4
М.А. Гришина, Ю.С. Мардашев, В.Н. Горячева
Кобальтовые (2+) и (3+) катализаторы хорошо показали себя при на-
несении на оксид меди. При температуре 625 K и 1%-ом составе нане-
сенного активного компонента, селективность по CH
2
O для них равня-
ется 97 — 98 %. Нанесенный на SnO
2
медный катализатор дает селектив-
ность по формальдегиду, равную 100 %, с конверсией метана
K
= 0,0045;
исследованные палладивые и родивые катализаторы максимально до-
стигают селективности формальдегида — 50 %, при конверсии метана
от 0,002 до 0,01.
В статье [13] представлены результаты поиска высокоселективных
катализаторов с учетом фактора инфляции, характеризующего устой-
чивость контакта во времени. Исследования показали, что такие кон-
такты как Au/FePO
4
, FePO
4
/SiO
2
, TiOx-FeOx/SiO
2
в определенных соот-
ношениях позволят обеспечить 100 % конверсии метана в формальде-
гид за конечное число циклов.
Интересные результаты были получены при исследовании катали-
заторов Au и Cu на носителе FePO
4
. Катализаторы, образованные иона-
ми золота, имеют меньшее (более кислые) значение pH, ионами ме-
ди — большее. Соответственно, селективность по формальдегиду ста-
новится больше с увеличением числа кислотных центров для чистого
FePO
4
, дальнейшее же увеличение кислотности дает обратный резуль-
тат — приводит к уменьшению селективности, что объясняется проч-
ностью связи поверхностных радикалов. Показано, что оптимальными
по кислотности для образования метаналя являются контакты с
pH = 3,6 – 4,0 [14].
В работе [10] при исследовании катализаторов Fe(3+) на BaSO
4
и
BaTiO
3
, было обнаружено два типа носителей, влияющих противопо-
ложно на образование продуктов реакции. BaSO
4
дает возможность
создавать катализаторы с 100 %-ной селективностью по формальдеги-
ду, а BaTiO
3
— контакты полного окисления метана, что объясняется
разной энергией валентных уровней, и следовательно, прочностью свя-
зей в возбужденной молекуле метана с кислородом.
Сравнительный анализ кислотно-основных свойств поверхностей
TiO
2
, ZrO
2
, Al
2
O
3
, FePO
4
с каталитической активностью в работе [3]
показал, что замена подложки и способа ее обработки (водой или орга-
ническими растворителями) позволяет менять направление реакции.
Модификаторы с большой молекулярной массой оказывают максималь-
ное влияние на носитель.
Из других наших исследований [1, 13] железные катализаторы, на-
несенные на ZrO
2
, селективно окисляют метан до CO
2
и воды. ZrO
2
,
легированный In или Yb, является хорошим высокотемпературным
электролитом [13, 15, 16] , что немаловажно для создания CH
4
-сенсоров
и XИT-CH
4
, рекомендации о внедрении которых были принципиальным
решением Российской академии наук еще в сентябре 2003 года [17].
