Первое применение палладий-фосфорных катализаторов в прямом синтезе пероксида водорода: причины промотирующего действия фосфора

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

На основе совокупности данных рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), рентгенофазового анализа (РФА), просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (ПЭМ ВР) и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (МС ИСП) рассмотрены основные причины промотирующего действия фосфора на свойства палладиевых катализаторов P-d–P/ZSM-5 в прямом синтезе Н2О2 из Н2 и О2 в мягких условиях. Показано, что введение фосфора в состав катализатора влияет на дисперсность, электронное состояние палладия в поверхностном слое и поверхностную концентрацию фосфат- и фосфит-ионов. Увеличению выхода Н2О2 благоприятствует рост дисперсности Pd–P-катализаторов, ингибирование побочного процесса разложения Н2О2 поверхностными фосфат- и фосфит-ионами и уменьшение растворимости водорода в твердых растворах фосфора в палладии.

Об авторах

Л. Б. Белых

ФГБОУ ВО Иркутский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: belykh@chem.isu.ru
Россия, 664003, Иркутск, ул. К. Маркса, 1

Н. И. Скрипов

ФГБОУ ВО Иркутский государственный университет

Email: belykh@chem.isu.ru
Россия, 664003, Иркутск, ул. К. Маркса, 1

Т. П. Стеренчук

ФГБОУ ВО Иркутский государственный университет

Email: belykh@chem.isu.ru
Россия, 664003, Иркутск, ул. К. Маркса, 1

В. В. Акимов

ФГБУН Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН

Email: belykh@chem.isu.ru
Россия, 664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1А

В. Л. Таусон

ФГБУН Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН

Email: belykh@chem.isu.ru
Россия, 664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1А

М. Н. Лихацкий

Институт химии и химической технологии СО РАН, обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН,

