Направленная функционализация оксидных и углеродных наноматериалов для создания эффективных катализаторов конверсии СО2 в ценное химическое сырье

Цель: выявление механизма влияния состава исходного оксидного и углеродного наноматериала и способа его функционализации на физико-химические и каталитические свойства наноразмерных катализаторов пароуглекислотного риформинга метана в синтез-газ и электрокаталитического восстановления CO₂ в CO и муравьиную кислоту. Для создания наноразмерных катализаторов с заданными физико-химическими и каталитическими свойствами разработаны методики синтеза, синтезирована и исследована представительная серия X/MOy-катализаторов при варьировании состава оксидной матрицы (M = Ce, La, Mg, Сe - La, Ce - Mg), состава и содержания активного компонента (X = Pd, Ni, NiPd). Изучены генезис и физико-химические характеристики катализаторов с использованием комплекса современных методов. На основе результатов скрининга катализаторов в реакции пароуглекислотного риформинга метана выявлено, что активность катализаторов увеличивается: в ряду состава активного компонента Pd << Ni ≤ Ni - Pd; в ряду состава оксидной матрицы CeO₂ ≈ Ce₀,₅La₀.₅O₁,₇₅ ≤ La₂O₃ ≈ MgO << Ce₀,₅Mg₀,₅O₁,₅ и при активации материала в восстановительной среде. Показано, что в реакции пароуглекислотного риформинга метана при 850°С в присутствии катализатора 10Ni/Ce₀,₅Mg₀,₅O₁,₅ конверсия СО₂ составляет ~100%, конверсия метана - более 95%, а выход водорода равен 95%, что указывает на перспективность использования разработанных систем в катализе конверсии СО₂ в ценное химическое сырье.