Новые нанокомпозитные катализаторы на основе 3d-металлов, инкапсулированных в углеродную матрицу

На первом этапе осуществлено:
1. Анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, касающихся методов синтеза нанокомпозитов на основе нанокристаллических металлов, капсулированных в углерод.
2. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-96. Поиск патентной литературы по применению нанокомпозитов на основе нанокристаллических металлов, капсулированных в углерод в качестве катализаторов гидрирования и гидродехлорирования.
3. Изучение нанокомпозитов методами дифференциально-термического анализа и температурно-программированного восстановления с целью определения интервалов устойчивости
4.Исследование реакции гидродехлорирования хлорсодержащих органических соединений (хлорбензол) с использованием оптимизированных катализаторов на основе металл-углеродных нанокомпозитов.
5. Синтез и изучение нанокомпозитов на основе твердых растворов никель-палладий в наносостоянии, капсулированных в углерод с целью оптимизации каталитических свойств в реакции гидродехлорирования.

При проведении данного исследования нами получены следующие основные результаты:
1. Проведен анализ научной и патентной литературы по методам синтеза углеродных нанокомпозитов, их использования в качестве катализаторов гидрирования (наводороживание магния и осуществление парофазного гидрирования хлорбензола). Разработаны, синтезированы и аттестованы нанокомпозиты на основе 3d-металлов (Ni, Fe, Pd и другие), капсулированных в углерод.
2. Проведена аттестация нанопорошков различными структурными методами. Установлено, что нанокомпозиты представляют собой наночастицы металла или сплава (в случае биметаллического нанокомпозита палладий-никель) со средним размером 2-5 нм, покрытые большим или меньшим количеством углерода такой же толщины.
3. Достижением этого этапа работы можно считать синтез и получение совершенно нового нанокомпозитного катализатора Ni-C, с использованием которого удалось синтезировать гидрид магния в процессе механоактивации в водороде с высокими аккумулирующими параметрами при температуре ниже 100 С. Подана заявка на получение патента на способ гидрирования материала накопителя водорода (Регистрационный №2007106398).
4. Обнаружена чрезвычайно высокая селективность (более 98%) по бензолу или стиролу в присутствии никельсодержащих композитов в широком интервале температур для реакции парофазного гидрирования хлорбензола или фенилацетилена соответственно. Установлено, что селективность палладий-никелевых катализаторов меняется с изменением температуры. В определенных интервалах температуры достижима высокая селективность образования бензола или циклогексана в реакции с хлорбензолом.