Petroleum ChemistryPetroleum ChemistryНефтехимия0028-24213034-5626The Russian Academy of Sciences68880210.31857/S0028242125030044LDBMXJArticlesСтатьиResearch ArticleСинтез Кёльбеля–Энгельгардта на биметаллических катализаторах на основе биоугляСинтез Кёльбеля–Энгельгардта на биметаллических катализаторах на основе биоугляhttps://orcid.org/0000-0002-1905-1946СвидерскийСергей А.СвидерскийСергей Александрович
Russian Federation

к. х. н., с. н. с

SviderskySA@ips.ac.ruhttps://orcid.org/0009-0006-0816-9910МорозоваЯнина В.МорозоваЯнина Владиславовна
Russian Federation

к. х. н., с. н. с.

SviderskySA@ips.ac.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0504-5342ГрабчакАлена А.ГрабчакАлена Андреевна
Russian Federation

м. н. с.

SviderskySA@ips.ac.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2235-8989КуликоваМайя В.КуликоваМайя Валерьевна
Russian Federation

д. х. н., в. н. с.

SviderskySA@ips.ac.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9297-4950МаксимовАнтон Л.МаксимовАнтон Львович
Russian Federation

д. х. н., академик РАН

SviderskySA@ips.ac.ruИнститут нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН150620256532052150708202507082025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0028-2421/article/view/688802

Изучено протекание реакции безводородного гидрирования СО водяным паром (синтез Кёльбеля– Энгельгардта) на биметаллических катализаторах на основе биоугля в сравнении с образцом на оксидном носителе. Показано, что биметаллические железокобальтовые катализаторы на основе биоугля в процессе безводородного гидрирования СО превосходят по эффективности аналогичный катализатор на оксидном носителе – наибольшая величина конверсии СО составляет 88 и 38% соответственно. Методом рентгенофазового анализа определен состав активной фазы биметаллического железокобальтового катализатора на оксидном и углеродном носителе и генезис ее формирования.

Изучено протекание реакции безводородного гидрирования СО водяным паром (синтез Кёльбеля– Энгельгардта) на биметаллических катализаторах на основе биоугля в сравнении с образцом на оксидном носителе. Показано, что биметаллические железокобальтовые катализаторы на основе биоугля в процессе безводородного гидрирования СО превосходят по эффективности аналогичный катализатор на оксидном носителе – наибольшая величина конверсии СО составляет 88 и 38% соответственно. Методом рентгенофазового анализа определен состав активной фазы биметаллического железокобальтового катализатора на оксидном и углеродном носителе и генезис ее формирования.

синтез Кёльбеля–Энгельгардтабезводородное гидрирование СОбиоугольбиметаллический катализаторуглеводороды С5+синтез Фишера–ТропшаРабота выполнена в рамках государственного задания ИНХС РАН.Kölbel H., Engelhardt F. Kohlenwasserstoffe aus Kohlenoxyd und Wasser // Angew. Chemie. 1952. V. 64, № 2. P. 54–58. https://doi.org/10.1002/ange.19520640205Qin X., Xu M., Guan J., Feng L., Xu Y., Zheng, L., Zheng L., Xie J., Yu Zh., Zhang R., Li X., Liu X., Liu J., Zheng J., Ma D. Direct conversion of CO and H2O to hydrocarbons at atmospheric pressure using a TiO2–xNi photothermal catalyst // Nat. Energy. 2024. V. 9. P. 154–162. https://doi.org/10.1038/s41560-023-01418-1Chaffee A.L., Loeh H.J. Aromatic hydrocarbons from the Kölbel‒Engelhardt reaction // Appl. Catal., 1985. V. 19, № 2. P. 419–422. https://doi.org/10.1016/S0166-9834(00)81763-7Смольянинов С.И., Миронов В.М. О механизме синтеза из окиси углерода и водяного пара // Известия Томского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им. С.М. Кирова. 1965. Т. 136. C. 58–60.Nefedov B.K., Eidus Y.T. The development of catalytic syntheses of organic compounds from carbon monoxide and hydrogen // Russ. Chem. Rev. 1965. V. 34, № 4. P. 272–284. https://doi.org/10.1070/RC1965v034n04ABEH001431Miyata Y., Akimoto M., Ooba N., Echigoya E. Kinetic and Mechanistic Studies on the Kölbel–Engelhardt Reaction over an Iron Oxide Catalyst // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1984. V. 57, № 3. P. 667–672. https://doi.org/10.1246/bcsj.57.667Смольянинов С.И., Кравцов А.В., Гончаров И.В., Пономарева Л.Л. О составе жидкого продукта синтеза из окиси углерода и водяного пара на железомедном катализаторе// Известия Томского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им. С.М. Кирова. 1976. Т. 253. С. 80–81.Larkins F.P., Khan A.Z. Investigation of Kölbel– Engelhardt Synthesis over Iron-Based Catalysts // Appl. Catal. 1989. V. 47, № 2. P. 209–227. https://doi.org/10.1016/S0166-9834(00)83229-7Shan R., Han J., Gu J., Yuan H., Luo B., Chen Y. A review of recent developments in catalytic applications of biochar-based materials // Resour. Conserv. Recycl. 2020. V. 162. ID 105036. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2020.105036Kumar M., Xiong X., Sun Y., Yu I.K.M., Tsang D.C.W., Hou D., Gupta J., Bhaskar T., Pandey A. Critical review on biochar-supported catalysts for pollutant degradation and sustainable biorefinery // Adv. Sustain. Syst. 2020. V. 4, № 10. ID 1900149. https://doi.org/10.1002/adsu.201900149Kuz’min A.E., Pichugina D.A., Kulikova M.V., Dement’eva O.S., Nikitina N.A., Maksimov A.L. A possible role of paramagnetic states of iron carbides in the Fischer–Tropsch synthesis selectivity of nanosized slurry catalysts // J. Catal. 2019. V. 380. P. 32–42. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2019.09.033Свидерский С.А., Дементьева О.С., Иванцов М.И., Грабчак А.А., Куликова М.В., Максимов А.Л. Реакция гидрирования СО2 на катализаторах на основе биоугля // Нефтехимия. 2023. Т. 63, № 2. C. 239‒249. https://doi.org/10.31857/S0028242123020089. [Svidersky S.A., Dement’eva O.S., Ivantsov M.I., Grabchak A.A., Kulikova M.V., Maximov A.L. Hydrogenation of CO2 over Biochar-Supported Catalysts // Petrol. Chemisrty. 2023. V. 63, № 4. P. 443–452. https://doi.org/10.1134/S0965544123030234]Vasilev A.A., Ivantsov M.I., Dzidziguri E.L., Efimov M.N., Muratov D.G., Kulikova M.V., Zhilyaeva N.A. Karpacheva G.P. Size effect of the carbon-supported bimetallic Fe-Co nanoparticles on the catalytic activity in the Fischer–Tropsch synthesis // Fuel. 2022. V. 310. ID 122455. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122455Svidersky S.A., Morozova Y.V., Ivantsov M.I., Grabchak A.A., Kulikova M.V., Maximov A.L. Study the effect of acid leaching treatment on the catalytic activity of chitosan-based iron catalyst in Fischer–Tropsch synthesis // Petrol. Chemisrty. 2024. V. 64, № 1. P. 109–121. https://doi.org/10.1134/S0965544124020130