Различными методами синтезированы нанесенные на природные цеолиты Ноемберянского (Армения) и Сокирянского (Украина) месторождений катализаторы, содержащие различные количества оксидов меди, кобальта, хрома и железа. Исследована их активность в реакции окисления СО. Показано, что по температуре достижения 100 %-й конверсии оксида углерода наиболее активные образцы располагаются в следующий ряд: 5,1 CoO/ц-4 (200 <$E symbol Р>C) = 4,9 CoO/ц-3 (200 <$E symbol P>C) >> 6,18 CoO/ц-2 (220 <$E symbol Р>C) = 4,95 CoO/КСК (220 <$E symbol Р>C) >> 1,2 CuO/ц-1-УЗ (260 <$E symbol Р>C) = 3,9 CoO/ц-2 (260 <$E symbol Р>C) >> 1,2 CuO/ц-1 (300 <$E symbol Р>C) >> 3,4 Fe2O3/ц-1 (410 <$E symbol Р>C) >> 3,1 Cr2O3/ц-2 (430 <$E symbol Р>C). Установлен факт активации Co-содержащих катализаторов предварительной обработкой водородом. Исследована активность катализаторов в процессе очистки водорода от примесей СО. Показано, что при температурах до 100 <$E symbol Р>C почти весь кислород расходуется на окисление оксида углерода. С повышением температуры реакции часть кислорода расходуется на конкурентное окисление водорода, что ведет к снижению селективности окисления СО до 90 - 92 % при его полной конверсии.

Активность катализаторов, содержащих оксиды меди, кобальта, хрома и железа, нанесенные на природные цеолиты Ноемберянского и Сокирянского месторождений, изучена в процессе полного окисления метана. Установлено, что их активность независимо от метода приготовления увеличивается с ростом содержания оксида. Показано, что катализаторы, содержащие близкое количество активного компонента, обладают почти одинаковой активностью в окислении метана. Температура начала окисления метана находится в районе 350 <$E symbol Р>C, а температура достижения 100 %-й конверсии углеводорода в области 550 <$E symbol Р>С. По этим показателям синтезированные образцы не уступают катализаторам, содержащим 5 % (мас.) Pd на разных оксидных носителях, и лишь незначительно хуже палладиевых катализаторов, нанесенных на синтетический цеолит HZSM-5. Селективность образования <$E roman CO sub 2> на всех образцах растет с повышением температуры реакции, однако лишь на катализаторах, содержащих кобальт, она достигает 100 % при температурах выше 500 <$E symbol Р>C.

Досліджено окиснення сажі киснем повітря за присутності оксидів кобальту за атмосферного тиску у діапазоні температур 673 - 723 К. Визначено константи швидкості каталітичного процесу. Одержано порівняльні характеристики активності оксидів кобальту, марганцю та міді.

Cu - Co - Fe оксидні каталізатори на кісточковому активованому вугіллі (КАВ) та окисненому КАВ досліджено в реакції окиснення CO. Попереднє окиснення КАВ H2O2 і HNO3 призводить до того, що нанесена оксидна маса ініціює реакцію горіння вугілля. За допомогою методу термопрограмованої десорбції з мас-спектрометричною реєстрацією продуктів показано, що процесу горіння вугілля сприяє інтенсивне попереднє окиснення носія та формування поверхневих кисневмісних груп, які розкладаються з виділенням атомарного оксигену та O2.

Установлено, что оксиды редкоземельных металлов с невысоким редокс-потенциалом (La2O3, CeO2) повышают активность и стабильность работы катализаторов Ni-Al2O3/кордиерит в реакциях глубокого и парциального окисления метана. В присутствии катализатора <$E roman {(NiO~+~La sub 2 O sub 3~+~Al sub 2 O sub 3 )}>/кордиерит процесс углекислотной конверсии метана можно интенсифицировать путем введения в реакционную газовую смесь кислорода, что приводит к снижению температур достижения высоких конверсий на 75 - 100 <$E symbol Р>C и практически не влияет на селективность по H2.

