Синтез, строение и свойства катализаторов на основе аморфных металлических наночастиц

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В работе, имеющей в основном обзорный характер, обсуждаются метод получения, строение и свойства катализаторов на основе нанесенных аморфных металлических наночастиц. Рассматриваются физические основы и особенности метода лазерного электродиспергирования (ЛЭД), с помощью которого получены катализаторы с аморфными наночастицами Pt, Pd, Ni, Cu, Au, а также частицами сплавов, таких как NiPd, NiMo, NiW, нанесенными на оксидные, углеродные носители и цеолиты. Приведены результаты исследований структуры катализаторов и их каталитических свойств в процессах гидрирования, изомеризации, присоединения, кросс-сочетания и др. Обсуждается связь чрезвычайно высокой удельной активности и стабильности катализаторов ЛЭД с аморфным состоянием металлических наночастиц.

Об авторах

С. А. Гуревич

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Email: gurevich@quantel.ioffe.ru
Санкт-Петербург, Россия

Т. Н. Ростовщикова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: gurevich@quantel.ioffe.ru
Москва, Россия

Д. А. Явсин

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Автор, ответственный за переписку.
Email: gurevich@quantel.ioffe.ru
Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Rampino L.D., Nord F.F. // J. Am. Chem. Soc. 1941. V. 63. P. 2745. https://doi.org/10.1021/ja01855a070
  2. Haruta M., Kobatashi T., Sano H., Yamada N. // Chem. Lett. 1987. V. 16. P. 405. https://doi.org/10.1246/cl.1987.405
  3. Ndolomingo M.J., Bingwa N., Meijboom R. // J. Mater. Sci. 2020. V. 55. P. 6195. https://doi.org/10.1007/s10853-020-04415-x
  4. Wang H., Lu J. // Chinese J. Chem. 2020. V. 38. P. 1422. https://doi.org/10.1002/cjoc.202000205
  5. Ahmadi M., Mistry H., Cuenya B. R. // J. Phys. Chem. Lett. 2016. V. 7. P. 3519. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.6b01198
  6. Guo L., Zhou J., Liu F. et al. // ACS Nano. 2024. V. 18. P. 9823. https://doi.org/10.1021/acsnano.4c01456
  7. Pelegrina J.L., Gennari F.C., Condó A.M., Guillermet A.F. // J. Alloys Compd. 2016. V. 689. P. 161. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.07.284
  8. Liang S.X., Zhang L.C., Reichenberger S., Barcikowski S. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2021. V. 23. P. 11121. https://doi.org/10.1039/D1CP00701G
  9. Chen X., Lv S., Su Z. et al. // Chem. Catal. 2024. V. 4. P. 100871. https://doi.org/10.1016/j.checat.2023.100871
  10. Tan M., Huang B., Su L. et al. // Adv. Energy Mater. 2024. V. 14. P. 2402424. https://doi.org/10.1002/aenm.202402424
  11. Kozhevin V.M., Yavsin D.A., Kouznetsov V.M. et al. // J. Vac. Sci. Technol. B. 2000. V. 18. P. 1402. https://doi.org/10.1116/1.591393
  12. Likharev K.K. // Proc. IEEE. 1999. V. 87. P. 606. https://doi.org/10.1109/5.752518.
  13. Синтез, строение и свойства металл/полупроводник содержащих нанокомпозитов / Под ред. Трахтенберга Л.И., Мельникова М.Я. М.: Техносфера, 2016. Ч. 13.
  14. Ростовщикова Т.Н., Локтева Е.С., Шилина М.И. и др. // ЖФХ. 2021. Т. 95. С. 348.
  15. Yetik G., Troglia A., Farokhipoor S. et al. // Surf. Coat. Technol. 2022. V. 445. P. 128729. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128729
  16. Pampillo C.A. // J. Mater. Sci. 1975. V. 10. P. 1194. https://doi.org/10.1007/BF00541403
  17. Grigorian C.M., Rupert T.J. // Acta Mater. 2021. V. 206. P. 116650. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.116650
  18. Zhang D., Gökce B., Barcikowski S. // Chem. Rev. 2017. V. 117. P. 3990. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00468
  19. Gurevich S.A., Kozhevin V.M., Yassievich I.N. et al. Thin Films and Nanostructures. Physico-Chemical Phenena in Thin Films and at Solid Surfaces. Elsevier: Amstredam, 2007. V. 34. Ch. 15.
  20. Brailovsky A.B., Gaponov S.V., Luchin V.I. // Appl. Phys. A. 1995. V. 61. P. 81. https://doi.org/10.1007/BF01538216
