Synthesis of metal catalysts Ni–Cu/Al2O3 by solutions combustion synthesis using sucrose as a fuel

P. B. Kurmashov; Курмашов П. Б.; Т. S. Gudyma; Гудыма Т. С.; V. Golovakhin; Головахин В.; А. V. Ukhina; Ухина А. В.; Е. А. Maximovskiy; Максимовский Е. А.; А. V. Ishchenko; Ищенко А. В.; А. G. Bannov; Баннов А. Г.

doi:10.31857/S0023117725020075

Synthesis of metal catalysts Ni–Cu/Al2O3 by solutions combustion synthesis using sucrose as a fuel

Authors: Kurmashov P.B.¹, Gudyma Т.S.¹, Golovakhin V.¹, Ukhina А.V.², Maximovskiy Е.А.³, Ishchenko А.V.⁴, Bannov А.G.¹
Affiliations:
1. Novosibirsk State Technical University
2. Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry SB RAS
3. Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry SB RAS
4. Boreskov Institute of Catalysis SB RAS
Issue: No 2 (2025)
Pages: 65-74
Section: Articles
URL: https://rjmseer.com/0023-1177/article/view/687490
DOI: https://doi.org/10.31857/S0023117725020075
EDN: https://elibrary.ru/KOLMQY
ID: 687490

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The Ni–Cu/Al₂O₃ catalysts used for the synthesis of nanofibrous carbon were prepared by the solution combusion method using sucrose as a fuel. The effect of different sucrose contents on the composition and textural characteristics of the resulting catalysts was studied. Catalyst samples were tested in a quartz flow reactor at atmospheric pressure and a temperature of 550°C (reaction medium — methane) for 6 h. The effect of organic fuel content on the performance of the catalyst precursor in the synthesis of nanofibrous carbon was studied. The resulting catalyst was a powder with a specific surface area of up to 128 m²/g.

Keywords

metal catalysts, nanofibrous carbon, solution combustion, methane decomposition, sucrose

