Оксидная Cu–Co–Fe-система, нанесенная на углеродные нанотрубки, синтезированные на Fe₂O₃

Abstract

Исследована каталитическая активность нанесенных на углеродные нанотрубки кислородсодержащих Cu–Co–Fe-катализаторов в реакции окисления СО. Углеродные нанотрубки были синтезированы на Fe₂O₃-ката­изаторе. Показано, что активность оксидных Cu–Co–Fe-катализаторов зависит от обработки исходного металлоуглеродного материала, содержания и технологии нанесения активной составляющей. Согласно данным рентгенофазового анализа, термодесорбционной масс-спектрометрии и трансмисcионной электронной микроскопии, активная составляющая представляет собой смесь фаз Cu₂(OH)Cu₂ и CuО, соотношение и распределение которых зависит от оптимальных условий синтеза катализатора, за счет чего происходит структурное формирование активных центров в реакции окисления СО. Наличие в поверхностном слое массивной оксидной Cu–Co–Fe составляющей, полученной путем однократного нанесения активной компоненты на углеродные нанотрубки, обусловливает более высокую активность катализаторов в окислении СО по сравнению с катализаторами, полученными при ее поэтапном нанесении.

Досліджено каталітичну активність нанесених на вуглецеві нанотрубки кисневмісних Cu–Co–Fe-каталізаторів в реакції окисненні СО. Вуглецеві нанотрубки було синтезовано на Fe₂O₃-каталізаторах. Показано, що активність оксидних Cu–Co–Fe-каталізаторів залежить від обробки вихідного металвуглецевого матеріалу, вмісту і технології нанесення активної складової. Згідно з даними рентгенофазового аналізу, термодесорбціонної мас-спектрометрії і трансмісійної електронної мікроскопії, активна складова є сумішшю фаз Cu₂(OH)Cu₂ і CuО, співвідношення і розподіл яких залежить від оптимальних умов синтезу каталізатора, за рахунок чого відбувається структурне формування активного центра в реакції окиснення СО. Наявність в поверхневому шарі масивної оксидної Cu–Co–Fe складової, отриманої шляхом нанесення активної компоненти на вуглецеві нанотрубки одноразово, обумовлює вищу активність каталізаторів в окисненні СО в порівнянні з каталізаторами, отриманими при її поетапному нанесенні.

The catalytic activity of Cu–Co–Fe catalysts supported on carbon nanotubes (the latter were synthesized on Fe₂O₃) in reaction of CO oxidation was studied. It was shown that the activity of the oxide Cu–Co–Fe catalysts depends on the treatment of original Metal-Carbon material, the quantity and the application technology of the active mass. The active mass according to the data of X-ray analysis contains two phases Cu₂(OH)Cu₂ and CuО. TD spectra and TEM data shown that the ratio and the distribution of Cu₂(OH)Cu₂ and CuО depend on the optimal synthesis conditions of the catalyst, due to which structural formation of the sites, that are active in CO oxidation occurs. The high activity of the catalysts produced by deposition an active components on the carbon nanotubes in one stage is the result of the formation of bulk oxide Cu–Co–Fe mass, and this bulk oxide Cu–Co–Fe mass does not form in the case of deposition of the active components in several subsequent stages.