#h2nti_новости

Ученые выяснили, какие спирты блокируют процесс переноса водорода

Ученые Центра компетенций Национальной технологический инициативы «Водород как основа низкоуглеродной экономики» на#nbsp;базе Института катализа#nbsp;СО РАН исследовали использование низших спиртов для реакций переноса водорода. Они раскрыли механизм их#nbsp;влияния на#nbsp;состояние активных центров никелевых металлических катализаторов. Полученные данные принципиально важны для понимания допустимых границ применения катализаторов реакций переноса водорода и#nbsp;разработки соответствующих технологий запасания и#nbsp;транспортировки водорода. Исследование опубликовано в#nbsp;высокорейтинговом журнале Chinese Journal of#nbsp;Catalysis (IF= 16.5).
Спирты часто рассматривают как перспективные доноры водорода#nbsp;— их#nbsp;активность неоднократно доказана, они просты в#nbsp;обращении и#nbsp;безопасны для транспортировки в#nbsp;отличие от#nbsp;газообразного водорода. Дополнительное привлекательное преимущество#nbsp;— возможность получения спиртов из#nbsp;растительной биомассы, что делает процесс более экологически чистым.
Для извлечения водорода из#nbsp;спиртов можно использовать никелевые катализаторы#nbsp;— у#nbsp;них высокая активность и#nbsp;они дешевые. Однако, они могут терять свою активность под действием реакционной среды и#nbsp;условий процесса. Ученые#nbsp;И#nbsp;К СО#nbsp;РАН раскрыли универсальный механизм, в#nbsp;соответствии с#nbsp;которым первичные спирты, такие как метанол, этанол и#nbsp;1-пропанол, отравляют катализатор. В#nbsp;то#nbsp;же время со#nbsp;вторичным спиртом (например, 2-пропанолом) процесс протекает эффективно.
«Мы#nbsp;выяснили, что первичные спирты с#nbsp;никелевыми катализаторами не#nbsp;работают. От#nbsp;них отделяется молекула монооксида углерода, из-за чего катализатор дезактивируется и#nbsp;больше не#nbsp;способен эффективно работать. Вторичные спирты, а#nbsp;именно 2-пропанол, позволяют проводить реакцию переноса водорода, и, следовательно, процесс гидрирования. Эти данные важны с#nbsp;точки зрения использования спиртов как источника водорода для проведения реакций гидрирования»,#nbsp;— рассказывает научный сотрудник отдела физико-химических методов исследования на#nbsp;атомно-молекулярном уровне (ОФХИ АМУ) ИК#nbsp;СО РАН к.х.н. Николай Нестеров.
Ученый отмечает, что при работе с#nbsp;первичными спиртами никелевые катализаторы претерпевают фазовые превращения. Так, формируется фаза карбида никеля, а#nbsp;также значительно увеличивается размер каталитически активных частиц металлического никеля, что практически полностью дезактивирует катализатор. Работа со#nbsp;вторичными спиртами не#nbsp;приводит к#nbsp;перестройке никелевого катализатора, и#nbsp;он#nbsp;сохраняет свою активность в#nbsp;ходе процесса.
По#nbsp;словам руководителя ОФХИ АМУ, замдиректора Института катализа#nbsp;СО РАН д.х.н. Олега Мартьянова, эта работа#nbsp;— яркий пример синергизма идей и#nbsp;знаний специалистов из#nbsp;областей органической химии (группа начинала работать под руководством крупного специалиста Андрея Чибиряева), катализа и#nbsp;физических методов исследования.
«С#nbsp;одной стороны, полученные результаты подтверждают правильность идеи основателя института Г.#nbsp;К.#nbsp;Борескова о#nbsp;взаимодействии гетерогенного катализаторов и#nbsp;реакционной среды, с#nbsp;другой#nbsp;— принципиальную важность использования комплекса взаимодополняющих методов исследования в#nbsp;режиме in#nbsp;situ, когда появляется возможность одновременно получать информацию о#nbsp;состоянии катализаторов и#nbsp;химических превращениях, которые реализуются в#nbsp;ходе химического процесса. Нам многое предстоит сделать в#nbsp;этом направлении, в#nbsp;том числе исследовать восстановительные превращения гетероатомных соединений тяжелых нефтей в#nbsp;низших спиртах»,#nbsp;— резюмирует ученый.
2024-04-23 16:00 Разработки Консорциум и проекты НТИ