Фундаментальные основы дизайна нанокомпозитных мезопористых катализаторов на основе сплавов и сложных оксидов для реакций конверсии биотоплив в синтез-газ и водород

В рамках проекта планируется установление факторов, определяющих каталитические свойства наночастиц переходных металлов (никеля, кобальта), а также их сплавов друг с другом и металлами платиновой группы, нанесенных на сложные мезопористые оксидные носители, в реакциях конверсии типичных компонентов биотоплив (этанол, глицерин, ацетон) в синтез-газ и водород.В качестве базовых термостабильных носителей с высокой удельной поверхностью будут использованы различные типы допированных мезопористых SiO2 и Al2O3, синтезированные различными альтернативными методами (Российской и Французской командой), на поверхность которых будут нанесены оксиды с высокой подвижностью кислорода со структурами флюорита, пирохлора, перовскита и шпинели. Активные металлы, в том числе в виде сплавов, Ni+Co, Ru+Ni, Ru+Co будут вводиться как из спиртового раствора смешанного полимерного эфира этиленгликоль-лимонная кислота, так и пропиткой прокаленного мезопористого оксидного носителя растворами соответствующих солей.Катализаторы будут охарактеризованы рядом физико-химических методов, среди которых РФА, ПЭМВР, РРА, ЭСДО, ИКС, РФЭС. Каталитические свойства синтезированных образцов будут исследованы в реакциях окислительной конверсии этанола, глицерина, ацетона при малых временах контакта в области температур 300-750оС.Изучение поверхностной/объемной диффузии для образцов будут проведены с помощью метода кислородного гетерообмена как в термопрограммированном, так и в изотермическом режимах, с использованием как статических, так и проточных (метод SSITKA) реакторов. В проекте запланировано детальное изучение кинетики и механизма реакций конверсии этанола/ацетона/глицерина с помощью релаксационных, изотопных и импульсных кинетических методов (ИК- спектроскопии in situ, микрокалориметрии)Будут определены атомно-молекулярные факторы, определяющие скорости стадий активации реагентов, поверхностной диффузии и взаимодействия интермедиатов друг с другом и газофазными компонентами реакционной смеси в ходе трансформации биотоплив в синтез-газ. Проведенные исследования позволят заложить фундаментальные основы целенаправленного синтеза нанокомпозитных мезопористых катализаторов, устойчивых к зауглероживанию в реакциях селективного окисления, паровой и парокислородной конверсии модельных компонентов биотоплив.