Досліджено вплив модифікувальної обробки носія на формування активного центра та, як наслідок, на каталітичну активність зразків. Зазначено, що нанесення активної маси з нітратнокислого середовища збільшує концентрацію функціональних карбоксильних поверхневих груп і цим знижує концентрацію початку їх розкладання та десорбції. Встановлено кінетичні закономірності процесу окиснення вуглецю під дією оксидного Cu - Co - Fe каталізатора. Проведені кінетичні дослідження окиснення кісточкового активованого вугілля свідчать про збільшення передекспоненти, що пов'язано із збільшенням кількості активних центрів у поверхневому шарі, чим і пояснюється підвищення каталітичного ефекту. Каталітичний ефект пов'язаний переважно зі збільшенням кількості активних центрів на поверхні, а не із зменшенням енергії активації.

Розроблено методи модифікування мезопоруватих плівок <$Eroman {TiO sub 2 }> та <$Eroman {ZnO} "/" {TiO sub 2 }> наночастинками срібла та золота, які полягають у комбінуванні "золь-гель"-технології або сорбції та іонного обміну з фото- та термовідновленням. Зазначено, що запропоновані методи дозволяють одержувати матеріали з наночастинками металів заданих розмірів в об'ємі та на поверхні мезопоруватих плівок. Вперше проведено систематичне дослідження впливу наночастинок срібла та золота на морфологію, фазовий склад, електронну будову, фотоелектрохмічні та фотокаталітичні властивості мезопоруватих плівок <$Eroman {TiO sub 2 }> та <$Eroman {{ZnO} "/" {TiO sub 2 }}>. Виявлено, що введення у прекурсор іонів срібла чи золота прискорює кристалізацію <$Eroman {TiO sub 2 }> (анастазу) та кубічної фази <$Eroman {Zn sub 2 Ti sub 3 O sub 8 }> з одночасним формуванням наночастинок Au/Ag в кубічній модифікації, рівномірно розподілених у матриці. Встановлено, що допування плівки <$Eroman {TiO sub 2 }> іонами цинку, а також модифікування цих зразків наночастинками металічного срібла/золота, покращує каталітичну активність електродів на їх основі та підвищує квантовий вихід фотоструму й ефективність розділення фотогенерованих зарядів завдяки формуванню гетеропереходу між <$Eroman {TiO sub 2 }> та цинковмісною фазою <$Eroman {Zn sub 2 Ti sub 3 O sub 8 }> та дії наночастинок <$Eroman {{Ag sup 0 } "/" {Au sup 0 }}> як пасток фотогенерованих електронів у зоні провідності <$Eroman {TiO sub 2 }>. Показано, що серед модифікованих наночастинками зразків найбільш активними у реакціях наночастинками зразків найбільш акт

ивними у реакціях деструкції родаміну Б, тетрацикліну та фотовідновлення біхромат-аніонів виявилися ті, які характеризуються найбільш інтенсивною смугою поверхневого плазмонного резонансу та найменшими розмірами частинок металу.

Показано, что активность катализаторов на основе Cr2O3 в реакции глубокого окисления метана определяется как размерами кристаллитов, так и их морфологией. В области температур до 450 <$E symbol Р>C обнаружено проявление размерного эффекта - увеличение удельной каталитической активности оксида хрома при уменьшении размера его частиц. Формирование оксида хрома на поверхности Al2O3 увеличивает дисперсность активного компонента и повышает термическую устойчивость катализатора.

Досліджено кінетику окиснення сажі киснем повітря за присутності оксидів міді та кобальту, введених у зразок у вигляді ацетатів або нітратів металів. Активність оксидів оцінено за константами швидкості лише каталітичної реакції, вичлененої із сумарного процесу. Оксиди, одержані із нітратів, більш активні, співвідношення активності оксидів міді та кобальту залежать від прекурсору, з якого їх одержують.

Проведено огляд літературних даних, що стосуються різновидностей, методів синтезу, фізико-хімічних властивостей і фотокаталітичної здатності (ФКЗ) нанофотокаталізатора TiO2. Проаналізовано відомі можливі способи допування TiO2 неметалами з метою підвищення його ФКЗ у видимому діапазоні спектра.

