КАТАЛИЗАТОРЫ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА И БИОУГЛЕЙ (Fe/C) ДЛЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА РАЗЛОЖЕНИЕМ МЕТАНА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложены катализаторы для одного из экологически чистых методов получения водорода (без выбросов оксидов углерода) на основе реакции разложения метана. В качестве катализаторов использовали нанесенные на углеродный носитель (биоуголь) железосодержащие системы. Активный компонент (Fe) наносили методом пропитки по влагоемкости из раствора нонагидрата нитрата железа(III). Каталитические системы исследованы в условиях реакции разложения метана и изучены физико-химическими методами анализа (спектроскопия комбинационного рассеяния, рентгенофазовый анализ, просвечивающая электронная микроскопия, элементный анализ, атомно-абсорбционный анализ). Установлено, что катализаторы имеют графитоподобную углеродную структуру, в которой равномерно распределены железосодержащие наночастицы. Определена каталитическая активность полученных систем в температурном диапазоне 500–850°C. Выявлено, что максимальная конверсия метана наблюдается при 700°C на железосодержащем биоугле, синтезированном при 250°C, и составляет 12.2%. Углеродный продукт, полученный в ходе эксперимента, представляет собой углеродные нанотрубки и углерод луковичной формы.

Об авторах

В. В Любавина

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lubavina_v_v@ips.ac.ru
Москва, Россия

А. Е Сотникова

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lubavina_v_v@ips.ac.ru
Москва, Россия

К. О Крысанова

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lubavina_v_v@ips.ac.ru
Москва, Россия

М. И Иванцов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lubavina_v_v@ips.ac.ru
Москва, Россия

М. В Куликова

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: lubavina_v_v@ips.ac.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Zhou Y., Wang Y., Yang M. // Energy Convers. Manage. 2024. V. 304. P. 118223. https://doi.org/10.1016/J.ENCONMAN.2024.118223
  2. Hakkak M., Altintag N., Hakkak S. // Renew. Energy Focus. 2023. V. 46. P. 356. https://doi.org/10.1016/J.REF.2023.07.005
  3. Liu G., Guo T., Wang P. et al. // Heliyon. 2024. V. 10. № 18. P. E36219. https://doi.org/10.1016/J.HELIYON.2024.E36219
  4. Alshawaf M., van Haute M., Alsayegh O. et al. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2025. V. 212. P. 115421. https://doi.org/10.1016/J.RSER.2025.115421
  5. Tahmashi M., Siavashi M., Ahmadi R. // Energy Convers. Manage. X. 2025. V. 26. P. 101005. https://doi.org/10.1016/J.ECMX.2025.101005
  6. Zuo X., Toam Q., Zhong Y. // Int. J. Hydrogen Energy. 2025. V. 118. P. 426. https://doi.org/10.1016/J.IJHYDENE.2025.03.171
  7. Хеанова Р.Б., Долгих В.Д., Иванов С.А. и др. // Сибирский физ. журн. 2024. Т. 18. № 3. C. 95. https://doi.org/10.25205/2541-9447-2023-18-3-95-103
  8. Bibak F., Meshkani F. // Fuel. 2024. V. 366. P. 131048. https://doi.org/10.1016/J.FUEL.2024.131048
  9. Осипов А.Р., Сидорчик И.А., Шляпин Д.А. и др. // Катализ в промышленности. 2021. Т. 1. № 1–2. C. 47. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2021-1-2-47-54
  10. Li S., Liao J., Zhang Z. et al. // Resour. Chem. Mater. 2025. V. 4. № 4. P. 100123. https://doi.org/10.1016/J.RECM.2025.100123
  11. Muradov N., Smith F., T-Raissi A. // Catal. Today. 2005. V. 102–103. P. 225. https://doi.org/10.1016/J.CATTOD.2005.02.018
  12. Muradov N. // Catal. Commun. 2001. V. 2. № 3–4. P. 89. https://doi.org/10.1016/S1566-7367(01)00013-9
  13. Vander Wal R., Makiesse Nikawete M. // J. Carbon Research. 2020. V. 6. № 2. P. 23. https://doi.org/10.3390/c6020023
  14. Krylova A., Krysanova K., Kulikova M. et al. // Energies. 2021. V. 14. № 18. P. 5890. https://doi.org/10.3390/en14185890
  15. Sivakumar G., Karattil Suresh A., Nag D. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2025. V. 121. P. 42. https://doi.org/10.1016/J.IJHYDENE.2025.03.270
  16. Liu Z., Zhao L., Yao Z. et al. // Chem. Eng. J. 2023. V. 476. P. 146373. https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2023.146373
  17. Zhang P., Fan J., Wang Y. et al. // Carbon N. Y. 2024. V. 222. P. 118998. https://doi.org/10.1016/J.CARBON.2024.118998
  18. Yu J., Sun L., Berrucco C. et al. // J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2018. V. 130. P. 127. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2018.01.018
  19. Guizani C., Haddad K., Limousy L. et al. // Carbon N. Y. 2017. V. 119. P. 519. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.04.078
  20. Zhu X., Liu Y., Qian F. et al. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2015. V. 3. № 5. P. 833. https://doi.org/10.1021/acsuschemeng.5b00153
  21. Sevilla M., Fuertes A.B. // Carbon N. Y. 2009. V. 47. № 9. P. 2281. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2009.04.026
  22. Hautoko D., Khan W.U., Putra A.F.P. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2024. V. 63. № 44. P. 18869. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.4c02856
  23. Osipov A.R., Sidorchik I.A., Shlyapin D.A. et al. // Catal. Ind. 2021. V. 13. № 3. P. 244. https://doi.org/10.1134/S2070050421030089
  24. Vedele P., Sartoretti E., Torretti G. et al. // Chem. Eng. J. 2025. V. 514. P. 163392. https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2025.163392
  25. Hautoko D., Khan W.U., Alomran A.M. et al. // Catal. Today. 2025. V. 453. P. 115259. https://doi.org/10.1016/J.CATTOD.2025.115259
  26. Bire S.S., Deshmukh S.K. // Bio-derived Carbon Nanostructures. 2024. P. 129. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-13579-8.00014-0

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025