Биметаллические Pd-Zn/Сибунит и Pd-Ag/Сибунит катализаторы селективного гидрирования ацетилена в этилен

Объект исследования: нанесённые биметаллические Pd-Zn/Сибунит и Pd-Ag/Сибунит катализаторы. Цель работы: изучение взаимодействия между палладием и модифицирующим металлом в биметаллических Pd-Zn и Pd-Ag катализаторах, нанесённых на мезопористый углеродный материал Сибунит, и выявление природы их селективного действия в реакции гидрирования ацетилена в этилен. Методы исследования: температурно-программируемое восстановление, рентгенофазовый анализ, спектроскопия рентгеновского поглощения, просвечивающая электронная микроскопия, энергодисперсионный анализ, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой, низкотемпературная адсорбция азота, газовая хроматография. Достигнутые результаты: для Pd-Zn/Сибунит катализаторов, нанесённых на углеродный мезопористый материал Сибунит, установлен температурный интервал формирования частиц PdZn тетрагональной структуры из нитратов палладия и цинка в среде H2; показано, что взаимодействие между Pd и Zn начинается при Т > 220°C, а при 400 - 500°С образуются частицы PdZn; впервые установлен оптимальный состав Pd-Zn/Сибунит катализаторов; найдено, что мольное соотношение Pd:Zn от 1:0.5 до 1:1 обеспечивает преимущественное формирование PdZn частиц со средним диаметром 4 – 5 нм, которые проявляют высокую селективность в процессе гидрирования ацетилена в ацетилен-водородной смеси, моделирующей состав продуктов окислительного пиролиза метана; установлено, что совместное нанесение эквимольных количеств нитратов палладия и серебра на Сибунит с последующей обработкой в H2 при Т ≥ 400°C приводит к формированию дисперсных частиц твёрдого раствора Pd0.6Ag0.4; впервые выявлено, что наибольшая селективность образования этилена достигается на Pd-Ag/Сибунит катализаторах, содержащих наночастицы PdxAg(1-x) со средним размером ~ 3 – 6 нм, для которых x принимает значение в интервале 0.4 < x < 0.6, а межатомное расстояние между соседними атомами палладия составляет от 2.80 до 2.85 Å.