Кобальт-самариевые катализаторы углекислотной конверсии метана: зависимость показателей процесса от содержания кобальта

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Исследовано поведение в катализе углекислотной (УКМ) конверсии метана в синтез-газ кобальт-самариевых оксидных композитов, содержащих 0.5 и 1 мас.% кобальта. Показано, что использование оксидных композитов с содержанием кобальта менее 1 мас.% не приводит к получению стабильного катализатора УКМ, демонстрирующего количественные выходы синтез-газа. Содержание кобальта 1–2 мас.% является оптимальным и позволяет получать высокоэффективные, стабильные и не подверженные зауглероживанию катализаторы УКМ.

全文:

受限制的访问

作者简介

Алексей Дедов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН; Российский государственный университет нефти и газа (Научно-исследовательский университет) имени И.М. Губкина

Email: al57@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-8086-2345

д.х.н., академик РАН, зав. лаб. № 3 ИНХС РАН, зав. кафедрой общей и неорганической химии РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина

俄罗斯联邦, Москва, 119991; Москва, 119991

Алексей Локтев

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН; Российский государственный университет нефти и газа (Научно-исследовательский университет) имени И.М. Губкина

编辑信件的主要联系方式.
Email: al57@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-5841-8085

д.х.н., проф., г.н.с. ИНХС РАН

俄罗斯联邦, Москва, 119991; Москва, 119991

Михаил Быков

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: genchem@gubkin.ru
ORCID iD: 0000-0002-5000-9199

н.с., химический факультет

俄罗斯联邦, Москва, 119991

Алексей Садовников

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: al57@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-3574-0039

м.н.с. 

俄罗斯联邦, Москва, 119991

Кирилл Чередниченко

Российский государственный университет нефти и газа (Научно-исследовательский университет) имени И.М. Губкина

Email: al57@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-1868-8232

к.х.н., с.н.с. 

俄罗斯联邦, Москва, 119991

Георгий Шандрюк

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: al57@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-4349-5296

с.н.с. 