Full Text

References

Hadian M., Marrevee D.P.F., Buist K.A. et al. // Chem. Eng. Sci. 2022. V. 260. № 22. P. 117938. https://doi.org/10.1016/j.ces.2022.117938
Xu M., Lopez-ruiz J.A., Kovarik L. et al. // Appl. Catal. A, Gen. 2021. V. 611. P. 117967. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2020.117967
Фурсиков П.В., Тарасов Б.П. // АЭЭ. 2004. № 10. С. 24.
Лобяк Е.В. Структура и свойства углеродных и азотсодержащих углеродных нанотрубок, синтезированных каталитическим пиролизом с использованием полимолибдатов Co, Ni, Fe: Дис. … канд. хим. наук. Новосибирск.: ИНХ СО РАН, 2018. 138 с.
Курмашов П.Б. Совершенствование процесса синтеза нановолокнистого углерода и водорода на катализаторах, приготовленных методом синтеза горением раствора: Дис. … канд. техн. наук. Томск: ТПУ, 2021. 170 с.
Курмашов П.Б., Максименко В.В., Баннов А.Г., Кувшинов Г.Г. // ХТТ. 2013. Т. 14. № 10. С. 635.
Almiron J., Alcazar H., Churata R. et al.// Mater. Res. Express. 2018. V. 5. P. 125010. https://doi.org/10.1088/2053-1591/aadeb2
Гудыма Т.С., Крутский Ю.Л., Максимовский Е.А., и др. // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2023. Т. 17. № 2. С. 35. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2023-2-35-45 [Powder Metallurgy аnd Functional Coatings. 2023. V. 17, № 2. P. 35. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2023-2-35-45]
Хабиров Р.Р., Черкасова Н.Ю., Гудыма Т.С. и др. // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2024. T. 18. № 2. С. 23. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2024-2-23-34 [Powder Metallurgy аnd Functional Coatings. 2024. V. 18. № 2. P. 23. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2024-2-23-34]
Дик Д.В., Гудыма Т.С., Филиппов А.А., Фомин В.М., Крутский Ю.Л. // Прикладная механика и техническая физика. 2024. Т. 65. № 2. С. 81. https://doi.org/10.15372/PMTF202315362
Cuervo M.R., Asedegbega-Nieto E. et al.// J. Chromatogr. A. 2008. V. 1188. № 2. P. 264. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2008.02.061
Kovalenko G.A., Kuznetsova E.V., Mogilnykh Y.I. et al. // Carbon. 2001. V. 39. № 7. Р. 1033. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(00)00216-5
Kovalenko G.A., Perminova L.V., Rudina N.A. et al. // Journal Mol. Catal. B. Enzym. 2012. V. 76. P. 116. https://doi.org/10.1016/j.molcatb.2011.11.015
Yu Y., Xue S., Zhao C., Barnych B., Sun G. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 582. P. 152392. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.152392
Advances R.S.C., Zhao Y., Wang X. et al. // RSC Advances. 2012. V. 2. № 27. P. 10195. https://doi.org/10.1039/c2ra21338a
Naghash A.R., Xu Z., Etsell T.H. // Chem. Mater. 2005. V. 17. P. 815. https://doi.org/10.1021/cm048476v
Nimse P., Lokhande R.S., Jaybhaye S. // Int. J. Creat. Res. Thoughts. 2023. V. 11. № 4. P. 39. https://doi.org/10.1729/Journal.34166
Solovev E.A., Kuvshinov D.G., Chukanov I.S., Ermakov D.Y., Kuvshinov G.G. // Theor. Found. Chem. Eng. 2008. V. 42. № 5. P. 611. https://doi.org/10.1134/S0040579508050230
Reshetenko T.V., Avdeeva L.B., Ismagilov Z.R., Chuvilin A.L., Ushakov V.A. // Appl. Catal. A-Gen. 2003. V. 247. P. 51. https://doi.org/10.1016/s0926-860x(03)00080-2
Ferk G., Stergar J., Drofenik M. et al.// Mat. Let. 2014. V. 124. P. 39. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.03.030
Gulyaeva Y., Bykova M.A., Bulavchenko O. et al.// Nanomaterials. 2021. V. 11. № 8. P. 2017. https://doi.org/10.3390/nano11082017
Gronchi P., Kaddouri A., Centola P., Del Rosso R. // J. Solgel Sci. Technol. 2003. V. 26. № 1–3. P. 843. https://doi.org/10.1023/A:1020755801366
Shen Y., Lua A. // RSC Advances. 2014. V. 4. № 79. P. 42159. https://doi.org/10.1039/c4ra04379k
Chesnokov V.V., Chichkan A.S. // Int. J. Hydrogen Energy. 2009. V. 34. № 7. P. 2979. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2009.01.074
Афинеевский А.В. Прозоров Д.А., Осадчая Т.Ю., Никитин К.А. Способ механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования. А. с. 2722298 РФ // Б.И. 2020. № 16. С. 1.
Kurmashov P.B., Ukhina A.V., Manakhov A. et al. // Appl. Sci. V. 13. № 6. P. 3962. https://doi.org/10.3390/app13063962
Kumar A., Cross A., Manukyan K. et al.// Chem. Eng. J. 2015. V. 278. P. 46. https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2015.01.012
Yao D., Yang H., Chen H., Williams P.T. // Appl. Catal. B Environ. 2018. V. 239. P. 565. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2018.07.075
Kruissink E.C., Reijen L.L., Ross J.R.H. // Van. Chem. Soc. 1981. V. 77. P. 649. https://doi.org/10.1039/F19817700649
Prakash A.S., Khadar A.M.A., Patil K.C., Hegde M.S. // J. Mater. Synth. Process. 2002. V. 10. № 3. P. 135. https://doi.org/10.1023/A:1021986613158
Курмашов П.Б., Баннов А.Г., Попов М.В., Казакова А.А., Ухина А.В., Кувшинов Г.Г. // ЖПХ. 2018. Т. 91. № 11. С. 1649. https://doi.org/10.1134/S0044461818110166 [Russian Journal of Applied Chemistry. 2018. V. 91, № 11, P. 1874. https://doi.org/10.1134/S1070427218110198]
Mukasyan A., Epstein P., Dinka P. // J. Mater. Synth. Process. 2007. V. 31. P. 1789. https://doi.org/10.1016/J.PROCI.2006.07.052
Курмашов П.Б., Попов М.В., Бресте А.Е, Ухина А.В., Баннов А.Г. // Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах. 2023. T. 511. № 1. C. 68. https://doi.org/10.31857/S2686953522600660
Zhuravlev V.D., Bamburov V.G., Beketov A.R., Perelyaeva L.A., Baklanova I.V. // Ceram. Int. 2013. V. 39. P. 1379. https://doi.org/10.1016/J.CERAMINT.2012.07.078
Tahmasebi K., Paydar M.H. // Mater. Chem. Phys. 2008. V. 109. P. 156. https://doi.org/10.1016/J.MATCHEMPHYS.2007.11.009
Fan Z., Weng W., Zhou J., Gu D., Xiao W. // J. Energy Chem. 2021. V. 58. P. 415. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2020.10.049
Wang I.W., Dagle R., Khan T. et al.// Catal. Sci. Technol. 2021. V. 11. № 14. P. 4911. https://doi.org/10.1039/D1CY00287B
Smirnov A.A., Khromova S.A., Bulavchenko O.A. et al. // Kinet. Catal. 2014. V. 55. P. 72. https://doi.org/10.1134/S0023158414010145
Седакова В.А., Громова Е.С. // Вестник фармации. 2011. № 4. C. 17.
Menezes B.R.C., Ferreira F.V., Silva B.C. et al. // J. Mater. Sci. 2018. V. 53. P. 14311. https://doi.org/10.1007/s10853-018-2627-3
Баннов А.Г. Синтез и модификация нановолокнистых углеродных материалов и графитоподобных материалов функционального назначения: Дис. …докт. хим. наук. М.: РХТУ, 2022. 378 с.