Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

Системы Co-Mn-Fe и Co-Cu-Fe Фазовый состав трехкомпонентных систем, полученных золь-гель методом с горением, более сложный. Согласно данным РФА, Co-Mn-Fe-оксидная система состоит из CoFe2O4, CoFe0,8Mn12O4, Mn3O4, Fe3O4, а Co-Cu-Fe-оксидная система — из CuFe2O4, CoFe2O4, CoCu2O3, CuO. Таким образом, в исследуемых трехкомпонентных системах, полученных золь-гель методом с горением, помимо оксидов меди, железа и марганца, наблюдается образование феррита кобальта, как и в случае двухкомпонентной системы Со-Fe, а также феррита меди. Эти системы можно рассматривать как твердые растворы, так же как и двойные композиции. По мере усложнения состава возможны различные комбинации смешанных оксидов. Введение марганца и меди в систему Со-Fe приводит к увеличению ее активности, что проявляется в понижении температуры полной конверсии СО до 160-180 °С, причем за более короткое время — 10-12 мин. При более низких температурах (140-150 °С) время достижения полной конверсии СО составляет около 15 мин. Энергия активации реакции окисления СО на этих системах составляет 30-31 кдж/моль. Эти тройные системы были получены также золь-гель методом с микроволновым горением. И по аналогии с двойной оксидной системой наблюдались аналогичные зависимости, то есть уменьшение каталитической активности при продолжительной микроволновой обработке и высокая каталитическая активность при микроволновом «поджигании» геля без дальнейшей микроволновой обработки, а также уменьшение удельной поверхности при микроволновой обработке (см. табл.). Активность многокомпонентных катализаторов зависит от многих факторов: химического и фазового состава, структуры, дисперсности, удельной поверхности, наличия в структуре дефектов. Эти факторы связаны с условиями синтеза катализатора. Горение геля возникает при кратковременном тепловом воздействии на нее, что инициирует экзотермическую реакцию, благодаря которой дальнейшее горение происходит за счет собственного тепловыделения. При этом происходят различные физико­ химические превращения (плавление, химическая реакция, диффузия), которые влияют на формирование состава и структуры. Синтезированные нами золь-гель методом с горением катализаторы являются многофазными оксидными системами переменного состава, поэтому для них характерно наличие всех видов дефектов твердых тел. При получении оксидных систем твердофазным микроволновым синтезом из оксидов в результате очень быстрого подъема температуры и продолжительного времени обработки наблюдается агрегация полученных частиц [10]. Аналогичная картина наблюдается и при длительной микроволновой термической обработки геля. Как показали опыты, полученные этими способами катализаторы характеризуются низкими значениями удельной поверхности и не проявляют высокую каталитическую активность в окислении монооксида углерода. Таким образом, установлены условия сочетания микроволновой обработки с золь-гель методом с автогорением для получения каталитически активных кобальтсодержащих оксидных систем, а именно использование энергии микроволн для «поджигания» геля без дальнейшего продолжительного облучения. Этот процесс происходит даже при низких мощностях магнетрона в течение нескольких секунд. В этих условиях каталитическая активность полученных оксидных систем в окислительной конверсии моноксида углерода сравнима с активностью аналогичных образцов, полученных золь-гель методом с традиционным горением. Список источников 1. Royer S., Duprez D. Catalytic oxidation of carbon monoxide over transition metal oxides // ChemCatChem. 2011. V. 3. P. 24-65. 2. Xanthopouloua G. G., Novikovac V. A., Knysha Yu. A. and Amosova A. P. Nanocatalysts for Low-Temperature Oxidation of CO: Review // Eurasian Chemico-Technological Journal. 2015. V. 17. P. 17-32. 3. Soliman N. K. Factors affecting CO oxidation reaction over nanosized materials: A review // Journal of Materials Research and Technology. 2019. V. 8. P. 2395-2407. 4. Zulfugarova S. M., Azimova G. R., Aleskerova Z. F., Qasimov R. J., Bayramov M. A., Ismailov E. H., Tagiyev D. B. Effect of preparation method of iron-, copper- containing oxide catalysts on their activity in the reaction of oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide // Chemical problems. 2022. № 1 (20). P. 82-94. 5. Aniz C. U., Nair T. D. R. A study on catalysis by ferrospinels for preventing atmospheric pollution from carbon monoxide // Open J. Phys. Chem. 2011. V. 1 (3). P. 124-130. 6. Xie X., Li Y., Liu Z.-Q., Haruta M., Shen W. Low-temperature oxidation of CO catalysts by Co3O4 nanorods // Appl. Catal. B. 2009. V. 458. P. 746-749. 7. Grillo F. Low temperature oxidation of carbon monoxide: the influence of water and oxygen on the reactivity of a Co3O4 powder surface // Appl. Catal. B. 2004. V. 48. P. 267-274. 8. Nanosized copper ferrite materials: mechanochemical synthesis and characterization / E. Manova [et. al.] // J. Solid State Chem. 2011. Vol. 184. P. 1153-1158. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 92-96. Transactions of the tola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 92-96. © Зульфугарова С. М., Алескерова З. Ф., Азимова Г. Р., Гулиева У. Р., 2023 95