Представлены результаты исследований, направленных на создание высокопроизводительных нанокомпозитных катализаторов нового поколения, в том числе на структурированных носителях, с высокими эксплуатационными характеристиками для ряда процессов продуцирующего и экологического катализа (риформинг метана и метанола с получением водорода (синтез-газа), эпоксидирование этилена оксидом азота(I), глубокое окисление метана, трехкомпонентные превращения (СО/NO x /C n H m ), DeNO x -процессы). Показано влияние модифицирования оксидами щелочных и редкоземельных металлов, роль промоторов, оптимального сочетания окислительно-восстановительных и кислотных характеристик поверхности катализаторов на основе оксидов переходных металлов в регулировании и оптимизации их функциональных свойств.
Ключевые слова: катализаторы на структурированных носителях, модифицирование, метан, метанол, риформинг, глубокое окисление, эпоксидирование этилена, трехкомпонентные превращения (СО/NO x /C n H m ), DeNO x -процессы, промотирование
ВВЕДЕНИЕСоздание новых и усовершенствование существующих технологий твердых катализа-торов для процессов продуцирующего катализа и защиты окружающей среды актуально в мировом масштабе. Поиск новых каталити-ческих материалов с особыми характе-ристиками (стабильности, минимальными ограничениями тепло-и массопереноса, многофункциональности действия) привел к разработке так называемых структуриро-ванных катализаторов (монолитных, мембранных, волокнистых и тканевых). Между макромасштабным уровнем дизайна (хими-ческого конструирования общей структуры) катализатора и уровнем молекулярного масштаба (механизм реакции на активных центрах) в последнее десятилетие возникает третий уровень дизайна как критический фактор в разработке катализаторов -наномасштабный уровень [1]. Исследования наномасштабного уровня твердых катализа-торов включают ряд аспектов, например, наноструктура активных частиц (размер, структура, дефекты наноразмерных оксидов или металлических частиц), их реакционная способность, стабилизация таких частиц на протяжении каталитической реакции; взаимо-действие между наночастицами и носителем, зависимость каталитических свойств (активности, селективности) наноматериалов от их размерных характеристик, стабильности активного компонента на носителе, стойкости к действию высоких температур и каталити-ческих ядов.Вместе с тем, с учетом принципа «пространственной организации катализа на микроуровне» сложный катализатор сочетает пространственно-разделенные функции, различные фазы катализатора ускоряют разные стадии процесса [2]. Задача состоит в рациональном расположении активных центров на поверхности катализатора для достижения синергетического эффекта его составных компонентов. При создании катализаторов нового поколения это означает переход от полуэмпирических подходов к целенаправ-ленному конструированию пространственно-С.Н. Орлик, С.А. Соловьев, А.Ю. Капран и др. ______________________________________________________________________________________________ ISSN 2079Орлик, С.А. Соловьев, А.Ю. Капран и др. _____...