Preview

Наносистемы: физика, химия, математика

Расширенный поиск

Образование металл-оксидных нанокомпозитов при частичном восстановлении никелатов неодима-стронция

https://doi.org/10.17586/2220-8054-2023-14-6-672-678

Аннотация

Термическое восстановление твердых растворов Nd2-xSrxNiO4- (x = 0 - 1.4) в аргоноводородной смеси протекает в несколько раздельных стадий. Начальные стадии восстановления, по-видимому, связанные с восстановлением Ni3+ до Ni2 , сопровождаются минимальными изменениями первоначальной структуры типа K2NiF4 при отсутствии изменений морфологии оксидных частиц. Необычным является одновременное появление наночастиц металлического никеля на поверхности оксидных продуктов восстановления. Образующиеся таким образом никель-оксидные нанокомпозиты, сходные с продуктами высокотемпературного частичного восстановления некоторых сложных оксидов (redox exsolution), проявляют значимую каталитическую активность в процессах восстановления CO2 при T = 350-400C.

Об авторах

С. А. Малышев
Department of Chemistry, M. V. Lomonosov Moscow State University
Китай


О. А. Шляхтин
Department of Chemistry, M. V. Lomonosov Moscow State University
Россия


Г. М. Тимофеев
Department of Chemistry, M. V. Lomonosov Moscow State University
Россия


Г. Н. Мазо
Department of Chemistry, M. V. Lomonosov Moscow State University
Россия


И. В. Росляков
Department of Materials Sciences, M. V. Lomonosov Moscow State University; N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences
Россия


А. В. Васильев
Department of Chemistry, M. V. Lomonosov Moscow State University
Россия


Т. Б. Шаталова
Department of Chemistry, M. V. Lomonosov Moscow State University
Россия


А. Л. Кустов
Department of Chemistry, M. V. Lomonosov Moscow State University
Россия


Список литературы

1. Ray C., Pal T. Recent advances of metal-metal oxide nanocomposites and their tailored nanostructures in numerous catalytic applications. J. Mater. Chem. A, 2017, 5, P. 9465–9487.

2. Zhou L.X., Yang Y.Y., Zhu H.L., Zheng Y.Q. In situ synthesis of Ag/NiO derived from hetero-metallic MOF for supercapacitor application. Chem Papers, 2021, 75, P. 1795–1807.

3. Konnerth H., Matsagar B.M., Chen S.S., Prechtl M.H.G., Shieh F.K., Wu K.C.W. Metal-organic framework (MOF)-derived catalysts for fine chemical production. Coord. Chem. Rev, 2020, 416, P. 213319.

4. Bhattar S., Abedin M.A., Kanitkar S., Spivey J.J. A review on dry reforming of methane over perovskite derived catalysts. Catal.Today, 2021, 365, P. 2–23.

5. Kwon O., Joo S., Choi S., Sengodan S., Kim G. Review on exsolution and its driving forces in perovskites. J. Phys. Energy, 2020, 2, P. 032001.

6. Fan W., Sun Z., Bai Y. Manipulating Electrocatalytic Activity of Perovskite Oxide Through Electrochemical Treatment, Small, 2022, 18, P. 2107131.

7. Neagu D., Tsekouras G., Miller D.N., Mernard H., Irvine J.T.S. In situ growth of nanoparticles through control of non-stoichiometry. Nature Chem., 2013, 5, P. 916–923.

8. Han H., Park J., Nam S.Y., Kim K.J., Choi G.M., Parkin S.S.P., Jang H.M., Irvine J.T.S. Lattice strain-enhanced exsolution of nanoparticles in thin films. Nature Comm., 2019, 10, P. 1471.

9. Shah S., Sayono S., Ynzunza J., Pan R., Xu M., Pan X., Gilliard-AbdulAziz K.L. The effects of stoichiometry on the properties of exsolved Ni-Fe alloy nanoparticles for dry methane reforming. AIChE J., 2020, 66, P. e17078.

10. Gao Y., Chen D., Saccoccio M., Lu Z., Ciucci F. From material design to mechanism study: Nanoscale Ni exsolution on a highly active A-site deficient anode material for solid oxide fuel cells. Nano Energy, 2016, 27, P. 499–508.

