Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор. 11
1.1. Водородная энергетика и топливные элементы 13
1.2. Жидкие продукты переработки биомассы: бионефть этанол, глицерин. 15
1.3. Процессы получения водорода из кислородсодержащих углеводородов 16
1.3.1. Паровая конверсия кислородсодержащих углеводородов 18
1.3.1.1. Паровая конверсия этанола 19
1.3.1.2 Паровая конверсия глицерина 23
1.3.2. Образование кокса в процессе реакции паровой конверсии как основной маршрут
дезактивации катализаторов 26
1.4. Катализаторы процесса паровой конверсии кислородсодержащих углеводородов 26
1.4.1. Активность металлов различной природы в катализаторах паровой конверсии кислородсодержащих углеводородов 27
1.4.2. Размерный эффект и подходы к повышению стабильности для никельсодержащих катализаторов паровой конверсии 28
1.4.3. Влияние свойств носителя на активность и селективность никельсодержащих катализаторов паровой конверсии 30
1.5. Сложные оксиды со структурой перовскита 32
1.5.1. Структурные особенности 32
1.5.2. Перовскиты в качестве предшественников катализаторов конверсии топлив 33
1.5.3. Методы синтеза перовскитов
1.6. Структурированные катализаторы: дополнительные требования и используемые носители36
1.7. Заключение к литературному обзору 38
ГЛАВА 2. Экспериментальная часть 40
2.1. Методы приготовления 40
2.1.1. Реактивы и материалы 40
2.1.2. Синтез ферритов лантаноидов LnFe1-x-yMxRuyO3 и 5%М/PrFeO3 40
2.1.3. Синтез нанесенных образцов mLn(Fe)xNi0.9-xRu0.1O3/n%Mg--Al2O3 41
2.1.4. Синтез структурированных катализаторов 42
2.2. Использованные физико-химические методы исследования 43
2.2.1. Измерение удельной поверхности 43
2.2.2. Рентгенофазовый анализ (РФА) 43
2.2.3. Температурно-программированное восстановление водородом (ТПВ-Н2) 43
2.2.4. Инфракрасная спектроскопия адсорбированного СО (ИКС адс. СО) 43
2.2.5. Электронная спектроскопия диффузного отражения (ЭСДО) 44
2.2.6. Рентгенфотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) 45
2.2.7. Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения (ПЭМ ВР) з
2.2.8. Температурно-программированное восстановление этанолом (ТПВ-С2Н5ОН) 45
2.3. Каталитические испытания 46
2.3.1. Каталитические испытания в реакции паровой конверсии этанола 46
2.3.2. Каталитические испытания в реакциях паровой/парокислородной конверсии глицерина47
2.3.3. Каталитические испытания в реакции паровой конверсии этанола на структурированном носителе в пилотном реакторе 48
ГЛАВА 3. Массивные катализаторы на основе ферритов редкоземельных элементов соструктурой перовскита: физико-химические свойства и каталитическая активность в реакциях паровой конверсии этанола и паровой/парокислородной конверсии глицерина . 50
3.1. Структурные и текстурные свойства исходных перовскитов 50
3.1.1. Влияние химического состава и метода приготовления на структурные и текстурные свойства исходных образцов 51
3.1.2. Влияние химического состава и метода приготовления на формирование активной фазы катализатора при восстановлении перовскитных предшественников 55
3.1.3. Заключение к разделу 3.1 59
3.2. Изучение свойств катализаторов на основе перовскитов в реакциях паровой конверсии кислородсодержащих углеводородов. 60
3.2.1. Температурно-программированное восстановление этанолом (ТПВ-C2H5OH) 60
3.2.2. Каталитическая активность и стабильность к зауглероживанию в реакции паровой конверсии этанола 62
3.2.3. Влияние состава перовскита и метода формирования активной фазы на стабильность катализаторов в реакции паровой конверсии этанола 66
3.2.4. Каталитическая активность и стабильность к зауглероживанию в реакциях паровой/парокислородной конверсии глицерина. 68
Заключение к главе 3 74
ГЛАВА 4. Серия катализаторов на основе перовскитов, нанесенных на модифицированный магнием оксид алюминия 76
4.1. Исследование ф/х свойств 76
4.1.1. Влияние способа введения магния и его содержания на свойства носителя 77
4.1.2. Влияние содержания магния на состояние никеля в предшественниках и активированных катализаторах 80
4.1.3. Влияние содержание магния на поверхностный состав исходных катализаторов 83
4.1.4. Влияние содержания магния на кислотность поверхности носителя и катализаторов 85
4.1.5. Влияние способа введения и содержания магния на способность к восстановлению никеля из предшественников катализаторов 87
4.1.6. Заключение к разделу
4.1 4.2. Каталитическая активность и стабильность к зауглероживанию в реакции паровой конверсии этанола 90
4.3. Каталитическая активность и стабильность к зауглероживанию в реакциях паровой/парокислородной конверсии глицерина. 94 Заключение к главе 4 98
ГЛАВА 5. Структурированные каталитические системы на основе LnNi0.9Ru0.1О3/nMg--Al2O3, нанесенных на различные пеноносители: оценка каталитический свойств и стабильности в реакциях паровой и парокислородной конверсии этанола в концентрированных смесях 99
Основные выводы и результаты работы 101
Список опубликованных по теме диссертации работ 103
Список использованной литературы
