ИСТИНА

Для обеспечения высокой степени контакта между частицами различных компонентов в современных многокомпонентных катализаторах целесообразно использовать методы синтеза, основанные на разложении соединений-прекурсоров, содержащих все необходимые катионы. Так, при термообработке NdCaCoO4 в смеси CH4/O2 = 2/1 образуется смесь наночастиц Co, CoO, CaO и Nd2O3 - эффективный катализатор парциального окисления метана (ПОМ) до CO и H2 при T > 900 C [1]. Снижению температуры ПОМ могло бы способствовать полное или частичное замещение Co на Ni, однако соединения Nd2-yCayCoxNi1-xO4 до настоящего времени изучены не были. В результате проведенных исследований установлена область существования твердых растворов Nd2-yCayCoxNi1-xO4 (x = 0-1; y = 0.5-1) со структурой типа K2NiF4. Показано, что для сохранения первоначальной структуры замещение Co на Ni должно сопровождаться пропорциональным изменением соотношения Nd/Ca. Восстановление этих соединений водородом при 900С приводит к образованию плотных агломератов наночастиц Ni(Co), CaO и Nd2O3, соразмерных кристаллитам прекурсора. При исследовании каталитических свойств полученных нанокомпозитов показано, что увеличение соотношения Ni/Co приводит к значительному повышению степени конверсии CH4 и селективности по CO в реакции ПОМ при T < 900 C. Необычные результаты анализа отработанных катализаторов свидетельствуют о том, что причины этой зависимости сложнее, чем ожидаемые различия в каталитических свойствах наночастиц Co и Ni. При уменьшении температуры ПОМ от 900С до 750С наблюдалось интенсивное окисление Ni(Co) до оксидов. Для композитов, содержащих кобальт, этот процесс сопровождался аномально быстрым ресинтезом соединения-прекурсора Nd2-yCayCoxNi1-xO4, размер кристаллитов которого был в 4-6 раз меньше первоначального. При малом содержании никеля продукты окисления содержали также значительное количество NdCoO3. При этом продукты превращения большинства биметаллических нанокомпозитов в условиях ПОМ сохраняли значительную каталитическую активность и селективность по CО при T = 750 C, несмотря на отсутствие металлических фаз в их составе. Это, по-видимому, указывает на возможность катализа ПОМ наночастицами не только металлов, но и оксидных соединений, образование которых следует учитывать при анализе каталитических процессов высокотемпературного окисления метана.