Влияние природы углеродного носителя на электронные и структурные свойства нанесенного палладия
https://doi.org/10.29235/1561-8331-2025-61-1-46-55
Аннотация
Исследовано влияние углеродного носителя на электронные и структурные характеристики палладия в композитах Pd/С на основе волокнистых носителей карбопон и бусофит и гранулированного материала сибунит. С применением методов АЭС-ИСП (атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой), РФЭС (рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия), ПЭМ (просвечивающая электронная микроскопия) и EXAFS/XANES-спектроскопии изучены физико-химические свойства как носителей, так и образцов Pd/С. В палладийсодержащих композитах металл обнаружен в виде двух нанофаз: поверхностная фаза PdO и высокодисперсная металлическая Pd0 нанофаза со средним размером частиц 1,7, 1,9 и 2,2 нм соответственно для сибунита, бусофита и карбопона. Различия в поверхностных отношениях Pd2+/Pd0 для исследуемых систем связаны с различиями в количестве и типе функциональных групп на поверхности углеродных материалов, а также с их разной удельной поверхностью.
Об авторах
С. Г. Хаминец
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Хаминец Сергей Георгиевич – кандидат химических наук, научный сотрудник
ул. Сурганова, 13, 220072, Минск
С. В. Матвейчук
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Матвейчук Сергей Васильевич – кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник
ул. Сурганова, 13, 220072, Минск
Л. Ю. Тычинская
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Тычинская Людмила Юльевна – кандидат химических наук, заведующий лабораторией
ул. Сурганова, 13, 220072, Минск
Список литературы
1. Toebes, M. L. Synthesis of supported palladium catalysts / M. L. Toebes, J. A. Dillen, K. P. van de Jong // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. – 2001. – Vol. 173, no. 1–2. – P. 75–98. https://doi.org/10.1016/s1381-1169(01)00146-7
2. Influence of textural properties of activated carbons on Pd/carbon catalysts synthesis for cinnamaldehyde hydrogenation / A. Cabiac, T. Cacciaguerra, P. Trens [et al.] // Applied Catalysis A. – 2008. – Vol. 340. – P. 229–235. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2008.02.018
3. Yermakov, Yu. I. New carbon material as support for catalysts / Yu. I. Yermakov, V. F. Surovikin, G. V. Plaksin // Reaction Kinetics and Catalysis Letters. – 1987. – Vol. 33, № 2. – P. 435–440. https://doi.org/10.1007/bf02128102
4. Суровикин, В. Ф. Новые направления в технологии получения углерод-углеродных материалов. Применение углерод-углеродных материалов / В. Ф. Суровикин, Ю. В. Суровикин, М. С. Цеханович // Российский химический журнал. – 2007. – Т. LI, № 4. – С. 111–118.
5. Семиколенов, В. А. Конструирование высокодисперсных палладиевых катализаторов на углеродных носителях / В. А. Семиколенов // Журнал прикладной химии. – 1997. – Т. 70, № 5. – С. 785–796.
6. Современные проблемы и перспективы развития исследований в области нанесенных палладиевых катализаторов / А. С. Лисицын, В. Н. Пармон, В. К. Дуплякин, В. А. Лихолобов // Российский химический журнал. – 2006. – Т. 50, № 4. – С. 140–150.
7. Matatov-Meytal, U. The relation between surface composition of Pd-Cu/ACC catalysts prepared by selective deposition and their denitrification behavior / U. Matatov-Meytal, M. Sheintuch // Catalysis Communications. – 2009. – Vol. 10, № 8. – P. 1137– 1141. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2008.10.038
8. Palladium supported on filamentous active carbon as effective catalyst for liquid-phase hydrogenation of 2-butyne1,4-diol to 2-butene-1,4-diol / E. Joannet, C. Horny, L. Kiwi-Minsker, A. Renken // Chemical Engineering Science. – 2002. – Vol. 57, № 16. – P. 3453–3460. https://doi.org/10.1016/s0009-2509(02)00215-4
9. Active carbons as catalysts for liquid phase reactions / M. Besson, P. Gallezot, A. Perrard, C. Pinel // Catalysis Today. – 2005. – Vol. 102–103. – P. 160–165. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2005.02.037
10. Structured Au/Fe2O3/C catalysts for low-temperature CO oxidation / D. A. Bulushev, L. Kiwi, I. Yuranov [et al.] // Journal of Catalysis. – 2002. – Vol. 210, № 1. – P. 149–159. https://doi.org/10.1006/jcat.2002.3632
11. Bulushev, D. A. Highly dispersed gold on activated carbon fibers for low-temperature CO oxidation / D. A. Bulushev [et al.] // Journal of Catalysis. – 2004. – Vol. 224, № 1. – P. 8–17. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2004.02.014
12. Эффективные платиносодержащие катализаторы для низкотемпературного окисления СО / С. Г. Хаминец, Л. Л. Потапова, В. З. Радкевич [и др.] // Журнал физической химии. – 2010. – Т. 84, № 4. – С. 641–646. https://doi.org/10.1134/s0036024410040072 2010
13. Modification of the surface chemistry of activated carbons / J. L. Figueiredo, M. F. R. Pereira, M. M. A. Freitas, J. J. Orfao // Carbon. – 1999. – Vol. 37. – P. 1379–1389. https://doi.org/10.1016/s0008-6223(98)00333-9
14. Effect of Pd/C dispersion on its catalytic properties in acetylene and vinylacetylene hydrogenation / A. Yu. Ryndin, M. V. Stenin, A. I. Boronin [et al.] // Applied Catalysis. – 1989. – Vol. 54, № 1. – P. 277–288. https://doi.org/10.1016/S0166-9834(00)82370-2
15. Coordination of palladium on carbon fibrils as determined by XAFS spectroscopy / B. L. Mojet, M. S. Hoogenraad, A. J. van Dillen [et al.] // Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. – 1997. – Vol. 93, № 24. – P. 4271–4280. https://doi.org/10.1039/a704989g
16. Boehm, H. P. Chemical Identification of Surface Groups / H. P. Boehm // Advances in Catalysis. – 1966. – Vol. 16. – P. 179–274. https://doi.org/10.1016/s0360-0564(08)60354-5
17. Boehm, H. P. Some aspects of the surface chemistry of carbon blacks and other carbons / H. P. Boehm // Carbon. – 1994. – Vol. 32. – P. 759–769. https://doi.org/10.1016/0008-6223(94)90031-0
18. Кочубей, Д. И. Катализ. Вопросы теории и практики / Д. И. Кочубей. – Новосибирск: Наука, 1992. – 145 с.
