Влияние содержания марганца в оксогидрооксиде алюминия - прекурсоре MnOx-Al2O3 катализаторов - на каталитическую активность в реакции окисления С1-С3 углеводородов

Abstract

Изучение влияния количества марганца (II) в прекурсоре катализаторов состава MnOх/Al2O3 для реакции глубокого окисления углеводородов является перспективным для технологий катализаторов. Цель работы: исследование влияния количества Mn (II) в нановолокнистом оксигидрооксиде алюминия - прекурсоре MnOx-Al2O3 катализаторов на фазовый состав и закономерности в реакции глубокого окисления С1-С3 - алканов. Методы исследования: хроматография, рентгенофазовый анализ. Результаты: Синтезирован нановолокнистый оксигидроксид алюминия (AlOOH), модифицированный различными количествами ионов марганца (II), который является прекурсором катализаторов глубокого окисления метана. Показано, что как полноценные катализатор модифицированный оксигидроксид алюминия может работать лишь при предварительной термоактивации при температуре 850°С. В качестве катализатора глубокого окисления углеводородов более перспективен катализатор с содержанием 10,5 мас. % марганца (II) в прекурсоре, несмотря на то, что скорость окисления метана на нем ниже, чем на катализаторе с содержанием марганца (II) 5,7 мас. %. В отличие от катализатора с содержанием марганца (II) 5,7 мас. %, где оксид алюминия находится в метастабильной форме (?-Al2O3), катализатор с содержанием 10,5 мас. % марганца (II) содержит в своей структуре термодинамически и термически стабильную фазу ?-Al2O3, что позволяет работать данному катализатору во всем температурном диапазоне реакции окисления С1-С3 углеводородов.

The study of influence of manganese (II) amount in a precursor of MnOх/Al2O3 catalysts for hydrocarbon deep oxidation is perspective for technologies of catalysts. The main aim of the study is to investigate the influence of Mn (II) amount in nanofibrous aluminum oxyhydroxide - a precursor of MnOх/Al2O3 catalysts - on phase structure and regularities in deep oxidation of C1-C3-alkanes. The methods used in the study: chromatography, X-ray analysis. The results: The authors have synthesized nanofibrous aluminum oxyhydroxide (AlOOH), modified with different amounts of manganese ions (II), which is the precursor for methane deep oxidation catalysts. It was shown that the modified catalyst as full aluminum oxyhydroxide can work only in preliminary thermal activation at 850 °C. The paper demonstrates that the catalysts with 10,5 mas. % Mn (II) is more perspective as the catalyst of hydrocarbon deep oxidation in spite of the fact that methane oxidation speed on it is lower, than on the catalyst with 5,7 mas. % Mn (II). In comparison with the catalyst with 5,7 mas. % Mn (II) where aluminum oxide is in metastable form (?-Al2O3) the catalyst with 10,5 mas. % Mn (II) contains in the structure thermodynamically and thermally stable phase ?- Al2O3, that allows this catalyst to work over the entire temperature range of C1-C3 hydrocarbon oxidation.