Природа осцилляций температуры никелевого катализатора, возникающих при окислении метана Full article
Journal |
Кинетика и катализ
ISSN: 0453-8811 |
||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Output data | Year: 2015, Volume: 56, Number: 5, Pages: 606-613 Pages count : 8 DOI: 10.7868/S0453881115050160 | ||||||
Tags | осцилляции температуры, окисление метана, никелевые катализаторы, механизм окисления | ||||||
Authors |
|
||||||
Affiliations |
|
Funding (2)
1 | Council for Grants of the President of the Russian Federation | НШ-5340.2014.3 |
2 | Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences | 81 |
Abstract:
Исследовано каталитическое окисление метана на никелевой фольге в широком интервале мольных соотношений метан : кислород при постоянной температуре реактора (680°C). Показано, что в условиях дефицита кислорода реакция протекает в режиме автоколебаний. Устойчивые автоколебания скорости окисления метана наблюдаются в диапазоне мольных соотношений CH4 : O2 от 2 : 1 до 19 : 1. Этот процесс сопровождается осцилляциями температуры катализатора, амплитуда которых достигает 80°C. Методом сканирующей электронной микроскопии показано, что возникновение автоколебаний сопровождается существенным изменением морфологии поверхности катализатора. Под воздействием реакционной среды на поверхности никелевой фольги происходит образование пористого слоя толщиной 510 мкм. Обсуждается механизм окисления метана на никеле, объясняющий возникновение автоколебаний. Механизм основан на периодическом окислении и восстановлении никеля. В состоянии высокой активности никель находится преимущественно в металлическом состоянии, переход в состояние низкой активности сопровождается образованием на поверхности фольги слоя оксида никеля. Соответственно, восстановление оксида никеля приводит к периодическому снижению температуры катализатора; протекание реакций полного и парциального окисления метана на восстановленной поверхности никелевой фольги сопровождается повышением температуры катализатора. В условиях недостатка кислорода на поверхности катализатора происходит накопление углеродных отложений, сгорание которых приводит к усложнению формы осцилляций температуры катализатора.
Cite:
Сараев А.А.
, Косолобов С.С.
, Каичев В.В.
, Бухтияров В.И.
Природа осцилляций температуры никелевого катализатора, возникающих при окислении метана
Кинетика и катализ. 2015. Т.56. №5. С.606-613. DOI: 10.7868/S0453881115050160 РИНЦ
Природа осцилляций температуры никелевого катализатора, возникающих при окислении метана
Кинетика и катализ. 2015. Т.56. №5. С.606-613. DOI: 10.7868/S0453881115050160 РИНЦ
Translated:
Saraev A.A.
, Kosolobov S.S.
, Kaichev V.V.
, Bukhtiyarov V.I.
Origin of Temperature Oscillations of Nickel Catalyst Occurring in Methane Oxidation
Kinetics and Catalysis. 2015. V.56. N5. P.598-604. DOI: 10.1134/S002315841505016X WOS Scopus РИНЦ
Origin of Temperature Oscillations of Nickel Catalyst Occurring in Methane Oxidation
Kinetics and Catalysis. 2015. V.56. N5. P.598-604. DOI: 10.1134/S002315841505016X WOS Scopus РИНЦ
Dates:
Submitted: | Jun 7, 2014 |
Identifiers:
Elibrary | 24045439 |
OpenAlex | W4251309350 |