19. Klementev, K. V. Extraction of the fine structure from X-ray absorption spectra / K. V. Klementev // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2001. – Vol. 34. – P. 209–217. https://doi.org/10.1088/0022-3727/34/2/309
20. Scofield, J. H. Hartree-Slater subshell photoionization cross-sections at 1254 and 1487 eV / J. H. Scofield // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. – 1976. – Vol. 8, iss. 2. – P. 129–137. https://doi.org/10.1016/0368-2048(76)80015-1
21. Rodriguez-Reinoso, F. The role of carbon materials in heterogeneous catalysis / F. Rodriguez-Reinoso // Carbon. – 1998. – Vol. 36, № 3. – P. 159–175. https://doi.org/10.1016/s0008-6223(97)00173-5
22. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy / J. Moudler, W. Stickle, P. Sobol, K. Bomben. – Minnesota, Perkin-Elmer Corp.: Eden Priarie, 1992. – 260 p.
23. Militello, M. C. Elemental Palladium by XPS / M. C. Militello, S. Simko // Surface Science Spectra. – 1997. – Vol. 3. – P. 387–394. https://doi.org/10.1116/1.1247783
24. Brun, M. XPS, AES and Auger parameter of Pd and PdO / M. Brun, A. Berthet, J. C. Bertolini // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. – 1999. – Vol. 104. – P. 55–60. https://doi.org/10.1016/S0368-2048(98)00312-0
25. Peuckert, M. XPS study on surface and bulk palladium oxide, its thermal stability, and a comparison with other noble metal oxides / M. Peuckert // Journal of Physical Chemistry. – 1985. – Vol. 89, № 12. – P. 2481–2486. https://doi.org/10.1021/j100258a012
26. Militello, M. C. Palladium Oxide (PdO) by XPS / M. C. Militello, S. Simko // Surface Science Spectra. – 1997. – Vol. 3, № 4. – P. 395–401. https://doi.org/10.1116/1.1247784
27. The electronic structure of PdO found by photoemission (UPS and XPS) and inverse photoemission (BIS) / Th. Pillo, R. Zimmermann, P. Steiner, S. Hufner // Journal of Physics: Condensed Matter. – 1997. – Vol. 9. – P. 3987–3999. https://doi.org/10.1088/0953-8984/9/19/018
28. Two-Dimensional Oxide on Pd (111) / E. Lundgren, G. Kresse, C. Klein [et al.] // Physical Review Letters. – 2002. – Vol. 88, iss. 24. – P. 246–258. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.246103
29. The Pd(100)-(5 × 5)R27-O surface oxide revisited / M. Todorova, E. Lundgren, V. Blum [et al.] // Surface Science. – 2003. – Vol. 541, iss. 1–3. – P. 101–112. https://doi.org/10.1016/S0039-6028(03)00873-2
30. The influence of surface functionalisation of activated carbon on palladium dispersion and catalytic activity in hydrogen oxidation / V. Z. Radkevich, T. L. Senko, K. Wilson [et al.] // Applied Catalysis A: General. – 2008. – Vol. 335, № 2. – P. 241–251. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2007.11.029
31. Liquid-Phase Hydrodechlorination of CCl4 to CHCl3 on Pd/Carbon Catalysts: Nature and Role of Pd Active Species / L. M. Gomez-Sainero, X. L. Seoane, J. L. G. Fierro, A. Arcoya // Journal of Catalysis. – 2002. – Vol. 209. – P. 279–288. https://doi.org/10.1006/jcat.2002.3655
32. Effect of thermal and oxidative treatments of activated carbon on its surface structure and suitability as a support for bariumpromoted ruthenium in ammonia synthesis catalysts / X. Zheng, S. Zhang, J. Xu, K. Wei // Carbon. – 2002. – Vol. 40. – P. 2597–2603. https://doi.org/10.1016/s0008-6223(02)00167-7
Рецензия
Просмотров: 145
Послать статью по эл. почте 