Исследование особенностей структуры высокодисперсного NiO–SiO2 катализатора рентгенографическим методом анализа функции распределения атомных пар

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В настоящей работе были исследованы NiO и NiO–SiO2 методами рентгеновской дифракции и радиального распределения атомных пар. Методом рентгенофазового анализа было определено, что размеры частиц NiO имеют область когерентного рассеяния более 100 нм, в то время как у образца NiO–SiO2 размеры частиц около 2–3 нм. Однако полнопрофильное моделирование методом Ритвельда не позволило описать эффекты, наблюдаемые при дифракции: асимметрию пиков, появление дополнительного “плеча” пика 111 в области малых углов, поэтому для анализа структуры применяли метод радиального распределения атомных пар. В ходе моделирования экспериментальной кривой радиального распределения атомных пар использовали 3 различных модели: чистый NiO, смесь NiO и Ni2SiO4, а также модифицированная модель NiO с встраиванием Si в кристаллическую решетку. Последняя модель была создана на основе предположения о встраивании кремния в структуру NiO, о чем могут говорить данные рентгеновской дифракции. По результатам моделирования кривой радиального распределения атомных пар именно последняя модель дает наилучшее описание наблюдаемых эффектов: существенно увеличенный параметр элементарной ячейки, в сравнении с образцом без добавления SiO2, а также уменьшенные расстояния катион–кислород в структуре, в то время как расстояния между катионами увеличены.

Об авторах

М. Д. Михненко

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

С. В. Черепанова

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск

А. Н. Шмаков

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск

М. В. Алексеева

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск

Р. Г. Кукушкин

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск

В. А. Яковлев

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск

В. П. Пахарукова

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

О. А. Булавченко

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Email: m.mikhnenko@catalysis.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

