Каркасно-упрочненные керметные композиты как катализаторы для экзотермических процессов с участием СО

Разработка эффективных подходов к превращению возобновляемого сырья (продуктов брожения биомассы, отходов целлюлозно-бумажной промышленности, биогаза и т.д.) в компоненты топлив, энергоносители, важные мономеры химии является важнейшей задачей 21 века. Одним из основных направлений использования возобновляемого сырья является его переработка в синтез-газ и последующее использование синтез-газа в производстве продуктов гидрирования СО (синтез метанола, синтез Фишера-Тропша). Поддержание стабильного изотермического режима в катализаторном слое является необходимым условием эффективного осуществления процессов, протекающих с высоким тепловыделением или теплопоглощением, поскольку часто только в узкой температурной области обеспечивается необходимые активность и селективность. Задачей исследования является создание научных и технологических основ синтеза принципиально нового типа композитных материалов гибридного типа для катализа, которые состоят из двух взаимопроникающих компонентов различного функционального назначения: объемно-структурированного каркаса на основе металлического сплава или керамики, который обеспечивает высокую прочность и теплопроводность композита, и заполнителя с бидисперсной пористой структурой на основе нано-структурированного металл-оксидного материала, обеспечивающего высокую удельную каталитическую активность. В результате выполнения работы будет создан новый тип катализаторов для процессов превращения СО (паровой конверсии СО, синтеза метанола и синтеза Фишера-Тропша), обладающих повышенной прочностью и теплопроводностью, и за счет этого – повышенным ресурсом работы при сохранении высокой каталитической активности и селективности. Научная значимость состоит в получении в ходе комплексных всесторонних исследований новых каталитических материалов; получении новых зависимостей и закономерностей, позволяющих оптимизировать физические, физико-механические и каталитические свойства материалов. Практическая значимость состоит в получении новых закономерностей, позволяющих проектировать высокоэффективные компактные каталитические реакторы и прогнозировать их ресурсные показатели и масштабные ограничения