CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE

Pt/CeO$_2$–ZrO$_2$ catalyst for dimethyl ether and dimethoxymethane partial oxidation to syngas: in-situ Raman spectroscopy structural studies

[Катализатор Pt/CeO$_2$–ZrO$_2$ для парциального окисления диметилового эфира и диметоксиметана в синтез-газ: структурные исследования с помощью in situ спектроскопии комбинационного рассеяния света]

G. M. Korableva^a, D. A. Agarkov^ab, S. D. Badmaev^c, D. S. Katrich^a, A. V. Samoilov^a, P. V. Snytnikov^c, I. I. Tartakovskii^a, S. I. Bredikhin<sup>a

a</sup> Osipyan Institute of Solid State Physics RAS, Chernogolovka, Moscow District, Russia
^b Moscow Institute of Physics and Technology, Dolgoprudny, Moscow District, Russia
^c Boreskov Institute of Catalysis SB RAS, Novosibirsk, Russia

Аннотация: Настоящая работа посвящена исследованию механизма конверсии углеродсодержащих топлив на многокомпонентном катализаторе состава 1,9 мас.% Pt-Ce$_{0,75}$Zr$_{0,25}$O$_2$ (Pt/CZ) с использованием in-situ спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) и измерений каталитической активности. Установлено, что при нагревании и переходе из инертной атмосферы в восстановительные условия происходит выход кислорода из кристаллической решетки образцов. Это приводит к образованию кислородных вакансий в приповерхностном слое катализатора и увеличению концентрации Ce$^{3+}$ более чем на 20% уже при температуре 400$^\circ$. Между тем, при возврате к исходным внешним условиям (температура, газовая смесь) происходит обратимый процесс. Использование катализаторов Pt/CZ позволяет получать до 35 об.% H$_2$ и около 25 об.% CO в синтез-газе при парциальном окислении диметилового эфира и диметоксиметана. Таким образом, катализаторы Pt/CZ представляют большой интерес как эффективные катализаторы для конверсии углеводородов в синтез-газ, пригодный для питания батарей ТОТЭ.

Ключевые слова: парциальное окисление, диметиловый эфир, диметоксиметан, спектроскопия комбинационного рассеяния света, Pt/CeO$_2$–ZrO$_2$, катализатор.

Поступила в редакцию: 20.08.2024
Исправленный вариант: 15.04.2025
Принята в печать: 02.07.2025

Язык публикации: английский

DOI: 10.17586/2220-8054-2025-16-4-491-497

Реферативные базы данных:

•