Email: belykh@chem.isu.ru
Россия, 660036, Красноярск, Академгородок, 50, стр. 24

Е. А. Миленькая

ФГБОУ ВО Иркутский государственный университет

Email: belykh@chem.isu.ru
Россия, 664003, Иркутск, ул. К. Маркса, 1

Т. А. Корнаухова

ФГБОУ ВО Иркутский государственный университет

Email: belykh@chem.isu.ru
Россия, 664003, Иркутск, ул. К. Маркса, 1

Ф. К. Шмидт

ФГБОУ ВО Иркутский государственный университет

Email: belykh@chem.isu.ru
Россия, 664003, Иркутск, ул. К. Маркса, 1

Список литературы

  1. Menegazzo F., Signoretto M., Ghedini E., Strukul G. // Catalysts. 2019. V. 9. № 3. P. 251.
  2. Blanco-Brieva G., Desmedt F., Miquel P., Campos-Martin J.M., Fierro J.L.G. // Catalysts. 2022. V. 12. P. 796.
  3. Lewis R.J., Koy M., Macino M., Das M., Carter J.H., Morgan D.J., Davies T.E., Ernst J.B., Freakley S.J., Glorius F., Hutchings G.J. // J. Am. Chem. Soc. 2022. V. 144. P. 15431.
  4. Barnes A., Lewis R.J., Morgan D.J., Davies T.E., Hutchings G.J. // Catal. Sci. Technol. 2022. V. 12. P. 1986.
  5. Wang S., Gao K., Li W., Zhang J. // Appl. Catal. A: Gen. 2017. V. 531. P. 89.
  6. Deguchi T., Yamano H., Takenouchi S., Iwamoto M. // Catal. Sci. Technol. 2018. V. 8. P. 1002.
  7. Yoon J., Han G.-H., Lee M.W., Lee S.-H., Lee S.H., Lee K.-Y. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 604. 154464.
  8. Shi Y., Elnabawy A.O., Gilroy K.D., Hood Z.D., Chen R., Wang C., Mavrikakis M., Xia Y. // ChemCatChem. 2022. V. 14. e202200475.
  9. Blanco-Brieva1 G., Montiel-Argaiz M., Desmedt F., Miquel P., Campos-Martin J.M., Fierro G.J.L. // Top. Catal. 2017. V. 60. P. 1151.
  10. Han G.H., Lee S.H., Hwang S.Y., Lee K.Y. // Adv. Energy Mater. 2021. V. 11. № 27. 2003121.
  11. Chen L., Medlin J.W., Gronbeck H. //ACS Catal. 2021. V. 11. P. 2735.
  12. Liu Y., McCue A.J., Li D. //ACS Catal. 2021. V. 11. P. 9102.
  13. Ван Я., Нуждин А.Л., Шаманаев И.В., Бухтиярова Г.А. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 6. С. 743.
  14. Журенок А.В., Марковская Д.В., Потапенко К.О., Черепанова С.В., Сараев А.А., Герасимов Е.Ю., Козлова Е.А. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 3. С. 294.
  15. Belykh L.B., Skripov N.I., Sterenchuk T.P., Kornaukhova T.A., Milenkaya E.A., Schmidt F.K. // Mol. Catal. 2022. V. 528. 112509.
  16. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. Москва: Мир, 1976. 572 с. (Gordon A.J., Ford R.A. The Chemist’s Companion. New-York: Wiley & Sons, 1972.)
  17. Matthews J.C., Nashua N.H., Wood L.L. USA. Patent 3.474.464, 1969.
  18. Скрипов Н.И., Белых Л.Б., Стеренчук Т.П., Корнаухова Т.А., Миленькая Е.А., Шмидт Ф.К. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 2. С. 223. (Skripov N.I., Belykh L.B., Sterenchuk T.P., Kornaukhova T.A., Milenkaya E.A., Schmidt F.K. // Kinet. Catal. 2022. V. 63. № 2. P. 197.)
  19. Yu S., Cheng X., Wang Y., Xiao B., Xing Y., Ren J., Lu Y., Li H., Zhuang H., Chen G. // Nature Commun. 2022. V. 13. P. 4737.
  20. Hu B., Deng W., Li R., Zhang Q., Wang Y., Delplanque-Janssens F., Paul F., Desmedt F., Miquel P. // J. Catal. 2014. V. 319. P. 15.
  21. Liang W., Fu J., Chen H., Zhang X., Deng G. // Mater. Lett. 2021. V. 283. 128857.
  22. Смирнов М.Ю., Калинкин А.В., Симонов П.А., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 5. С. 602.
  23. Lou Y., Ma J., Hu W., Dai Q., Wang L., Zhan W., Guo Y., Cao X.-M., Guo X.-M., Hu P., Lu G. // ACS Catal. 2016. V. 6. № 12. P. 8127.
  24. Устюгов А.В., Корыпаева В.В., Обейдат З.З., Путин А.Ю., Шварц А.Л., Брук Л.Г. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 2. С. 258.
  25. Белых Л.Б., Стеренчук Т.П., Скрипов Н.И., Акимов В.В., Таусон В.Л., Романченко А.С., Гвоздовская К.Л., Санжиева С.Б., Шмидт Ф.К. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 6. С. 788. (Belykh L.B., Sterenchuk T.P., Skripov N.I., Akimov V.V., Tauson V.L., Romanchenko A.S., Gvozdovskaya K.L., Sanzhieva S.B., Shmidt F.K. // Kinet. Catal. 2019. V. 60. № 6. P. 808.)
  26. Lei J., Niu R., Wang S., Li J. // Solid State Sci. 2020. V. 101. 106097.
  27. Gabasch H., Unterberger W., Hayek K., Klotzer B., Kleimenov E., Teschner D., Zafeiratos S., Havecker M., Knop-Gericke A., Schlog R., Han J., Ribeiro F.H., Aszalos-Kiss B., Curtin T., Zemlyanov D. // Surf. Sci. 2006. V. 600. P. 2980.
  28. Wu T., Kaden W.E., Kunkel W.A., Anderson S.L. // Surf. Sci. 2009. V. 603. P. 2764.
  29. Koyano G., Yokoyama S., Misono M. // Appl. Catal. A: Gen. 1999. V. 188. P. 301.
  30. Akolekar D.B., Bhargava S.K. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2005. V. 236. P. 77.
  31. Белых Л.Б., Скрипов Н.И., Акимов В.В., Таусон В.Л., Степанова Т.П., Шмидт Ф.К. // ЖОХ. 2013. Т. 83. № 12. С. 1974.
  32. Neyyathala A., Flecken F., Hanf S. // ChemPlusChem. 2023. V. 88. e202200431.
  33. Xiong R., Zhao W., Wang Z., Zhang M. // Mol. Catal. 2021. V. 500. 111332.
  34. Скрипов Н.И., Белых Л.Б., Белоногова Л.Н., Уманец В.А., Рыжкович Е.Н., Шмидт Ф.К. // Кинетика и катализ. 2010. Т. 51. № 5. С. 739. (Skripov N.I., Belykh L.B., Belonogova L.N., Umanets V.A., Ryzhkovich E.N., Schmidt F.K. // Kinet. Catal. 2010. V. 51. № 5. P. 714.)
  35. Khoshkhoo M.S., Scudino S., Thomas J., Gemming T., Wendrock H., Eckert J. // Mater. Lett. 2013. V. 108. P. 343.
  36. Lewis R.J., Hutchings G.J. // ChemCatChem. 2019. V. 11. P. 298.
  37. Cao K., Yang H., Bai S., Xu Y., Yang C., Wu Y., Xie M., Cheng T., Shao Q., Huang X. // ACS Catal. 2021. V. 11. P. 1106.
  38. Jeong H.E., Kim S., Seo M.-G., Lee D.-W., Lee K.-Y. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2016. V. 420. P. 88.
  39. Adams J.S., Kromer M.L., Rodríguez-López J., Flaherty D.W. // J. Am. Chem. Soc. 2021. V. 143. P. 7940.
  40. Chen L., Medlin J.W., Gronbeck H. // ACS Catal. 2021. V. 11. P. 2735.
  41. Deschner B.J., Doronkin D.E., Sheppard T.L., Zimina A., Grunwaldt J.-D., Dittmeyer R. // J. Phys. Chem. C. 2021. V. 125. P. 3451.
  42. Flanagan B.T.B., Biehl G.E., Clewley J.D., Kundqvist S., Anderson Y. // J.C.S. Faraday I. 1980. V. 76. P. 196.

Дополнительные файлы


© Л.Б. Белых, Н.И. Скрипов, Т.П. Стеренчук, В.В. Акимов, В.Л. Таусон, М.Н. Лихацкий, Е.А. Миленькая, Т.А. Корнаухова, Ф.К. Шмидт, 2023