Кинетика гидролиза борогидрида натрия в сравнении с амминбораном с использованием кобальтовых катализаторов

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Исследована кинетика каталитического гидролиза борогидрида натрия с кобальтовыми катализаторами Co3O4/ZnO, Co/ZnO, Co3O4/цеолит, Co/цеолит, Co(OH)2, Co3O4, Co–B и проведено сравнение кинетических характеристик процесса с такими же характеристиками при каталитическом гидролизе амминборана. Концентрации борогидрида натрия и NaOH в водном растворе во всех случаях составляли 0.064 и 0.06 М соответственно. Определены в каждом случае кажущаяся энергия активации и скорость выделения водорода в процессе гидролиза борогидрида натрия в области температур 35–80°C. Обработку кинетических данных проводили с использованием моделей реакции нулевого, первого порядка и Ленгмюра–Хиншельвуда. Величины кажущейся энергии активации в процессе гидролиза борогидрида натрия находятся в интервале от 37.0 для Co3O4 до 72.6 кДж/моль для Co3O4/ZnO. Эти величины превышают аналогичные значения при гидролизе амминборана, которые находятся в интервале 26.0–47.4 кДж/моль. Наблюдается более высокая скорость выделения водорода при гидролизе борогидрида натрия в сравнении с амминбораном при использовании этих катализаторов, за исключением катализаторов Co–B и Co/ZnO. Максимальная скорость выделения водорода наблюдается при использовании катализаторов Co(OH)2 и Co–B и составляет 3510 и 3140 мл H2 (г-кат)–1 мин–1 соответственно.

Об авторах

Н. Я. Дьянкова

Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН

Email: grinko@iptm.ru
Россия, Черноголовка, Московская область, 142432

Н. В. Лапин

Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН

Email: grinko@iptm.ru
Россия, Черноголовка, Московская область, 142432

В. В. Гринько

Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: grinko@iptm.ru
Россия, Черноголовка, Московская область, 142432