Показано, що металооксидні каталізатори Cu - ZnO і Cu - ZnO - CeO2 на структурованих монолітних носіях Al2O3/кордієрит забезпечують утворення водню з селективністю і виходом близько 90 % і вище в процесах парціального окиснення і, відповідно, розкладу метанолу. Роль ключового каталітичного компоненту (бінарних Cu - ZnO композицій) щодо парціального окиснення субстрату відіграє оксид цинку, який забезпечує високі показники селективності і виходу по водню. Стосовно розкладу метанолу оксиди міді та цинку (в складі CuO - ZnO - CeO2/Al2O3/кордієрит) виконують функцію промотуючих добавок, що знижують температуру повної конверсії субстрату, мінімізують утворення побічного продукту метану. Натомість роль ключового компоненту відіграє діоксид церію, що стабілізує роботу каталізатора - перешкоджає відкладенню вуглецю на поверхні, сприяючи утворенню водню з виходом 85 - 96 %. Виявлено неадитивний ефект зниження селективності по CO (побічного продукту парціального окиснення метанолу) в присутності каталізатора Cu - ZnO/Al2O3/кордієрит у зіставленні зі зразками на основі індивідуальних активних компонентів - міді і оксиду цинку.

Методом десорбционной масс-спектрометрии получены ТПР-спектры превращения 2-метил-3-бутин-2-ола (МВОН) на смешанном оксиде ZrO2 - Al2O3 с различным содержанием ZrO2. Показано, что МВОН дегидратируется до 3-метил-3-бутен-1-ина на кислотных центрах и распадается на ацетилен и ацетон на основных центрах этого оксида. Образование кислотных центров в аморфной структуре ZrO2 - Al2O3 при 1,5 << Al/Zr << 3 объясняется по правилу Танабе.

Показано наличие компенсационного эффекта на нанесенных и массивных Cu-Co-Fe оксидных катализаторах реакции окисления СО. На основании данных о состоянии поверхности, полученных с помощью метода термопрограммированной десорбции с масс-спектрометрическим анализом, предложено объяснение компенсационного эффекта.

С помощью метода электроосаждения получены пленки ZnO на ITO, сформированные микропластинами размером 0,5 - 2,0 мкм и толщиной 50 - 300 нм, которые, в свою очередь состоят из двух фракций частиц - относительно крупных, размером 20 - 40 нм, и мелких, размером порядка 5 нм. Установлено, что присутствие последних сообщает пленкам ZnO выраженную способность к фотоиндуцированной зарядке. Показано, что данное свойство пленок ZnO существенным образом влияет на кинетику фотокаталитического восстановления NaAuCl4 этанолом с их участием.

It is found that, among mixtures of transition metal (Cu, Mn, Ni, Zn) oxides and cerium oxide, MOx - CeO2 compositions reveal the maximal activity in the processes of oxidation of CO. They overwhelm both similar samples prepared by means of other procedures and expensive catalysts based on noble metals. The most successful catalysts have been checked out in the processes of purifying hydrogen from CO admixtures and oxidation of typical volatile organic compounds. It is shown that, in these materials, a part of cupric oxide remains amorphous, and active centers of a catalyst are formed due to the electron density transfer both from cerium and copper ions to oxygen.

Функціональні покриття на основі TiO2, що модифіковані наночастинками золота, синтезовано за допомогою методів фото- та термовідновлення іонів золота, розподілених в об'ємі або адсорбованих на поверхні плівок. Плівки охарактеризовано за допомогою методів дифракції рентгенівських променів, електронної мікроскопії в режимі пропускання й оптичної спектроскопії. Каталітична активність у фотоокисненні органічного барвника значно поліпшується для TiO2/ZnO зразків із рівномірно розподіленими наночастинками золота.

Виявлено характер впливу компонентів оксидних мідь-церій-цирконієвих систем на їх каталітичні властивості у реакції вибіркового окиснення монооксиду вуглецю у середовищі водню. Дослідження структурних і текстурних характеристик вихідних носіїв, а також їх каталітичних властивостей у реакції окиснення CO виявило, що із збільшенням температури прожарювання ZrO ₂ від 300 - 1 000 °С відбувається зрощення дефектних наночастинок з утворенням великої кількості міжзерених границь, що й обумовлює високу каталітичну активність таких матеріалів у реакції окиснення CO. Показано, що незалежно від структурних і текстурних характеристик ZrO ₂, у результаті нанесення активних компонентів на носії утворюються наночастинки практично однакового розміру як у випадку оксиду міді (~30 нм), так і діоксиду церію (~10 нм). Продемонстровано, що у разі застосування церій-амоній нітрату в якості церієвого прекурсору утворюється більш дефектний діоксид церію, який має більшу кількість кисневих вакансій в структурі, що призводить до підвищення активності одержаних мідь-церій-цирконієвих каталізаторів у реакції окиснення CO в збагачених воднем газових сумішах. Встановлено, що каталітичні властивості, зокрема, конверсія CO та вибіркова селективність, нанесених на діоксид цирконію оксидних мідь-церієвих систем визначаються структурою та дисперсністю носія: найбільш високі показники конверсії та вибіркової селективності спостерігаються на зразках каталізаторів, що нанесені на діоксид цирконію, який прожарений за температури 1 000 °С і характеризується низькою питомою поверхнею та найбільшим розміром наночастинок.

