Прислать материал
Получение и исследование свойств металл-углеродной наносистемы ИК-ПВС/Fe-Co для катализа в синтезе Фишера-Тропша
Синтез Фишера-Тропша представляет собой каталитический процесс превращения синтез-газа в компоненты моторных топлив. Коммерчески используемые катализаторы на основе Co и Fe в настоящее время требуют организации отдельной стадии восстановления перед проведением самого процесса. Поэтому синтез металл-углеродной наносистемы, содержащая каталитически активные и непирофорные наноразмерные частицы, которые также не требуют процедуры восстановления, является важной задачей.
Целью данной работы было получение металл-углеродной наносистемы, представляющая собой наночастицы FeCo, распределенные в ИК-пиролизованной матрице поливинилового спирта, и исследование ее структуры и каталитических свойств в зависимости от условий получения.
Металл-углеродные наносистемы получались в условиях ИК-пиролиза прекурсора на основе раствора поливинилового спирта и гидронитратов железа и кобальта (Fe(NO3)3·9H2O и Co(NO3)2·6H2O) при 5 температурах (300, 400, 500, 600, 700 °C) в соотношении металлов Fe : Co = 1 : 1 (мольное). А затем при температуре 600 и 700 °C в различных соотношениях Fe : Co (9 : 1, 3 : 1, 1 : 3, 1 : 9).
Фазовый состав и структурные характеристики исследовались при комнатной температуре на рентгеновском дифрактометре «Дифрей 401» (Россия) на Cr-Kα излучении с фокусировкой по Брегу-Брентано.
Размеры и морфология металлических наночастиц были оценены с помощью ПЭМ (JEM-1011) и СЭМ (JSM 6700F). Наночастицы FeCo имеют форму, близкую к сферической, средний размер 7 – 12 нм и равномерно распределены в углеродной матрице. Построение гистограмм осуществлялось по результатам измерения размеров частиц на микрофотографиях.
Каталитические испытания в реакции Фишера-Тропша показали высокую активность исследуемых образцов (показатель конверсии CO достигал 95 – 100 %). Выход жидких синтетических углеводородов на образцах, полученных при 600 и 700 °C, составлял 92 и 75 г/м3, соответственно при сравнительно не высоких показателях селективности 30 – 35 %.
Научный руководитель - к.т.н., с.н.с. Дзидзигури Э.Л.