Кинетические закономерности синтеза УНВ на Ni-Cu/Al2O3 катализаторе в реакции разложения CH4 | Sciact - CRIS-система Института катализа

Кинетические закономерности синтеза УНВ на Ni-Cu/Al2O3 катализаторе в реакции разложения CH4 Научная публикация

Конференция

V Российский конгресс по катализу «РОСКАТАЛИЗ»
21-26 апр. 2025 , Санкт-Петербург

Журнал

Кинетика и катализ
ISSN: 0453-8811

Вых. Данные

Год: 2025, Том: 66, Номер: 4, Страницы: 294-308 Страниц : 15 DOI: 10.7868/S3034541325040059

Ключевые слова

Каталитический пиролиз, метан, механохимический синтез, углеродные нановолокна, водород, Ni-Cu сплав

Авторы

Афонникова С.Д. ¹ , Шивцов Д.М. ¹ , Веселов Г.Б. ¹ , Аюпов А.Б. ¹ , Бауман Ю.И. ¹ , Мишаков И.В. ¹ , Ведягин А.А. ¹ , Шелепова Е.В. ¹

Организации

1	ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, просп. Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090 Россия

Информация о финансировании (1)

Российский научный фонд
Министерство науки и инновационной политики Новосибирской области

24-29-20095

Иcследованы кинетические закономерности роста углеродных нановолокон (УНВ) на катализаторе Ni–Cu–Al2O3 в реакции разложения метана. Катализатор был приготовлен методом механохимической активации в планетарной мельнице Активатор-2S. Зависимость каталитической активности Ni–Cu-сплава от концентрации водорода (0–28 об. %) в составе разлагаемой смеси (CH4/H2) изучали в проточной гравиметрической установке с весами Мак-Бейна. Показано, что в отсутствие водорода происходит быстрое снижение скорости накопления УНВ. Введение 10 об. % водорода в состав реакционной смеси позволяет стабилизировать скорость образования УНВ на протяжении 90 мин реакции (600°С, выход УНВ – 41.4 г/гкат). Оценен наблюдаемый порядок реакции по водороду, который составил –0.18 при малых концентрациях H2 (0–16 об. %) и –1.5 при его более высоком содержании в составе реакционной смеси (16–28 об. %). Исследовано влияние температуры пиролиза на характер кинетики накопления УНВ в интервале 550–700°С. Определены значения наблюдаемой энергии активации (Еа) на различных временных интервалах процесса. Найдено, что Еа не зависит от наличия водорода в составе реакционной смеси. Морфология и структура образцов УНВ, полученных при различном содержании водорода в составе реакционной смеси, изучена методом просвечивающей электронной микроскопии. Показано, что с ростом концентрации водорода наблюдается тенденция к образованию более крупных УНВ с дефектной структурой. Текстурные характеристики углеродного материала были измерены методом адсорбции аргона при 87 К. Удельная поверхность УНВ варьируется от 90 до 150 м2/г в зависимости от условий реакции. Полученные результаты могут быть использованы при разработке математической модели реактора каталитического пиролиза метана.

Афонникова С.Д. , Шивцов Д.М. , Веселов Г.Б. , Аюпов А.Б. , Бауман Ю.И. , Мишаков И.В. , Ведягин А.А. , Шелепова Е.В.
Кинетические закономерности синтеза УНВ на Ni-Cu/Al2O3 катализаторе в реакции разложения CH4
Кинетика и катализ. 2025. Т.66. №4. С.294-308. DOI: 10.7868/S3034541325040059

Поступила в редакцию:	18 июн. 2025 г.
Принята к публикации:	28 июл. 2025 г.

Нет идентификаторов

Пока нет цитирований