  21. Rayleigh L. // Philos. Mag. 1882. V. 14. P. 184.
  22. Grigor’ev A.I., Shiryaeva S.O. // J. Aerosol Sci. 1994. V. 25. P. 1079. https://doi.org/10.1016/0021-8502(94)90203-8
  23. Борматов А.А., Кожевин В.М., Гуревич С.А. // ЖТФ. 2021. Т. 91. № 5. С. 721. https://doi.org/10.21883/JTF.2021.05.50682.283-20
  24. Синтез, строение и свойства металл/полупроводник содержащих нанокомпозитов / Под ред. Трахтенберга Л.И., Мельникова М.Я. М.: Техносфера. 2016. Ч. 4.
  25. Akbari A., Amini M., Tarassoli A., et al. // Nano-Struct. Nano-Objects. 2018. V. 14. P. 19. https://doi.org/10.1016/j.nanoso.2018.01.006
  26. Cuenya B.R. // Thin Solid Films. 2010. V. 518. P. 3127. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2010.01.018
  27. Ростовщикова Т.Н., Шилина М.И., Гуревич С.А. и др. // Докл. РАН. Химия, науки о материалах. 2022. Т. 506. № 1. С. 48. https://doi.org/10.1134/S001250162260019X
  28. Шилина М.И., Кротова И.Н., Максимов С.В. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2023. Т. 72. № 7. С. 1518. https://doi.org/10.1007/s11172-023-3930-y
  29. Golubina E.V., Rostovshchikova T.N., Lokteva E.S. et al. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 536. P. 147656. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.147656
  30. Bryzhin A., Golubina E., Maslakov K. et al. // ChemCatChem. 2020. V. 12. № 17. P. 4396. https://doi.org/10.1002/cctc.202000501
  31. Cuevas E., Ortuno M., Ruiz J. // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 71. P. 1871. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.71.1871
  32. Воронцов П.С., Герасимов Г.Н., Голубева Е.Н. и др. // ЖФХ. 1998. Т.72. № 10. С. 1742.
  33. Trakhtenberg L.I., Gerasimov G.N., Grigoriev E.I. et al. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2000. V. 130. P. 941.
  34. Трахтенберг Л.И., Герасимов Г.Н., Потапов В.К. и др. // Вестн. МГУ Сер. 2, Химия. 2001. Т. 42. № 5. С. 325.
  35. Кожевин В.М., Ростовщикова Т.Н., Явсин Д.А. и др. // Докл. РАН. 2002. Т. 387. № 6. С. 785. https://doi.org/10.1023/A:1021706931622
  36. Закгейм Д.А., Рожанский И.В., Смирнова И.П., Гуревич С.А. // ЖЭТФ. 2000. Т. 118. Вып. 3. С. 637. https://doi.org/10.1134/1.1320091
  37. Ильющенков Д.С., Кожевин В.М., Гуревич С.А. // ФТТ. 2015. Т. 57. № 9. С. 1670. https://doi.org/10.1134/S1063783415090115
  38. Гуревич С.А., Кожевин В.М., Ильющенков Д.С. // ФТТ. 2019. Т. 61. № 10. C. 1731. https://doi.org/10.21883/FTT.2019.10.48241.474
  39. Shaik S., Danovich D., Joy J., Wang Zh., Stuyver Th. // J. Am. Chem. Soc. 2020. V. 142. P. 12551. https://doi.org/10.1021/jacs.0c05128
  40. Rostovshchikova T.N., Smirnov V.V., Gurevich S.A. et al. // Catal. Today. 2005. V. 105. № 3-4. P. 344. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2005.06.034
  41. Ростовщикова Т.Н., Смирнов В.В., Кожевин В.М., Явсин Д.А., Гуревич С.А. // Рос. нанотехнол. 2007. T. 2. № 1–2. C. 47.
  42. Rostovshchikova T.N., Smirnov V.V., Kozhevin V.M. et al. // Appl. Catal., A: General. 2005. V. 296. № 1. P. 70. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2005.08.032
  43. Невская С.М., Николаев С.А., Носков Ю.Г. и др. // Кинетика и катализ. 2006. Т. 47. № 4. С. 657.
  44. Локтева Е.С., Ростовщикова Т.Н., Качевский С.А. и др. // Кинетика и катализ. 2008. Т. 49. № 5. С. 784.
  45. Ростовщикова Т.Н., Локтева Е.С., Качевский C.А. и др. // Катализ в пром-сти. 2009. Т. 3. С. 47.
  46. Lokteva E.S., Peristyy A.A., Kavalerskaya N.E. et al. // Pure Appl. Chem. 2012. V. 84. P. 495. https://doi.org/10.1351/PAC-CON-11-07-12
  47. Кавалерская Н.Е., Локтева Е.С., Ростовщикова Т.Н., Голубина Е.В., Маслаков К.И. // Кинетика и катализ. 2013. Т. 54. № 5. С. 631. https://doi.org/10.7868/s0453881113050067
  48. Golubina E.V., Rostovshchikova T.N., Lokteva E.S. et al. // Pure Appl. Chem. 2018. V. 90. № 11. P. 1685. https://doi.org/10.1515/pac-2018-0207
