ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2023-6-17-23ekip-2401Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSОптимизация состава Rh-содержащих катализаторов для применения в низкотемпературной паровой конверсии легких углеводородовOptimization of Rh-containing Catalysts for Low-temperature Steam Reforming of Light HydrocarbonsУрлуковА.С.UrlukovA.S.

мл. науч. сотрудник

Junior Research Fellow

podpiska@kalvis.ruУсковС.И.UskovS.I.

канд. хим. наук, науч. сотрудник

Cand. Sci. (Chem.), Research Scientist

podpiska@kalvis.ruПотемкинД.И.PotemkinD.I.

канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник

Cand. Sci. (Chem.), Senior Research Fellow

podpiska@kalvis.ruБердюгинС.Н.BerdyuginS.N.

науч. сотрудник

Research Scientist

podpiska@kalvis.ruРогожниковВ.Н.RogozhnikovV.N.

канд. хим. наук, науч. сотрудник

Cand. Sci. (Chem.), Research Scientist

podpiska@kalvis.ruСнытниковП.В.SnytnikovP.V.

д-р хим. наук, руководитель Центра НТИ "Водород как основа низкоуглеродной экономики"

Dr. Sci. (Chem.), Head of the Centre National Technological Initiative "Hydrogen as the basis of a low-carbon economy"

podpiska@kalvis.ruИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН; Новосибирский государственный университетРоссияBoreskov Institute of Catalysis SB RAS; Novosibirsk State UniversityRussian FederationИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАНРоссияBoreskov Institute of Catalysis SB RASRussian FederationИнститут неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАНРоссияNikolaev Institute of Inorganic Chemistry SB RASRussian Federation2023200620232761723Copyright © ООО "Калвис", 20232023ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2401

Исследованы родийсодержащие катализаторы, нанесенные на различные носители (Ce0,75Zr0,25O2, Ce0,5Zr0,5O2, Ce0,4Zr0,5Y0,05La0,05O2, γ-Al2O3, TiO2), приготовленные разными методами (сорбционно-гидролитическое осаждение и пропитка по влагоемкости) и отличающиеся массовым содержанием родия (от 0,5 до 4 % по массе). Рассмотрена зависимость каталитической активности родиевых катализаторов от состава, текстурных и окислительно-восстановительных свойств носителя. Сделан вывод о возможном применении результатов работы в задаче подготовки к утилизации попутного нефтяного газа на месторождениях России.

Rhodium-containing catalysts on various carriers (Ce0.75Zr0.25O2, Ce0.5Zr0.5O2, Ce0.4Zr0.5Y0.05La0.05O2, γ-Al2O3, TiO2) produced by various methods (sorption-hydrolytic precipitation and incipient wetness impregnation) and differing by mass content of rhodium (from 0.5 to 4 % by mass) were studied. The dependence of the catalytical efficiency of rhodium catalysts on composition, texture, and redox properties of the carrier was studied. The prospect of using associated petroleum gas at Russian deposits was confirmed.

