Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

вероятности обрыва цепи. Наличие в составе продукта значительных количеств СО, являющегося промежуточным продуктом гидрирования СО 2 в углеводороды, подтверждает недостаточно высокую активность катализатора в реакциях гидрирования. Согласно представлению о механизме гидрирования оксидов углерода, предполагается, что на первой стадии происходит гидрирование СО 2 до СО, после чего происходит реадсорбция СО и его взаимодействие с водородом, в ходе которого возможно образование различных интермедиатов CHx [16]. Исходя из данного представления, недостаточная гидрирующая активность катализатора в случае гидрирования СО 2 способствует повышению селективности по углеводородам С 5 + (вероятность продолжения полимеризации превышает вероятность обрыва цепи гидрированием), но является ограничением его общей активности, что наблюдается в случае катализатора FeCo-THR в виде относительно низкой конверсии СО 2 . В случае катализатора FeCo-HTS, напротив, содержание СО в продуктах реакции минимально (3-4 % мас.), а основным продуктом реакции является метан, что свидетельствует о высокой гидрирующей активности и преобладании гидрирования над полимеризацией. Продуктами полимеризации являются преимущественно углеводородные газы С 2 -С 4 , что является следствием высокой вероятности обрыва цепи за счет гидрирования. За счет интенсивного протекания реакции гидрирования конверсия СО 2 значительно выше, чем для FeCo-THR, но при достижении величины данного показателя ~50 % фактически достигается предел и дальнейший рост конверсии ограничивается, вероятно, нехваткой активных центров. Результаты каталитического эксперимента согласуются с данными рентгенофазового анализа (рис. 5). Для обоих образцов после процесса гидрирования CO 2 основной кристаллизованной фазой был сплав CoFe в упорядоченном состоянии (база данных PDF#49-1567). Данный тип активных центров способствует протеканию реакции сдвига водяного газа. В результате реакции, протекающей на железосодержащих фрагментах, образуется монооксид углерода, который может реадсорбироваться на кобальтсодержащем фрагменте частицы и затем гидрироваться до интермедиатов CHx либо метана. В случае образца FeCo-THR было отмечено присутствие фаз, активных в процессе полимеризации интермедиатов CHx, таких как карбиды Fe 7 C 3 (база данных JCPDS-75-1499) и %-Fe5C2 (база данных JCPDS-51-0997), а также магнетита Fe3O4 (база данных JCPDS-79-0419). Доля данных фаз в составе образца относительно невелика, что согласуется с наблюдаемой в каталитическом эксперименте относительно невысокой конверсией СО 2 . Для образца FeCo-HTS, помимо фазы железно-кобальтового сплава, отмечено присутствие CoFe 2 O 4 (база данных JCPDS- 22-1086), CoO (база данных JCPDS-43-1004), Fe 3 C (база данных JCPDS-72-1110), Co 3 C (база данных JCPdS-026-0450) и a-Co (база данных JCpDS Card No. 05-0727). В этом наборе фаз преобладают катализирующие гидрирование, в первую очередь a-Co и CoO, присутствие Fe 3 C и Co 3 C обеспечивает протекание полимеризации интермедиатов СНх, но содержание этих фаз невелико, преобладают гидрирующие фазы, что согласуется с составом получаемых продуктов — преобладают метан и углеводороды С 2 -С 4 , конверсия СО 2 ограничена относительно невысоким содержанием каталитически активных фаз. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 130-136. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 130-136. 7000 3000 20 40 60 80 длинна волны, 2Ѳ° Рис. 5. Спектры РФА катализаторов FeCo-THR (1) и FeCo-HTS (2) © Гостева А. Н., Грабчак А. А., Свидерский С. А., Куликова М. В., 2025 134