Главная страница /

 

Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Химического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина разработали оригинальную, экспрессную и эффективную методику получения никелата лантана, который является перспективным материалом для создания катализаторов получения синтез-газа. Работа поддержана Российским научным фондом (грант № 20-13-00138). Результаты работы опубликованы в журнале Applied Organometallic Chemistry.

 

Сложные оксиды – оксиды, образованные двумя и более металлами – используются в составе самых различных материалов, например, катализаторов, сенсоров, магнитных материалов и адсорбентов. Например, одним из наиболее перспективных направлений исследования никелата лантана (LaNiO₃) является создание на его основе эффективных и дешевых катализаторов углекислотной конверсии метана в синтез-газ (смесь CO+H₂) – важнейший промежуточный продукт промышленного получения водорода, метанола и углеводородов.

 

Помимо возможности эффективного получения синтез-газа, огромный интерес к процессу углекислотной конверсии метана обусловлен утилизацией углекислого газа и метана – двух наиболее вредоносных парниковых газов. Поэтому дальнейшее развитие методов получения катализаторов на основе никелата лантана является актуальной и важной задачей.

 

Классический метод получения материалов на основе никелата лантана заключается во взаимодействии соответствующих индивидуальных оксидов лантана и никеля в результате длительного нагрева при температурах порядка 800-900 °С. В связи с этим особое значение приобретает разработка альтернативных, более экспрессных и простых методов получения никелата лантана и материалов на его основе.

 

Именно такой подход был предложен российскими учеными. В его основе – образование никелата лантана в результате термического разложения координационных соединений, содержащих лантан и никель в заданном соотношении (1:1).

 

Исследование комментирует старший научный сотрудник Лаборатории магнитных материалов ИОНХ РАН, кандидат химических наук Андрей Гавриков: «Преимущество нашего метода заключается в том, что равномерное распределение ионов лантана и никеля по объему обеспечивается уже на этапе получения координационных соединений. Таким образом, задача получения никелата лантана фактически сводится к тому, чтобы “убрать лишнее”, то есть органические фрагменты комплексов, в процессе их термического разложения. Это, в свою очередь, требует гораздо меньших время- и энергозатрат по сравнению с классическим методом. Так, длительность получения никелата лантана по нашей методике сокращена сразу в несколько раз.

 

Важным преимуществом предложенного метода, помимо простоты и экспрессности, являются высокие величины удельной поверхности полученных материалов. С учетом высокого, близкого к 100%, содержания никелата лантана, это определяет их высокую каталитическую активность в процессе углекислотной конверсии метана. Так, выходы синтез-газа при использовании новых катализаторов доходят до практически количественных значений (99%), т.е. существенно превышают аналогичные величины, полученные при использовании большинства других катализаторов. Важнейшим преимуществом полученных систем является их низкая стоимость по сравнению с катализаторами, сопоставимыми по эффективности, но содержащими чрезвычайно дорогие благородные металлы (например, родий).

 

Результаты исследования будут использованы для дальнейшего развития подходов к получению эффективных гетерогенных катализаторов получения синтез-газа и других важных процессов.

 

 

 

Схема. Получение эффективных каталитически активных систем на основе LaNiO₃ из координационных соединений лантана и никеля.

 

 

Источник: Andrey V. Gavrikov, Andrey B. Ilyukhin, Ekaterina V. Belova, Alexey D. Yapryntsev, Alena V. Khrushcheva, Alexey S. Loktev. New simple La-Ni complexes as efficient precursors for functional LaNiO₃-based ceramics. Applied Organometallic Chemistry, 2021. DOI: 10.1002/aoc.6519

 

Пресс-релиз опубликован на сайтах Год науки и технологий РФ https://годнауки.рф/news/11278/, РНФ https://rscf.ru/en/news/release/novyy-podkhod-k-sozdaniyu-effektivnykh/, Индикатор https://indicator.ru/chemistry-and-materials/naiden-novyi-podkhod-k-sozdaniyu-effektivnykh-katalizatorov-dlya-polucheniya-sintez-gaza-10-12-2021.htm, Рамблер https://news.rambler.ru/science/47743783-nayden-novyy-podhod-k-sozdaniyu-effektivnyh-katalizatorov-dlya-polucheniya-sintez-gaza/, РАН http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=3e3d9787-0451-4423-b46d-aaa81bcdd7dd, в Научном микроблоге базы данных результативности деятельности научных организаций Минобрнауки России https://sciencemon.ru/office/org/blog/259882/