6
М.А. Гришина, Ю.С. Мардашев, В.Н. Горячева
Содержание формальдегида в каждом опыте определяли спектро-
фотометрически, содержание оксида углерода (IV) — по результатам
титрования раствора щелочи соляной кислотой до и после реакции.
Присутствие и содержание оксида углерода (II) в продуктах реакции
определяем по появлению темного окрашивания раствора хлорида пал-
ладия (2+) вследствие выделения Pd и количественно по его массе.
Результаты и их обсуждение.
При каталитическом окислении CH
4
на данных катализаторах образования формальдегида обнаружено не
было.
Результаты по селективности выделения углекислого газа представ-
лены на рис. 1. Можно отметить, что оксиды алюминия и титана уже при
температуре 600 °С окисляют метан до CO
2
с селективностью 90 %. При
700 °С для этих же композитов селективность равна 100 %. Для оксидов
циркония и кремния селективность при наивысшей исследованной тем-
пературе не превышает 40 %.
При этом нами был также обнаружен относительно небольшой вы-
ход угарного газа. При температуре 450 °C концентрация реагентов
существенно изменяется в сторону образования монооксида углерода
(CO), и реакция проходит следующим образом:
CH
4
+ 1/2O
2
→СО + 2Н
2
В ходе реакции окисление Ru до RuO
2
в интервале температур
400 — 500 °С доказано результатами исследования РФА, проведенного
на образце Ru-ZrO
2
. Результаты представлены на рисунке рис. 2.
Можно предположить, что данное изменение состава катализатора
определенным образом влияет на образование CO, то есть идет допол-
нительная реакция:
3RuO
2
+ 2CH
4
→ 3Ru + 2СО + 4Н
2
O
На рис. 3 приведены результаты зависимости выхода монооксида
углерода от температуры.
На рис. 4 показана зависимость общей конверсии метана от темпера-
туры. Максимальная конверсия наблюдается при температуре 700 °С для
оксидов кремния и алюминия — 0,98 %, для окиси циркония — 0,91 %.
Оксид титана показал самый низкий результат — 0,73 %.
Таким образом, данные исследования показали, что оксид алюми-
ния в качестве подложки для рутения образует наиболее перспективный
катализатор полного окисления метана, так же, как и оксид титана,
однако в последнем случае происходит наименьшее выделение угарно-
го газа, что значительно облегчает его использование на практике.