Список литературы

  1. Meloni E., Martino M., Palma V. // Catalysts. 2020. № 10. Iss. 3. P. 352. https://www.doi.org/10.3390/catal10030352
  2. Pastor-Pérez L., Saché E.L., Jones C., Gu S., Arellano-Garcia H., Reina T.R. // Catalysis Today. 2018. V. 317. P. 108. https://www.doi.org/10.1016/j.cattod.2017.11.035
  3. Елецкий П.М., Мироненко О.О., Соснин Г.А. и др. // Катализ в промышленности. 2016. № 16. C. 42. https://www.doi.org/10.18412/1816-0387-2016-4-42-50
  4. Alekseeva M.V., Rekhtina M.A., Lebedev M.Y., Zavarukhin S.G., Kaichev V.V., Venderbosch R.H., Yakovlev V.A. // Chem. Select. 2018. № 18. V. 3. Iss. 18. P. 5153. https://www.doi.org/10.1002/slct.201800639
  5. Prikhod’ko S.A., Popov A.G., Adonin N.Y. // Molecular Catalysis. 2018. V. 461. P. 19. https://www.doi.org/10.1016/j.mcat.2018.09.022
  6. Philippov A.A., Chibiryaev A.M., Martyanov O.N. // Catalysis Today. 2020. V. 355. P. 35. https://www.doi.org/10.1016/j.cattod.2019.05.033
  7. Yin W., Venderbosch R.H., He S. Bykova M.V., Khromova S.A., Yakovlev V.A., Heeres H.J. // Biomass Conversion Biorefinery. 2017. V. 7. P. 361. https://www.doi.org/10.1007/s13399-017-0267-5
  8. Bykova M.V., Ermakov D.Y., Kaichev V.V., Bulavchenko O.A., Saraev A.A., Lebedev M.Yu., Yakovlev V.А. // Appl. Catalysis B: Environmental. 2012. V. 113–114. P. 296. https://www.doi.org/10.1016/j.apcatb.2011.11.051
  9. Chen N., Gong S., Qian E.W. // Appl. Catalysis B: Environmental. 2015. V. 174–175. P. 253. https://www.doi.org/10.1016/j.apcatb.2015.03.011
  10. Zhang H., Lin H., Zheng Y. // Appl. Catalysis B: Environmental. 2014. V. 160–161. P. 415. https://www.doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.05.043
  11. Nepomnyashchiy A.A., Buluchevskiy E.A., Lavrenov A.V., Yurpalov V.L., Gulyaeva T.I., Leont’eva N.N., Talzi V.P. // Rus. J. Appl. Chem. 2017. V. 90. P. 1944. https://www.doi.org/10.1134/S1070427217120084
  12. Santillan-Jimenez E., Morgan T., Loe R., Crocker M. // Catalysis Today. 2015. V. 258. P. 284. https://www.doi.org/10.1016/j.cattod.2014.12.004
  13. Jin W., Pastor-Pérez L., Shen D. et al. // Chem. Cat. Chem. 2019. V. 11. №. 3. P. 924. https://www.doi.org/10.1002/cctc.201801722
  14. Кукушкин Р.Г., Елецкий П.М., Булавченко О.А., Сараев А.А., Яковлев В.А. // Катализ в промышленности. 2019. №. 1. С. 40. https://www.doi.org/10.18412/1816-0387-2019-1-40-49
  15. Smirnov A.A., Shilov I.N., Bulavchenko O.A., Saraev A.A., Yakovlev V.A. // Chem. Select. 2019. V. 4. № 24. P. 7317. https://www.doi.org/10.1002/slct.201901087
  16. Thalinger R., Gocyla M., Heggen M., Dunin-Borkows-ki R., Grünbacher M., Stöger-Pollach M., Schmidmair D., Klötzer B., Penner S. // J. Catalysis. 2016. V. 337. P. 26. https://www.doi.org/10.1016/j.jcat.2016.01.020
  17. Aghayan M., Potemkin D.I., Rubio-Marcos F., Uskov S.I., Snytnikov P.V., Hussainova I. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 9. № 50. P. 43553. https://www.doi.org/10.1021/acsami.7b08129
  18. Pakharukova V.P., Potemkin D.I., Stonkus O.A., Kharchenko N.A., Saraev A.A., Gorlova A.M. // J. Phys. Chem. C. 2021. V. 125. № 37. P. 20538. https://www.doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c05529
  19. Ermakova M.A., Ermakov D.Y., Kuvshinov G.G., Plyasova L.M. // J. Catalysis. 1999. V. 187. № 1. P. 77. https://www.doi.org/10.1006/jcat.1999.2562
  20. Bykova M.V., Bulavchenko O.A., Ermakov D.Y., Lebedev M.Yu, Yakovlev V.A., Parmon V.N. // Catalysis Industry. 2011. V. 3. P. 15. https://www.doi.org/10.1134/S2070050411010028
  21. Takeshi E., Billinge S.J.L. // Pergamon Mater. Series. 2012. V. 16. P. 55. https://www.doi.org/10.1016/B978-0-08-097133-9.00003-4
  22. TOPAS V4: General profile and structure analysis software for powder diffraction data // User’s Manual. Bruker AXS, Karlsruhe, Germany, 2008.
  23. Piminov P.A., Baranov G.N., Bogomyagkov A.V. et al. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 19. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.11.005
  24. Qiu X., Thompson J.W., Billinge S.J.L. // J. Appl. Cryst. 2004. V. 37. № 4. P. 678. https://www.doi.org/10.1107/S0021889804011744
  25. Farrow C.L., Juhas P., Liu J.W., Bryndin D., Božin E.S., Bloch J., Proffen Th., Billinge S.J.L. // J. Phys.: Cond. Matter. 2007. V. 19. № 33. P. 335219. https://www.doi.org/10.1088/0953-8984/19/33/335219
  26. Pakharukova V.P., Moroz É.M., Zyuzin D.A. // J. Struct. Chem. 2010. V. 51. P. 274. https://www.doi.org/10.1007/s10947-010-0042-y
  27. Moroz E.M. // Rus. Chem. Rev. 2011. V. 80. P. 293. https://www.doi.org/10.1070/RC2011v080n04ABE H004163
  28. Gates-Rector S., Blanton T. // Powder Diffr. 2019. V. 34. Iss. 4. P. 352. https://www.doi.org/10.1017/S0885715619000812
  29. Zagorac D., Müller H., Ruehl S., Zagorac J., Rehme S. // J. Appl. Cryst. 2019. V. 52. P. 918. https://www.doi.org/10.1107/S160057671900997X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024