Abstract: Pt/γ-Al2O3 является одними из самых популярных катализаторов благодаря высокой активности и стабильности, играет важную роль при окислении выхлопных газов, широко используется для органического синтеза и нефтепереработки. Взаимодействие металл-носитель – один из важнейших факторов, который определяет геометрические, химические и электронные свойства нанесенных частиц платины [1-5], а также играет важную роль в их стабилизации [2, 4]. Систематического понимания специфических взаимодействий платины с разными носителями, а также на разных этапах синтеза катализаторов, формирования окисленных форм (3D- и 2D-оксиды, атомарно-дисперсная Pt) и их восстановления до металла не хватает, несмотря на множество исследований в этой области. Такие знания имеют решающее значение для понимания каталитического поведения Pt-содержащих материалов. В настоящей работе было изучено влияние малых концентраций Pt (0.05, 0,25, 0,5 и 1% масс. Pt) и специфических взаимодействий платина-носитель на всех стадиях синтеза катализатора: адсорбция H2PtCl6 на поверхности гамма-Al2O3, окислительная и восстановительная обработки. В литературе такого рода исследований для концентраций Pt менее 0.3% масс. не обнаружено. Полученные нами данные показывают, что при уменьшении содержания платины на поверхности γ-Al2O3 меняется состав адсорбированных комплексов (увеличивается доля гидролизованных форм), а также обнаруживается сильная связь с носителем (Pt-O-Al) на стадии окисления, которая частично сохраняется и на стадии восстановления (рис. 1а). Интересно, что на стадии окисления (О2, 500оС) оксиды платины не образуются (путь рассеяния Pt-O-Pt, характерный для оксидов, отсутствует) (рис. 1а), тогда как в большинстве случаев в литературе сообщается о формировании 3D [1, 6] и 2D-оксидов [7, 8] (в зависимости от содержания платины и типа носителя). Для восстановленных образцов (Н2, 500оС) координационное число Pt-Pt (по данным EXAFS) снижается при уменьшении содержания платины. Полученные данные согласуются с данными STEM-HAADF, которые показывают формирование плоских кластеров для образцов с содержанием платины 0.25-1% масс. Восстановление образцов с наименьшей концентрацией (0.05% масс.) способствует формированию атомарно диспергированной платины (рис. 1б,в). Каталитическая способность последней была проверена на примере реакции дегидроциклизации н-гептана при температурах 460-5000С. Было обнаружено, что Pt, присутствующая преимущественно в атомарном состоянии (0.05%Pt/γ-Al2O3) проявляет максимальную активность в превращении н-гептана во всем диапазоне температур, а также показывает максимальную селективность в образовании толуола (при 500оС).

Cite: Зверева В.В. , Бельская О.Б. , Зайковский В.И. , Трубина С.В.
Изучение локальной атомной структуры Pt и взаимодействия металл-носитель на разных стадиях приготовления катализатора 0.05-1%Pt/γ-Al2O3 методом XAFS, связь с каталитическими свойствами.
Международная конференция “Конгресс пользователей ЦКП СКИФ: перспективные исследования с использованием синхротронного излучения" 17-21 нояб. 2025