Синтез каталитически активных нанокомпозитов восстановительным разложением сложных оксидов со структурой K2NiF4НИР

Synthesis of the active nanocomposite catalysts by the reductive decomposition of complex oxides with K2NiF4 structure.

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 октября 2019 г.-30 сентября 2020 г. Синтез каталитически активных нанокомпозитов восстановительным разложением сложных оксидов со структурой K2NiF4
Результаты этапа: В ходе выполнения проекта осуществлён синтез ряда никелатов Ln2-yCayNiO4 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu) со структурой K2NiF4. Определены условия их образования при синтезе криохимическим методом, а также установлены границы существования твёрдых растворов при замещении редкоземельного элемента на кальций. Показано, что уменьшение температуры отжига при криохимическом синтезе Nd1,5Ca0,5NiO4 с 900 до 600 °С приводит к уменьшению среднего размера частиц сложного оксида с 200-300 нм до ~20 нм при сохранении характера их агрегации. Непропорциональность уменьшения размеров кристаллитов и сопутствующего увеличения удельной поверхности может быть связана с разной степенью плотности упаковки кристаллитов в агрегате. Снижение температуры синтеза Nd1,5Ca0,5NiO4 сопровождается также снижением на 100 С температуры ее восстановительного распада в смеси Ar/H2. Проведенные исследования показали целесообразность использования продуктов такого восстановления – нанокомпозитов, состоящих из плотных агрегатов частиц никеля, CaO и Nd2O3 – в качестве катализаторов не только парциального окисления метана, но и реакции Сабатье СО2 + Н2 → СН4 + Н2О.
2 1 октября 2020 г.-30 сентября 2021 г. Синтез каталитически активных нанокомпозитов восстановительным разложением сложных оксидов со структурой K2NiF4
Результаты этапа: Установлено, что восстановительное разложение Nd2-yCayCo1-xNixO4 в среде 10% Н2/Ar приводит к образованию нанокомпозитов, Ni,Со/(Nd2O3, CaO). По данным просвечивающей электронной микроскопии в режиме HAADF STEM + EDX установлено, что полученные композиты состоят из крупных агрегатов кристаллитов Nd2O3 и CaO, поверхность которых равномерно покрыта отдельными сферическими наночастицами, которые представляют собой твёрдый раствор Co-Ni с ГЦК структурой. В ходе испытаний ПОМ установлено, что для продуктов восстановления Nd2-yCayCo1-xNixO4 наблюдается значительный рост активности при T = 700-800 C при увеличении содержания никеля. Кроме того, замещение кобальта на никель способствует подавлению ресинтеза исходных перовскитоподобных фаз в результате окисления металлов в условиях ПОМ, что является следствием снижения стабильности структуры соответствующих никельсодержащих перовскитоподобных оксидов. Снижение интенсивности ресинтеза способствует существенному увеличению каталитической активности нанокомпозитов, Ni,Со/(Nd2O3, CaO). Наибольшую каталитическую активность, сопоставимую с лучшими известными аналогами, демонстрирует материал - продукт восстановления никелата Nd1.5Ca0.5NO4.
3 1 октября 2021 г.-30 сентября 2022 г. Синтез каталитически активных нанокомпозитов восстановительным разложением сложных оксидов со структурой K2NiF4
Результаты этапа: 17 декабря 2021 г. С.А. Малышевым успешно защищена диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.21 - Химия твердого тела по теме "Сложные никелаты со структурой K2NiF4, их восстановительное разложение и каталитические свойства образующихся нанокомпозитов".

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".