俄罗斯联邦, Москва, 119991

参考

  1. Stenina I., Yaroslavtsev A. Modern technologies of hydrogen production // Processes. 2023. V. 11. № 1. ID 56. https://doi.org/10.3390/pr11010056
  2. Chen L., Qi Z., Zhang S., Su J., Somorjai G.A. Catalytic hydrogen production from methane: a review on recent progress and prospect // Catalysts. 2020. V. 10. Р. 858. https://doi.org/10.3390/catal10080858
  3. Hussien A.G.S., Polychronopoulou K. A review on the different aspects and challenges of the dry reforming of methane (DRM) reaction // Nanomaterials. 2022. V. 12. Р. .3400. https://doi.org/10.3390/nano12193400
  4. Salaev M.A., Liotta L.F., Vodyankina O.V. Lanthanoid-containing Ni-based catalysts for dry reforming of methane: a review // Int. J. of Hydrogen Energy. 2022. V. 47. ID 4489–4535. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.11.086
  5. Ranjekar A.M., Yadav G.D. Dry reforming of methane for syngas production: a review and assessment of catalyst development and efficacy // J. of the Indian Chemical Soc. 2021. V. 98. Iss. 1. ID 100002. https://doi.org/10.1016/j.jics.2021.100002
  6. Bhattar S., Abedin Md.A., Kanitkar S., Spivey J.J. A review on dry reforming of methane over perovskite derived catalysts // Catal. Today. 2021. V. 365. P. 2–23. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2020.10.041
  7. Jung S., Lee J., Moon D.H., Kim K.-H., Kwon E.E. Upgrading biogas into syngas through dry reforming // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2021. V. 143. ID 110949. https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.110949
  8. Li Z., Lin Q., Li M., Cao J., Liu F., Pan H., Wang Z., Kawi S. Recent advances in process and catalyst for CO 2 reforming of methane // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2020. V. 134. ID 110312. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110312
  9. Yentekakis I.V., Panagiotopoulou P., Artemakis G. A review of recent efforts to promote dry reforming of methane (DRM) to syngas production via bimetallic catalyst formulations // Applied Catalysis B: Environmental. 2021. V. 296. ID 120210. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120210
  10. Wang C., Wang Y., Chen M., Liang D., Yang Z., Cheng W., Tang Z., Wang J., Zhang H. Recent advances during CH 4 dry reforming for syngas production: a mini review // Int. J. of Hydrogen Energy. 2021. V. 46. Iss. 7. P. 5852–5874. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.10.240
  11. Gao Y., Jiang J., Meng Y., Yan F., Aihemaiti A. A review of recent developments in hydrogen production via biogas dry reforming // Energy Conversion and Management. 2018. V. 171. P. 133–155. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.05.083
  12. le Saché E., Reina T.R. Analysis of dry reforming as direct route for gas phase CO 2 conversion. The past, the present and future of catalytic DRM technologies // Progress in Energy and Combustion Science. 2022. V. 89. I. ID 100970. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2021.100970
  13. Guo S., Sun Y., Zhang Y., Zhang C., Li Y., Bai J. Bimetallic nickel-cobalt catalysts and their application in dry reforming reaction of methane // Fuel. 2024. V. 358. Part B. ID 130290. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.130290
  14. Cai Y., Zhang Y., Zhang X., Wang Y., Zhao Y., Li G., Zhang G. Recent advances in Ni-based catalysts for CH 4 – CO 2 reforming (2013–2023) // Atmosphere. 2023. V. 14. ID 1323. https://doi.org/10.3390/atmos14091323
  15. Mortensen P.M., Dybkjær I. Industrial scale experience on steam reforming of CO 2 -rich gas // Applied Catalysis A: General. 2015. V. 495. P. 141–151. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2015.02.022
  16. Dedov A.G., Loktev A.S., Arkhipova, V.A., Bykov, M.A., Sadovnikov A.A., Cherednichenko K.A., Shandryuk G.A. A new approach to the preparation of stable oxide-composite cobalt–samarium catalysts for the production of hydrogen by dry reforming of methane // Processes. 2023. V. 11. Iss 8. 2296. https://doi.org/10.3390/pr11082296
  17. Локтев А.С., Архипова В.А., Быков М.А., Садовников А.А., Дедов А.Г. Кобальт-самариевый оксидный композит – новый эффективный катализатор кислородной и углекислотной конверсии метана в синтез-газ // Нефтехимия. 2023. Т. 63. № 1. С. 88–99. https://doi.org/10.31857/S0028242123010082 [Loktev A.S., Arkhipova V.A., Bykov M.A., Sadovnikov A.A., Dedov A.G. Cobalt-samarium oxide composite as a novel high-performance catalyst for partial oxidation and dry reforming of methane into synthesis gas // Petrol. Chemistry. 2023. V. 63. P. 317–326. https://doi.org/10.1134/S0965544123010048].
  18. Olusola J.O., Sudip M. Temperature programme reduction (TPR) studies of cobalt phases in γ-alumina supported cobalt catalysts // J. of Petrol. Technol. and Alternative Fuels. 2016. V. 7. P. 1–12. https://doi.org/10.5897/JPTAF2015.0122
  19. Osazuwa O.U., Cheng C.K. Catalytic conversion of methane and carbon dioxide (greenhouse gases) into syngas over samarium-cobalt-trioxides perovskite catalyst // J. of Cleaner Production. 2017. V. 148. P. 202–211. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.01.177
  20. Ma F., Chen Y., Lou H. Characterization of perovskite-type oxide catalysts RECoO 3 by TPR // React. Kinet. Catal. Lett. 1986. V. 31. P. 47–53.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Powder diffraction pattern of freshly prepared 1% Co/Sm2O3 composite.

下载 (14KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Results of temperature-programmed reduction with hydrogen of freshly prepared 1% Co/Sm2O3 (a) and 0.5% Co/Sm2O3 (b).

下载 (17KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Dependence of the results of the UCM (a, b) on temperature in the presence of a 1% Co/Sm2O3 catalyst: (a) conversion of CH4 and CO2; (b) yields of CO and H2.

下载 (36KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dependence of the results of the UCM (a, b) on the duration of the experiment in the presence of a 1% Co/Sm2O3 catalyst at 900°C: (a) conversion of CH4 and CO2; (b) yields of CO and H2.

下载 (30KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Dependence of the yields of CO and H2 on the duration of the experiment in the presence of a 0.5% Co/Sm2O3 catalyst at 900°C.

下载 (18KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Diffraction patterns of catalyst powders: (a) 1% Co/Sm2O3; (b) 0.5% Co/Sm2O3, worked out in the UCM reaction at 900°C.

下载 (27KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Curves of change in the mass of spent catalysts in the UKM during heating in an air flow: (a) 1% Co/Sm2O3, (b) 0.5% Co/Sm2O3.

下载 (16KB)
索引源数据
9. Fig. 8. SEM micrographs of spent catalysts: (a) 1% Co/Sm2O3; (b) 0.5% Co/Sm2O3.

下载 (32KB)
索引源数据
10. Fig. 9. TEM micrographs of spent catalysts: (a) 1%Co/Sm2O3, (b) 0.5%Co/Sm2O3.

下载 (41KB)
索引源数据
11. Fig. 10. Results of TEM-EDA of the spent catalyst 1% Co/Sm2O3: overview spectrum of elements, mapping of elements.

下载 (38KB)
索引源数据
12. Fig. 11. Results of TEM-EDA of the spent catalyst 0.5% Co/Sm2O3: overview spectrum of elements, mapping of elements.

下载 (39KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

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».