В. С. Бежок

Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН

Email: grinko@iptm.ru
Россия, Черноголовка, Московская область, 142432

А. Ф. Вяткин

Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН

Email: grinko@iptm.ru
Россия, Черноголовка, Московская область, 142432

Список литературы

  1. Singh R. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 62. P. 26549. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.10.022
  2. Netskina O.V., Tayban E.S., Prosvirin I.P., Komova O.V., Simagina V.I. // Renew. Energy. 2020. V. 151. P. 278. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.11.031
  3. Dragan M. // Catalysts. 2022. V. 12. № 4. P. 356. https://doi.org/10.3390/catal12040356
  4. Abdelhamid H.N. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 1. P. 726. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.09.186
  5. Liu M., Zhou L., Luo X., Wan C., Xu L. // Catalysts. 2020. V. 10. № 7. P. 788. https://doi.org/10.3390/catal10070788
  6. Netskina O.V., Kochubey D.I., Prosvirin I.P., Malykhin S.E., Komova O.V., Kanazhevskiy V.V., Chukalkin Yu.G., Bobrovskii V.I., Kellerman D.G., Ishchenko A.V., Simagina V.I. // Mol. Catal. 2017. V. 441. P. 100. https://doi.org/10.1016/j.mcat.2017.08.008
  7. Lewandowski M., Bartoszewicz M., Jaroszewska K., Djéga-Mariadassou G. // J. Ind. Eng. Chem. 2022. V. 116. P. 75. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2022.09.031
  8. Patel N., Miotello A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. № 3. P. 1429. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.11.052
  9. Demirci U.B. // Int. J. Hydrogen Energy. 2023. V. 48. № 76. P. 29682. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.04.176
  10. Kaya C., Özdemir J.H., Elçiçek H., Özdemir O.K., Kökkülünk G., Ünlügençoğlu K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2024. V. 51. P. 489. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.07.054
  11. Wang X., Liao J., Li H., Wang H., Wang R., Pollet B.G., Ji S. // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. № 37. P. 17543. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.07.147
  12. Netskina O.V., Kellerman D.G., Ishchenko A.V., Komova O.V., Simagina V.I. // Colloids Surfaces. A. 2018. V. 537. P. 485. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2017.10.052
  13. Shu H., Lu L., Zhu S., Liu M., Zhu Y., Ni J., Ruan Z., Liu Y. // Catal. Commun. 2019. V. 118. P. 30. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2018.09.012
  14. Filiz B.C., Figen A.K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. № 20. P. 9883. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.02.111
  15. Alpaydin C.Y., Gulbay S.K., Colpan C.O. // Int. J. Hydrogen Energy. 2020. V. 45. № 5. P. 3414. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.02.181
  16. Wu H., Cheng Y., Fan Y., Lu X., Li L., Liu B., Li B., Lu S. // Int. J. Hydrogen Energy. 2020. V. 45. № 55. P. 30325. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.08.131
  17. Li F., Li J., Chen L., Dong Y., Xie P., Li Q. // Int. J. Hydrogen Energy. 2020. V. 45. № 56. P. 32145. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.08.137
  18. Simagina V.I., Ozerova A.M., Komova O.V., Netskina O.V. // Catalysts. 2021. V. 11. № 2. P. 268. https://doi.org/10.3390/catal11020268
  19. Khan Z., AL-Thabaiti Sh. Ah. // J. Saudi Chem. Soc. 2021. V. 25. № 6. P. 101258. https://doi.org/10.3390/catal11020268
  20. Huang W., Xu F., Liu X. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 50. P. 25376. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.05.083
  21. Shen JL., Chen WF, Lv G., Yang ZH., Yan JY., Liu X., Dai ZX. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 1. P. 796. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.09.153
  22. Netskina O.V., Tayban E.S., Rogov V.A., Ozerova A.M., Mukha S.A., Simagina V.I., Komova O.V. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 7. P. 5459. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.11.078
  23. Narasimharao K., Abu-Zied B.M., Alfaifi S.Y. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 9. P. 6404. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.11.112
  24. Abdelhamid H.N. // J. Solid State Chem. 2021. V. 297. P. 122034. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2021.122034
  25. Paksoy A., Kurtoglu S.F., Dizaji A. Kh., Altıntas Z., Khoshsima S., Uzun A., Balci O. // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. № 11. P. 7974. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.12.017
  26. Шабуня С.И., Минкина В.Г., Калинин В.И., Санкир Н.Д., Алтаф С.Т. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 3. С. 305. https://doi.org/10.31857/S0453881121030084
  27. Li R., Zhang F.M., Zhang J.P., Dong H. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 8. P. 5260. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.11.143
  28. Pour M.T.M., Paydar M.H. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 86. P. 36372. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.08.217
  29. Ugale A.D., Ghodke N.P., Kang G-S., Nam K-B., Bhoraskar S.V., Mathe V.L., Yoo J.B. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 1. P. 16. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.09.262
  30. Mirshafiee F., Rezaei M. // Int. J. Hydrogen Energy. 2023. V. 48. № 83. P. 32356. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.04.337
  31. Zou A., Lin L., Zhou L., Kang Z., Cao L., Han Q. // J. Fuel Chem. Technol. 2023. V. 51. № 7. P. 909. https://doi.org/10.1016/S1872-5813(23)60347-0
  32. Altinsoy M., Ceyhan A.A. // Int. J. Hydrogen Energy. 2023. V. 48. № 72. P. 28018. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.04.047
  33. Xia Y., Pei Y., Wang Y., Li F., Li Q. // Fuel. 2023. V. 331. № 1. P. 125733. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.125733
  34. Filiz B.C., Fi A.K. // Kinetics Catal. 2019. V. 60. № 1. P. 37. https://doi.org/10.1134/S0023158419010075
  35. Xu Y., Wu C., Chen Y., Huang Z., Luo L., Wu H. // J. Power Sources. 2014. V. 261. P. 7. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.03.038
  36. Lim D., Ozkan G., Ozkan G. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 5. P. 3396. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.03.039
  37. Dyankova N. Ya., Lapin N.V., Grinko V.V., Vyatkin A.F. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2023. V. 17. № 5. P. 1001. https://doi.org/10.1134/S102745102305004X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024