In situ исследование формирования и работы катализаторов синтеза многослойных углеродных нанотрубок
Тезисы доклада
| Общее |
Язык:
Русский,
Жанр:
Тезисы доклада (Meeting Abstracts),
Статус опубликования:
Опубликована,
Оригинальность:
Оригинальная
|
| Конференция |
Углеродные нанотрубки и графен - новые горизонты : Научная школа для молодых ученых
30 нояб. - 4 дек. 2015
,
Москва
|
| Сборник |
Углеродные нанотрубки и графен - новые горизонты : Книга тезисов научной школы для молодых ученых, 30 ноября - 4 декабря 2015, ИОФ РАН, Москва
Сборник,
ИОФ НАЕ. Москва.2015.
147 c.
|
| Вых. Данные |
Год: 2015,
Страницы: 111
Страниц
: 1
|
| Авторы |
Красников Д.В.
1,2
,
Кузнецов В.Л.
1,2
,
Шмаков А.Н.
1,2
,
Образцова Е.Д.
3
,
Бокова-Сирош С.Н.
3
,
Рабинович О.С.
4
,
Бородуля В.А.
4
,
Блинова А.Н.
4
,
Андреев А.С.
1
,
Лапина О.Б.
1
,
Просвирин И.П.
1
,
Калинкин А.В.
1
,
Селютин А.Г.
1
,
Ищенко А.В.
1,2
|
| Организации |
| 1 |
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
|
| 2 |
Новосибирский национальный исследовательский государственный университет
|
| 3 |
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
|
| 4 |
Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова НАН Беларуси
|
|
Синтез многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) методом химического осаждения углерода из газовой фазы на поверхности металла (CCVD) является уникальным каталитическим процессом. Его особенностями являются:
• Драматическое (до 400 раз) изменение объема каталитической, что приводит к существенным ограничениям при организации синтеза и исследовании процесса.
• Образование на одном активном центре катализатора двух интерфейсов химических реакций. Первый отвечает за разложение углеводородного субстрата, второй – за встраивание углерода в структуру МУНТ.
• Обеспечение активной частицей транспорта углеродных интермедиатов от первого интерфейса ко второму за счет концентрационного градиента.
В настоящей работе проведено исследование формирования активного компонента катализаторов синтеза МУНТ. С помощью комплекса физико-химических методов (in situ РФА на синхротронном излучении, КР спектроскопия, in situ и ex situ ПЭМ, ЯМР в собственном поле ядер 59Co, in situ РФЭС, ГХМС) было исследовано влияние состава катализатора, реакционных параметров на состав и динамику каталитической системы, а также на свойства получаемых МУНТ. По итогам работы удалось выделить и охарактеризовать процессы, составляющие активацию катализатора. Установлено, что активным компонентом Fe-Co катализаторов является сплавная частица. Впервые показано последовательное восстановление сплавных частиц. Установлено, что именно скорость спекания металлических частиц контролирует рост нанотрубок. Произведено сравнение с однокомпонентными катализаторами, в результате которого показаны причины эффективности выбранного сплавного состава. Показано, что замена носителя влияет как на протекание процессов активации, так и на свойства конечного продукта. Предложены механизмы наблюдаемых химических процессов. Выделено и систематически исследовано взаимодействие поверхности нанотрубок этиленом, которое приводит к формированию латеральных отложений углерода на их поверхности. Исследовано влияние латеральных отложений углерода на свойства МУНТ. Показано влияние состава активного компонента и его размера на дефектную структуру МУНТ. На основании полученных данных построена феноменологическая нестационарная модель роста МУНТ, которая позволяет оптимизировать технологические параметры работы к реакторов с псевдоожиженным слоем катализатора. Полученные результаты также используются для создания кинетической модели синтеза МУНТ, так и для дизайна новых высокопроизводительных катализаторов.