logo
Разработка наноразмерных кобальтовых катализаторов гидрирования

Введение

Большой объем накопленных экспериментальных данных по наноматериалам и нанотехнологиям стал основой для обобщения фундаментальных и прикладных результатов в обзорах и монографиях [1-4].

Под нанотехнологиями понимают методы создания наноматериалов, наноустройств и способы оперирования нанообъектами. С помощью нанотехнологий получают частицы вещества, размер которых составляет несколько нанометров. В нанотехнологиях применяют методы, позволяющие создавать объекты в тысячи и даже миллионы раз меньшие, чем видит глаз человека. Систематическая целенаправленная разработка фундаментальных основ нанотехнологий началась несколько десятков лет назад. В настоящее время результаты исследования в этой области внедряются в производство. [1] Одним из направлений внедряемых в производство является разработка нанокатализаторов [2,5,6].

Изменение каталитических свойств металлов при уменьшении размеров металлических частиц и переходе в интервал наночастиц (1 - 100 нм) является одним из фундаментальных вопросов гетерогенного катализа. Размер частиц нанесенного металла может существенным образом влиять на удельную каталитическую активность (скорость реакции рассчитанной на один удельный атом) или число оборотов реакции, а также селективность каталитической реакции. Предполагается, что эти изменения вызваны как электронными свойствами наночастиц, так и кристаллографическими особенностями их строения (по сравнению с массивным металлом или крупными частицами большая доля поверхностных атомов с низкими координационными числами, находящихся на углах и ребрах малых частиц [4].

Создание новых катализаторов на основе наночастиц металлов, обладающих высокой активностью и селективностью, является приоритетным направлением развития современных каталитических технологий [3].

В большинстве нанесенных катализаторов, содержащих в качетве активного компонента наночастицы благородных металлов, используется палладий, платина, медь, золото и никель. Реже используют другие металлы такие родий, рутений и кобальт [2].

Кобальтовые катализаторы широко применяются в процессах гидроочистки нефтепродуктов, также они могут быть применены и для других важных процессов. Эти катализаторы мало изучены (по сравнению с платиной и палладием), и поэтому разработка кобальтовых нанокатализаторов является перспективным направлением в катализе.