  49. Ростовщикова Т.Н., Николаев С.А., Кротова И.Н. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2022. Т. 6. С. 1179. https://doi.org/10.1007/s11172-022-3519-x
  50. Rostovshchikova T.N., Shilina M.I., Gurevich S.A. et al. // Materials. 2023. V. 16. № 9. P. 3501. https://doi.org/10.3390/ma16093501
  51. Rostovshchikova T.N., Shilina M.I., Maslakov K.I. et al. // Materials. 2023. V. 16. № 12. P. 4423. https://doi.org/10.3390/ma16124423
  52. Ростовщикова Т.Н., Шилина М.И., Голубина Е.В. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2015. № 4. С. 812.
  53. Голубина Е.В., Локтева Е.С., Маслаков К.И. и др. // Рос. нанотехнол. 2017. Т. 12. № 1–2. С. 16.
  54. Shilina M., Krotova I., Nikolaev S. et al. // Hydrogen. 2023. V.4. №1. P.154. https://doi.org/10.3390/hydrogen4010011
  55. Matieva Z.M., Nikolaev S.A., Snatenkova Y.M. et al. // J. Chem. Tech. Biotech. 2022. V. 97. № 7. P. 1792. https://doi.org/10.1002/jctb.7050
  56. Брыжин А.А., Тархановa И.Г., Маслаков К.И. и др. // ЖФХ. 2019. Т.93. №10. С.1575. https://doi.org/10.1134/S0044453719100029
  57. Брыжин А.А., Ростовщикова Т.Н., Маслаков К.И. и др. // Кинетика и катализ. 2021. Т.62. №6. С.791. https://doi.org/10.1134/S0023158421060033
  58. Шмидт А.Ф., Курохтина А.А., Ларина Е.В. и др. // Кинетика и катализ. 2023. Т. 64. № 1. С. 39. https://doi.org/10.1134/S0023158423010081
  59. Schmidt A.F., Kurokhtina A.A., Larina E.V. et al. // Mendeleev Commun. 2023. V.33. №1. P.177. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2023.02.009
  60. Гатин А.К., Гришин М.В., Гуревич С.А. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2015. № 10. С. 2337. https://doi.org/10.1007/s11172-015-1161-6
  61. Гатин А.К., Гришин М.В., Гуревич С.А. и др. // Рос. нанотехнол. 2015. Т. 10. № 11–12. С. 1. https://doi.org/10.1134/S199507801506004X
  62. Freund H.-J., Meijer G., Scheffler M., Schlőgl R., Wolf M. // Angew. Chem., Int. Ed. 2011. V. 50. P. 10064. https://doi.org/10.1002/anie.201101378.
  63. Wang Sh., Li X., Lai Ch. et al. // RSC Adv. 2024. V. 14. P. 30566. https://doi.org/10.1039/D4RA05102E
  64. Tripathi A., Hareesh C., Sinthika S., Andersson G., Thapa R. // Appl. Surf. Sci. 2020. V. 528. P. 146964. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.146964.
  65. Lin J., Wang X., Zhang T. // Chin. J. Catal. 2016. V. 37. № 11. P. 1805. https://doi.org/10.1016/S1872-2067(16)62513-5
  66. Wu L., Fan W., Wang X. et al. // Catalysts. 2023. V. 13. № 3. P. 604. https://doi.org/10.3390/catal13030604
  67. Gao M., Gong Z., Weng X. et al. // Chin. J. Catal. 2021. V. 42. № 10. P. 1689. https://doi.org/10.1016/S1872-2067(20)63775-5
  68. Xie Y., Zhang L., Jiang Y. et al. // Catal. Today. 2021. V. 364. P. 16. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2019.11.030
  69. Beletskaya I.P., Alonso F., Tyurin V. // Coord. Chem. Rev. 2019. V. 385. P. 137. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2019.01.012
  70. Hong K., Sajjadi M., Suh J.M. et al. // ACS Appl. Nano Mater. 2020. V. 3. № 3. P. 2070. https://doi.org/10.1021/acsanm.9b02017
  71. Galushko A.S., Boiko D.A., Pentsak E.O., Eremin D.B., Ananikov V.P. // J. Am. Chem. Soc. 2023. V. 145. № 16. P. 9092. https://doi.org/10.1021/jacs.3c00645
  72. Shilina M.I., Rostovshchikova T.N., Nikolaev S.A., Udalova O.V. // Mater. Chem. Phys. 2019. V.223. P.287. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.11.005
  73. Jing P., Gong X., Liu B., Zhang J. // Catal. Sci. Technol. 2020. V. 10. № 4. P. 919. https://doi.org/10.1039/D4CY01142B
  74. Liu H., Li D., Guo J. et al. // Nano Res. 2023. V. 16. № 4. P. 4399. https://doi.org/10.1007/s12274-022-5182-9
  75. Гришин М.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2020. Т.39. №7. С.63. https://doi.org/10.1134/S1990793120040065
  76. Forsythe R.C., Cox C.P., Wilsey M.K., Muller A.M. // Chem. Rev. 2021. V. 121. № 13. P. 7568. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c01069

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025