Наноразмерные сплавы платиновых металлов со сверхструктурным упорядочением: формирование, структура, каталитические свойства

Проект направлен на разработку подходов к получению нового класса материалов – композитных катализаторов на основе интерметаллидных наноразмерных сплавов. Интерметаллидные сплавы (сверхструктурно-упорядоченные сплавы) обладают специфическими физико-химические свойствами, которые существенно отличаются от свойств неупорядоченных сплавов того же элементного состава – твердых растворов. Атомная и электронная структура активных частиц определяет адсорбционные свойства поверхности и каталитические свойства материала поэтому, благодаря особенностям атомного строения интерметаллидных сплавов, исследования в данном направлении обладают высоким потенциалом для создания новых каталитических систем. Актуальность решаемой задачи связана с тем что, несмотря на очевидный прогресс в области разработки методов приготовления биметаллических катализаторов, сохраняется масса нерешенных проблем по повышению их эффективности и стабильности. Объектами исследования в проекте являются двойные системы на основе платиновых металлов, образующие интерметаллидные фазы – Rh-Fe, Pd-Cu, Pd-Fe, Pt-Cu, Pt-Ni и др. Выбор данных систем определяется как выраженной активностью индивидуальных металлов (Rh, Pd, Pt) в широком спектре каталитических реакций, так и химической устойчивостью сплавов платиновых металлов. При реализации задач проекта будет применен оригинальный синтетический подход к получению наноразмерных сплавов (наносплавов) базирующийся на термолизе многокомпонентных соединений-предшественников (single-source precursors). В качестве таких предшественников будут выступать координационные соединения с общей формулой [M1L1n]x[M2L2m]yAz, содержащие в своем составе комплексные ионы металлов разного сорта. Термолиз таких соединений в условиях сравнительно низких (100–400 ºC) температур приводит к получению сплавных наноразмерных биметаллических частиц и их ансамблей. Будет проведено исследование процессов разложения соединений-предшественников в различных условиях и формирования упорядоченных наносплавов, их структурно-фазовых превращений на всех стадиях эволюции, от зародышеобразования до интерметаллидных частиц, в том числе и в нанесенном на пористые носители (Al2O3,CeO2, активированный уголь) состоянии. Будет испытана каталитическая активность интерметаллидных наноразмерных сплавов, проявляемая ими в реакциях окисления CO, гидрогенолиза С-С связи, разложения хлорорганических производных углеводородов; проведено сопоставление с активностью неупорядоченных наносплавов того же состава.