Медь-марганцевый катализатор для низкотемпературного окисления СО на основе смешанного оксида CuMnO2

Abstract

В работе изучены условия синтеза рентгенографически однофазного смешанного оксида CuMnO2 со структурой креднерит типа. Проведены каталитические испытания в реакции окисления СО для полученных образцов в зависимости от температуры их синтеза и величины pH исходного раствора. Структурные особенности, состав и состояние поверхности, а также термическая стабильность образцов медь-марганцевых смешанных оксидов изучены с помощью методов рентгеновской дифракции (РФА), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) и термогравиметрии (ТГА), соответственно. Установлено, что образцы смешанного оксида CuMnO2 со структурой креднерита демонстрируют заметную каталитическую активность при температуре реакции выше 40°С. Из данных РФА и ТГА следует, что нагрев медь-марганцевого катализатора в реакционной смеси СО+О2 до 350°С вызывает фазовый переход с формированием частиц со структурой шпинели CuyMn3-yO4, характеризующихся наибольшей каталитической активностью. По данным метода РФЭС формирование шпинельной структуры на поверхности активных частиц сопровождается появлением характерного пика Cu 2p3/2 с энергией связи ~930.7 эВ. На основании проведенной корреляции структура-активность показано, что частицы CuMnO2 со структурой креднерит типа могут выступать в качестве предшественника для получения высоко эффективного медь-марганцевого катализатора для низкотемпературного окисления СО.