11. Shlyakhtin O.A., Malyshev S.A., Loktev A.S., Mazo G.N., Garshev A.V., Chumakov R.G., Dedov A.G. Synthesis and Decomposition of Nd2-yCayCo1-xNixO4: The Effect of Resynthesis on the Catalytic Performance of Decomposition Products in the Partial Oxidation of Methane. ACS Appl. Energy Mater., 2021, 4(8), P. 7661–7673.

12. Malyshev S.A., Shlyakhtin O.A., Loktev A.S., Mazo G.N., Timofeev G.M., Mukhin I.E., Kaplin I.Yu., Svetogorov R.D., Valeev R.G., Dedov A.G. Exsolution-like synthesis of Ni/(Nd2O3,CaO) nanocomposites from Nd2-xCaxNiO4 precursors for catalytic applications. J. Solid State Chem., 2022, 312, P. 123267.

13. Malyshev S.A., Shlyakhtin O.A., Loktev A.S., Mazo G.N., Timofeev G.M., Mukhin I.E., Svetogorov R.D., Roslyakov I.V., Dedov A.G., Ni/(R2O3,CaO) Nanocomposites Produced by the Exsolution of R1:5Ca0:5NiO4 Nickelates (R = Nd, Sm, Eu): Rare Earth Effect on the Catalytic Performance in the Dry Reforming and Partial Oxidation of Methane. Materials, 2022, 15, P. 7265(1-11).

14. Shlyakhtin O.A., Timofeev G.M., Malyshev S.A., Loktev A.S., Mazo G.N., Shatalova T.B., Arkhipova V.A., Roslyakov I.V., Dedov A.G., Nd2-xSrxNiO4 solid solutions: synthesis, structure and enhanced catalytic properties of their reduction products in the dry reforming of methane, Catalysts, 2023, 13, P. 966.

15. Stangeland K., Kalai D., Li H., Yu Z. The effect of temperature and initial methane concentration on carbon dioxide methanation on Ni based catalysts. Energy Procedia, 2017, 105, P. 2016–2021.

16. Zhang T., Liu Q. Perovskite LaNiO3 Nanocrystals inside Mesostructured Cellular Foam Silica: High Catalytic Activity and Stability for CO2 Methanation. Energy Technol., 2020, 8, P. 1901164.

17. Evdokimenko N., Ermekova Zh., Roslyakov S., Tkachenko O., Kapustin G., Bindiug D., Kustov A., Mukasyan A.S. Sponge-like CoNi Catalysts Synthesized by Combustion of Reactive Solutions: Stability and Performance for CO2 Hydrogenation. Materials, 2022, 15, P. 5129.

18. Vikanova K.V., Kustov A.L., Makhov E.A., Tkachenko O.P., Kapustin G.I., Kalmykov K.B., Mishin I.V., Nissenbaum V.D., Dunaev S.F., Kustov L.M. Rhenium-contained catalysts based on superacid ZrO2 supports for CO2 utilization. Fuel, 2023, 351, P. 128956.


Дополнительные файлы

1. Supporting Materials
Тема
Тип Прочее
Скачать (883KB)    
Метаданные ▾

Рецензия

Для цитирования:


Малышев С.А., Шляхтин О.А., Тимофеев Г.М., Мазо Г.Н., Росляков И.В., Васильев А.В., Шаталова Т.Б., Кустов А.Л. Образование металл-оксидных нанокомпозитов при частичном восстановлении никелатов неодима-стронция. Наносистемы: физика, химия, математика. 2023;14(6):672-678. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2023-14-6-672-678

For citation:


Malyshev S.A., Shlyakhtin O.A., Timofeev G.M., Mazo G.N., Roslyakov I.V., Vasiliev A.V., Shatalova T.B., Kustov A.L. Formation of the metal-oxide nanocomposites during the partial reduction of Nd-Sr nickelates. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2023;14(6):672-678. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2023-14-6-672-678

Просмотров: 6


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-8054 (Print)
ISSN 2305-7971 (Online)