родийоксид церия-цирконияпаровая конверсияпропанметанrhodiumceria-zirconiasteam reformingpropanemethaneReferencesЭдер Л.В., Проворная И.В., Филимонова И.В. Проблема рационального использования попутного нефтяного газа в России. География и природные ресурсы. 2019. № 1. С. 14—20.Эдер Л.В., Проворная И.В., Филимонова И.В. Проблема рационального использования попутного нефтяного газа в России. География и природные ресурсы. 2019. № 1. С. 14—20.Trimm D.L. Coke formation and minimisation during steam reforming reactions. Catalysis Today. 1997. Vol. 37. P. 233—238. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(97)00014-X.Trimm D.L. Coke formation and minimisation during steam reforming reactions. Catalysis Today. 1997. Vol. 37. P. 233—238. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(97)00014-X.Урлуков А.С., Усков С.И., Потемкин Д.И., Снытников П.В. Каталитическая конверсия факельного газа на Rh катализаторах с последующей прямой монетизацией. Катализ в промышленности. 2022. Т. 22. № 4. С. 51—57.Урлуков А.С., Усков С.И., Потемкин Д.И., Снытников П.В. Каталитическая конверсия факельного газа на Rh катализаторах с последующей прямой монетизацией. Катализ в промышленности. 2022. Т. 22. № 4. С. 51—57.Parthasarathi Beraa, M.S. Hegde. Noble metal ions in CeO2 and TiO2: Synthesis, structure and catalytic properties. RSC Advances. 2015. V. 5, I. 115. PP. 94949-94979.Parthasarathi Beraa, M.S. Hegde. Noble metal ions in CeO2 and TiO2: Synthesis, structure and catalytic properties. RSC Advances. 2015. V. 5, I. 115. PP. 94949-94979.Belyaev A.V., Venediktov A. B., Khranenko S.P. About the Nature of Rhodium(III) Chloride. Koord. Khim. 1983. V. 9 (1). P. 120—129.Belyaev A.V., Venediktov A. B., Khranenko S.P. About the Nature of Rhodium(III) Chloride. Koord. Khim. 1983. V. 9 (1). P. 120—129.Ohtani B., Prieto-Mahaney O.O., Li D., Abe R. What is Degussa (Evonik) P25? Crystalline composition analysis, reconstruction from isolated pure particles and photocatalytic activity test. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2010. V. 216. I. 2—3. P. 179—182. https://doi.org/10.1016/j.jphoto chem.2010.07.024.Ohtani B., Prieto-Mahaney O.O., Li D., Abe R. What is Degussa (Evonik) P25? Crystalline composition analysis, reconstruction from isolated pure particles and photocatalytic activity test. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2010. V. 216. I. 2—3. P. 179—182. https://doi.org/10.1016/j.jphoto chem.2010.07.024.Бердюгин С.Н., Васильченко Д.Б., Байдина И.А., Коренев С.В., Корольков И.В. Кристаллическая структура и свойства [Rh2(H2O)8(OH)2](NO3)4·4H2O. Журнал структурной химии. 2018. Т. 59. № 3. С. 687—691.Бердюгин С.Н., Васильченко Д.Б., Байдина И.А., Коренев С.В., Корольков И.В. Кристаллическая структура и свойства [Rh2(H2O)8(OH)2](NO3)4·4H2O. Журнал структурной химии. 2018. Т. 59. № 3. С. 687—691.Kokka A., Katsoni A., Yentekakis I.V., Panagiotopoulou P. Hydrogen production via steam reforming of propane over supported metal catalysts. International Journal of Hydrogen Energy. 2020. V. 45. I. 29. P. 14849—14866. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.03.194.Kokka A., Katsoni A., Yentekakis I.V., Panagiotopoulou P. Hydrogen production via steam reforming of propane over supported metal catalysts. International Journal of Hydrogen Energy. 2020. V. 45. I. 29. P. 14849—14866. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.03.194.Alphonse P., Ansart F. Catalytic coatings on steel for low-temperature propane prereforming to solid oxide fuel cell (SOFC) application. Journal of Colloid and Interface Science. 2009. V. 336. I. 2. P. 658—666. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.04.079.Alphonse P., Ansart F. Catalytic coatings on steel for low-temperature propane prereforming to solid oxide fuel cell (SOFC) application. Journal of Colloid and Interface Science. 2009. V. 336. I. 2. P. 658—666. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.04.079.Nagaoka K., Sato K., Yu L. Rh/Ce0.25Zr0.75O2 Catalyst for Steam Reforming of Propane at Low Temperature. ChemCatChem. 2018. doi: 10.1002/cctc.201801824.Nagaoka K., Sato K., Yu L. Rh/Ce0.25Zr0.75O2 Catalyst for Steam Reforming of Propane at Low Temperature. ChemCatChem. 2018. doi: 10.1002/cctc.201801824.Li Y., Wang X., Song C. Spectroscopic characterization and catalytic activity of Rh supported on CeO2-modified Al2O3 for low-temperature steam reforming of propane. Catalysis Today. 2016. V. 263. P. 22—34. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2015.08.063.Li Y., Wang X., Song C. Spectroscopic characterization and catalytic activity of Rh supported on CeO2-modified Al2O3 for low-temperature steam reforming of propane. Catalysis Today. 2016. V. 263. P. 22—34. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2015.08.063.Zyryanova M.M., Snytnikov P.V., Amosov Yu.I., Belyaev V.D., Kireenkov V.V., Kuzin N.A., Vernikovskaya M.V., Kirillov V.A., Sobyanin V.A. Upgrading of associated petroleum gas into methane-rich gas for power plant feeding applications. Technological and economic benefits. Fuel. 2013. Vol. 108. P. 282—291. http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2013.02.047.Zyryanova M.M., Snytnikov P.V., Amosov Yu.I., Belyaev V.D., Kireenkov V.V., Kuzin N.A., Vernikovskaya M.V., Kirillov V.A., Sobyanin V.A. Upgrading of associated petroleum gas into methane-rich gas for power plant feeding applications. Technological and economic benefits. Fuel. 2013. Vol. 108. P. 282—291. http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2013.02.047.Sui R., Mantzaras J., Liu Z., Law C.K. Kinetic modeling of total oxidation of propane over rhodium. Combustion and Flame. 2022. V. 243. P. 111847.Sui R., Mantzaras J., Liu Z., Law C.K. Kinetic modeling of total oxidation of propane over rhodium. Combustion and Flame. 2022. V. 243. P. 111847.Karakaya C., Maier L., Deutschmann O. Surface reaction kinetics of the oxidation and reforming of CH4 over Rh/Al2O3 catalysts. Int. J. Chem. Kinet. 2016. V. 48. P. 144—160.Karakaya C., Maier L., Deutschmann O. Surface reaction kinetics of the oxidation and reforming of CH4 over Rh/Al2O3 catalysts. Int. J. Chem. Kinet. 2016. V. 48. P. 144—160.Schadel B.T., Duisberg M., Deutschmann O. Steam reforming of methane, ethane, propane, butane, and natural gas over a rhodium-based catalyst. Catalysis Today. 2009. V. 142. P. 42—51. doi:10.1016/j.cattod.2009.01.008.Schadel B.T., Duisberg M., Deutschmann O. Steam reforming of methane, ethane, propane, butane, and natural gas over a rhodium-based catalyst. Catalysis Today. 2009. V. 142. P. 42—51. doi:10.1016/j.cattod.2009.01.008.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.