Каталитический рост углеродных наноматериалов на микро- и нанодисперсных многокомпонентных сплавах как инструмент дизайна новых катализаторов для процессов гидродехлорирования и (де)гидрирования
| Название НИОКТР | Каталитический рост углеродных наноматериалов на микро- и нанодисперсных многокомпонентных сплавах как инструмент дизайна новых катализаторов для процессов гидродехлорирования и (де)гидрирования |
|---|---|
| Аннотация | Проект-2022 был сосредоточен на исследовании возможности использования многокомпонентных сплавов (МКС) в качестве катализаторов для получения углеродных наноматериалов (УНМ) в процессе каталитического пиролиза углеводородов, в том числе хлорзамещённых. Предлагаемый проект является логическим продолжением Проекта-2022, цель которого заключалась в разработке способов синтеза и изучении активности Ni(Co, Fe)-содержащих МКС в каталитическом пиролизе (хлор)углеводородов с получением УНМ; создании нового типа композитных катализаторов; исследовании адсорбционной способности УНМ для очистки воды; изучении каталитических свойств материалов в реакциях гидродехлорирования, дегидрирования и селективного гидрирования. В результате выполнения Проекта-2022 разработаны научные основы синтеза микро- и нанодисперсных МКС на основе трёх подходов: термолиза многокомпонентных предшественников (ТМКП), электрического взрыва проволок (ЭВП) и механохимического сплавления (МХС). Показано значительное превосходство полученных МКС над традиционными сплавами в каталитическом пиролизе углеводородов С2+ с получением УНМ и продемонстрированы перспективы использования МКС и УНМ для адсорбционной очистки воды и ряда практически важных процессов гетерогенного катализа. Таким образом, данное направление исследований сохранило свою актуальность, научную новизну и практическую значимость. Проект-2025 состоит из нескольких взаимосвязанных частей: 1) Оптимизация способов синтеза МКС на основе трёх обозначенных подходов; 2) Разработка способа получения композитных катализаторов (Pd)МКС@УНМ; 3) Исследование МКС и (Pd)МКС@УНМ в качестве катализаторов для практически важных каталитических процессов. Список новых задач Проекта-2025 включает: 1) Синтез методом ЭВП 4- и 5-компонентных наносплавов [NiFeCu]Crx, [NiCoFe]Cux, [NiCoFeCu]Crx, [NiCoFeCu]Pdx с варьируемым содержанием промоторов (Cu, Cr и Pd). 2) Разработка способа приготовления 5-к микродисперсных сплавов [NiCoFeCu]Pdx методом ТМКП для селективного гидрирования. Синтез композитных катализаторов [NiCoFeCu]Pdx@УНМ в режиме углеродной эрозии сплавов при разложении С2-С4 смеси. 3) Разработка способа повышения эффективности 4- и 5-к сплавов [NiCoFe]CuM (Cr, Mn), получаемых методом МХС, в пиролизе С2-С4 смеси. Разработка метода механохимического синтеза сплавов [NiCo]MoxWy (x+y < 10 ат.%) для переработки C2HCl3 с получением УНМ. 4) Изучение эволюции состава и распределения элементов в структуре активных частиц роста УНМ, образующихся в результате взаимодействия 4- и 5-к сплавов с углеводородами. 5) Изучение особенностей формирования микро- и макроструктуры УНМ в процессе углеродной эрозии сплавов Pd100-xNix в ходе пиролиза C2HCl3 с получением композитов Pd100-xNix@УНМ. 6) Исследование кинетики разложения метансодержащих смесей С1+(С2-С4) варьируемого состава на 4- и 5-компонентных сплавах. Изучение структуры и текстуры получаемого УНМ. 7) Приготовление нанесённых катализаторов Pt/УНМ и исследование влияния морфологии и текстуры УНМ на их активность и стабильность в дегидрировании метилциклогексана. 8) Изучение влияния состава Pd-содержащих МКС и композитных систем (Pd)МКС@УНМ на активность и селективность в реакции селективного гидрирования ацетилена в этилен. Поиск условий предварительной активации композитных катализаторов (Pd)МКС@УНМ. 9) Скрининг каталитической активности и исследование стабильности образцов МКС, не содержащих драгметаллы, в процессе углекислотной конверсии метана с получением синтез-газа. 10) Укрупнённая наработка перспективных образцов 4- и 5-к сплавов и передача индустриальным партнерам для испытаний. Создание научного задела в области приготовления и использования катализаторов на основе МКС послужит фундаментом для развития отечественной катализаторной промышленности и каталитических технологий конверсии углеводородов. По итогам выполнения проекта будет опубликована серия статей (не менее 9) в рецензируемых научных журналах. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 14000.0 |
| Дата начала | 2025-06-10 |
| Дата окончания | 2026-12-31 |
| Номер контракта | 22-13-00406-П |
| Дата контракта | 2025-06-10 |
| Количество отчетов | 2 |
| УДК | 544.4 544.47 544.342 544.45 544.454 |
| Количество просмотров | 3 |
| Руководитель работы | Мишаков Илья Владимирович |
| Руководитель организации | Бухтияров Валерий Иванович |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР "ИНСТИТУТ КАТАЛИЗА ИМ. Г.К. БОРЕСКОВА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК" |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | — |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-06-24 12:34:08 UTC, 2025-06-24 12:34:08 UTC |
| ОКПД | Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области химических наук |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | углеводороды; функциональные группы; углеродная эрозия; многокомпонентные сплавы; самоорганизующиеся катализаторы; углеродные нановолокна; механохимическое сплавление; термолиз; электровзрыв проволоки; каталитическийпиролиз |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 31.15.27 - Кинетика. Гомогенный катализ. Горение. Взрывы |
| OECD | — |
| OESR | Физическая химия |
| Приоритеты научно-технического развития | б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения; |
| Регистрационные номера | — |