Современные эффективные нанокатализаторы переработки углеводородов

ВВЕДЕНИЕ 5 1. МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ИННОВАЦИОННЫХ НАНОКАТАЛИЗАТОРОВ 10 1.1. Методики поиска и анализа необходимой литературной информации 10 1.2. Ученые, занимающиеся разработкой нанокатализаторов 16 1.3. Аналитические инструменты исследования процессов нанокатализа 18 1.4. Методология разработки инновационных нанокатализаторов 29 1.5. Возможности вычислительного катализа 33 1.6. Базовые методы расчета каталитических механизмов и параметров активности 36 1.7. Компьютерное моделирование нанокатализаторов 37 1.7.1. Компьютерное моделирование в области исследования катализатора и каталитических свойств 37 1.7.2. Возможности программного обеспечения исследования нанокатализаторов 38 2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАТАЛИЗАТОРОВ 43 2.1. Гомогенные и гетерогенные катализаторы 43 2.2. Электронная структура нанокатализаторов 44 2.3. Эффекты квантового размера в наночастицах 47 2.4. Изменение поверхностной энергии наноматериалов 50 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАНОКАТАЛИЗАТОРОВ И ИХ СРАВНЕНИЕ 52 3.1. Общие сведения о нанокатализаторах 52 3.2. Нанофотокатализаторы 54 3.3. Дизайн металлических наночастиц 55 3.4. Эффект размера наночастиц катализатора 57 3.5. Влияние формы наночастиц катализаторов 61 3.6. Влияние геометрической структуры поверхности наночастиц 70 3.7. Структурные эффекты нанокатализаторов 77 3.8. Полые наночастицы 77 3.9. Обоснование эффективной работы нанокатализаторов 79 4. ЭФФЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НАНОКАТАЛИЗАТОРОВ 81 4.1. Железные нанокатализаторы 82 4.2. Применение коллоидного и наносферного катализаторов, выполненных на основе оксида железа (III) 88 4.3. Катализаторы на основе наночастиц золота 92 4.4. Палладиевый нанокатализатор 95 4.5. Цинко-серебрянные нанокатализаторы 96 4.6. Нанокатализаторы на основе меди 101 4.7. Катализаторы из наночастиц TiO2 106 4.8. Углеродные нанокатализаторы 109 4.9. Влияние многокомпонентного состава наночастиц на каталитические характеристики 112 4.9.1. Биметаллические нанокатализаторы 112 4.9.2. Триметаллические наночастицы 124 4.10. Влияние структуры поверхности металлических нанокристаллов на реологические свойства углеводородной срелы 127 5. СЕТЧАТЫЕ И ИНКАПСУЛИРОВАННЫЕ НАНОКАТАЛИЗАТОРЫ 128 5.1. Сетчатые материалы 128 5.2. Инкапсулированные нанокатализаторы 128 5.3. Применение различных носителей нанокатализаторов 135 5.4. Катализатор железа, инкапсулированный в углеродные нанотрубки 140 6. ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОКАТАЛИЗАТОРОВ, СФОРМИРОВАННЫХ НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТОВ 147 6.1. Мезопористые кремнеземы и силикаты 147 6.2. Природные и искусственные цеолиты 148 6.3. Цеолиты 152 6.4. Пористость цеолитов 155 6.5. Дизайн нанопор: замкнутые пространства и поверхности 160 6.6. Эффекты удержания катализаторов в нанопорах 161 6.7. Молекулярное сито цеолитов 162 6.8. Каталитические свойства цеолитов 165 6.9. Целенаправленное допирование цеолитов переходными металлами 169 6.10. Допирование в цеолиты наночастиц железа 173 7. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАНОКАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА НА ПРИМЕРЕ Fe/MOR И Fe/ZSM-5 177 7.1. Получение метанола из метана с помощью Fe/MOR 177 7.2. Получение метанола из метана с помощью Fe/ZSM-5 184 7.2.1. Исследования реакции на структуре A 186 7.2.2. Исследования реакции на структуре B 190 7.3. Соответствие каталитическому окислению метанола со структурой и степенью окисления размера наночастиц Pt 193 7.4. Технологическая схема переработки 196 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 199 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 201 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 211