Показано, що композити на основі ітрійстабілізованого діоксиду цирконію і оксидів перехідних металів (CuO, CoO, NiO) виявляють високу активність в реакціях гетерогенно-каталітичного окислення метану (глибокого та парціального): 75 - 99 % конверсія метану досягається в температурному інтервалі 600 - 800 °С, характерному для роботи середньотемпературних твердоосксидних паливних елементів (ТОПЕ). Регулювання кількості та рухливості поверхневого кисню шляхом оптимізації хімічного складу таких систем дозволяє підвищити їх активність. Найбільш активний в реакції глибокого окиснення метану композит складу 10 %Со,10 %Ni/[YSZ+CeO ₂] містить структуру шпінелі Cu _1-xCo _2+xO ₄, більш активної та стабільної за умов окиснювального процесу. Підвищення активності композитних каталізаторів, допованих металами платинової групи, як показано для паладійвмісного зразка, пов'язано з їх впливом на окисно-відновні властивості оксидних композитів. Встановлено, що промотуючий вплив металів платинової групи (Pd, Pt, Rh) залежить від складу реакційної суміші (стехіометрія парціального чи глибокого окислення, присутність діоксиду сірки). Вища активність Rt-вмісного каталізатора в реакціях парціального та глибокого окислення метану в присутності SO ₂ обумовлена значно вищою активністю платини в реакції окислення діоксиду сірки та відповідним зменшенням блокування активної поверхні діоксидом сірки. Показано, що бінарні Co-Cu та Ni-Cu композити на основі YSZ характеризуються високою термічною стійкістю (до 1 000 °С) і стабільністю показників активності протягом повторних циклів роботи (каталіз за умов підвищення-зниження температури в інтервалі 550 - 800 °С) в процесах окислення метану.

Показано, що одним з найпростіших і найбільш ефективних методів очищення воденьвмісних газових сумішей від домішки карбон монооксиду вважається селективне каталітичне окиснення CO. Вивчення фізико-хімічних властивостей змішаних дво- та триметалевих оксидних каталізаторів у реакції селективного окиснення карбон монооксиду за присутності водню показало, що висока активність та селективність досліджених зразків в окисненні СО обумовлена формуванням активних фаз шпінелей та у випадку оксидної системи Cu - Fe - фази делафоситу CuFeO₂. Композитний CuO/Cu₂(OH)₃NO₃(Co²⁺/Fe³⁺) каталізатор проявляє високу активність та селективність в окисненні CO лише за невеликого надлишку водню. Показано, що експериментальні кінетичні закономірності окиснення CO можна описати рівнянням Марса-ван Кревелена. Реакція окиснення карбон монооксиду на змішаних оксидних каталізаторах описується першим порядком за СО та нульовим за O₂, а реакція окиснення водню - близьким до одиниці за Н₂ і нульовим за O₂. Реакції окиснення СО та Н₂ перебігають на одних і тих же активних центрах, які представляють собою межу поділу декількох фаз.

Встановлено умови синтезу цитратних прекурсорів, що дозволяють одержувати мезопоруваті матеріали з великою кількістю мікропор (16 - 20 %), розміром кристалітів < 100 нм, їх незначною агрегацією та питомою поверхнею до 113 м² / г. Визначено межі існування твердих розчинів заміщення (до 75 % оксидів міді або мангану в структурі оксиду церію) в системах CuO - CeO₂ та MnO_x - СеO₂. Виявлено вплив структурних параметрів оксидних матеріалів (питомої поверхні, об'єму пор, мікропоруватості) на їх каталітичну активність у реакціях окиснення СО та летких органічних сполук (н-бутану, бензолу, етанолу, етилацетату, толуолу). Розроблено критерії відбору перспективних каталізаторів для реакцій окиснення. Доведено залежність каталітичних властивостей системи CuO - CeO₂ від вмісту оксиду міді, а системи MnO_x -СеO₂ - від типу органічної сполуки, що окиснюється.