994. V. 76. № 4. P. 2435.
  38. Lin S., Hao Z., Shen J., Chang X., Huang S., Li M., Ma X. // J. Energy Chem. 2021. V. 59. P. 334.
  39. Zou W., Ge C., Lu M., Wu S., Wang Y., Sun J., Pu Y., Tang C., Gao F., Dong L. // RSC Adv. 2015. V. 5. № 119. P. 98335.
  40. Alders D., Voogt F.C., Hibma T., Sawatzky G.A. // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. № 11. P. 7716.
  41. Van Veenendaal M.A., Sawatzky G.A. // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 70. № 16. P. 2459.
  42. Carley A.F., Jackson S.D., O’Shea J.N., Roberts M.W. // Surf. Sci. 1999. V. 440. № 3. P. L868.
  43. Kaichev V.V., Teschner D., Saraev A.A., Kosolobov S.S., Gladky A.Y., Prosvirin I.P., Rudina N.A., Ayupov A.B., Blume R., Hävecker M., Knop-Gericke A., Schlögl R., Latyshev A.V., Bukhtiyarov V.I. // J. Catal. 2016. V. 334. P. 23.
  44. Lorenz P., Finster J., Wendt G., Salyn J.V., Žumadilov E.K., Nefedov V.I. // J. Electron Spectros. Relat. Phenomena. 1979. V. 16. № 3. P. 267.
  45. Bulavchenko O.A., Vinokurov Z.S., Afonasenko T.N., Tsyrul’nikov P.G., Tsybulya S.V., Saraev A.A., Kaichev V.V. // Dalt. Trans. 2015. V. 44. № 35. P. 15499.
  46. Tsunekawa S., Asami K., Ito S., Yashima M., Sugimoto T. // Appl. Surf. Sci. 2005. V. 252. № 5. P. 1651.
  47. Jeon T.S., White J.M., Kwong D.L. // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 78. № 3. P. 368.
  48. Borchert H., Frolova Y.V., Kaichev V.V., Prosvirin I.P., Alikina G.M., Lukashevich A.I., Zaikovskii V.I., Moroz E.M., Trukhan S.N., Ivanov V.P., Paukshtis E.A., Bukhtiyarov V.I., Sadykov V.A. // J. Phys. Chem. B. 2005. V. 109. № 12. P. 5728.
  49. Christou S.Y., Álvarez-Galván M.C., Fierro J.L.G., Efstathiou A.M. // Appl. Catal. B: Environ. 2011. V. 106. № 1–2. P. 103.


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».