На обложке Nanomaterials

Статья сотрудников МИИ ИМ вышла на обложке сентябрьского выпуска Nanomaterials

22.09.2020


Катализаторы на основе палладия активно используется в нефтехимической промышленности и тонком химическом синтезе для переработки углеводородного сырья. Поэтому понимание процессов происходящих при взаимодействии углеводородных молекул с активными центрами катализаторов является актуальной задачей как с фундаментальной, так и с практической точек зрения. Благодаря использованию комплекса взаимодополняющих методик, основанных на применении инфракрасного и рентгеновского (синхротронного) излучения, группа исследователей Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ смогла проследить эволюцию атомной структуры молекул этилена в ходе их декомпозиции на поверхности наночастиц палладия. Оказалось, что процессы, происходящие на реальных катализаторах при температурах и давлениях, приближенных к реальным технологическим, существенно отличаются от тех, что наблюдаются на идеальных металлических поверхностях в высоком вакууме. В частности, ученые выделили в качестве основного процесса последовательное дегидрирование молекул этилена, C2H4 -> C2H3 -> C2H2 -> C2H1, с дальнейшим разложением на атомарный углерод и формированием карбида палладия. Примечательно, что объемные карбиды палладия образуются в чистом этилене даже при низких температурах, близких к комнатной.

Исследование проводилось в ведущем европейском центре синхротронных исследований ESRF (Гренобль, Франция) и на лабораторном оборудовании МИИ ИМ ЮФУ при финансовой поддержке Госзадания в сфере научной деятельности № 0852-2020-0019. Активное участие в работе приняли аспиранты МИИ ИМ ЮФУ, Олег Усольцев, Алина Скорынина и Андрей Терещенко, а также магистранты первого года обучения Елизавета Камышова и Анна Пневская, для которых исследование было частью модуля проектной деятельности.

Работа была опубликована в журнале Nanomaterials (импакт-фактор 4.324), входящем в первый квартиль в категориях Materials Science и Chemical Engineering по версии Scimago, и была размещена на обложке сентябрьского выпуска журнала.

O. A. Usoltsev, A. Y. Pnevskaya, E. G. Kamyshova, A. A. Tereshchenko, A. A. Skorynina, W. Zhang, T. Yao, A. L. Bugaev and A. V. Soldatov, Nanomaterials, 2020, 10 (9), 1643.

DOI: 10.3390/nano10091643