Структура та стабільність MnOx-Na2WO4/SiO2 каталізатора окиснювальної конденсації метану
Samples of MnOx-Na2WO4/SiO2 based on a mesoporous silica matrix were synthesized using manganese acetate, sodium tungstate, tetraethoxysilane (TEOS) as precursors and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), citric acid and triethanolamine as pore generating agent and characterized by scanning electro...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/716 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543956307804160 |
|---|---|
| author | Osmanova, Sevinj Azimova, Gunel Zulfugarova, Sima Ismailov, Etibar Taghiyev, Dilgam Thybaut, Joris |
| author_facet | Osmanova, Sevinj Azimova, Gunel Zulfugarova, Sima Ismailov, Etibar Taghiyev, Dilgam Thybaut, Joris |
| author_sort | Osmanova, Sevinj |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-06-19T09:52:51Z |
| description | Samples of MnOx-Na2WO4/SiO2 based on a mesoporous silica matrix were synthesized using manganese acetate, sodium tungstate, tetraethoxysilane (TEOS) as precursors and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), citric acid and triethanolamine as pore generating agent and characterized by scanning electron microscopy with energy dispersive elemental analysis (SEM/EDS), X-ray diffractometry (XRD), electron magnetic resonance (EMR), N2 adsorption-desorption measurements and tested as a catalyst for the reaction of oxidative condensation of methane (OCM). It is shown that the MnNaW/SiO2 catalyst consists of Mn2O3, MnO2, Na2WO4 and SiO2 phases. The EMR and SEM/EDS data indicate a noticeable effect of the reaction conditions on the surface structure and the distribution of catalytically active components in the catalyst structure. Significant changes in the values of the specific surface area and pore volume of the samples with increasing temperature and duration of the reaction were found (the values of the specific surface area and pore volume, respectively, 116.8 m2/g and 0.590 cm3/g - up to and 46.1 m2/g and 0.232 cm3/g after 15 hours of catalyst operation in the OCM reaction at 800 °C). It has been shown that under the conditions of the OCM reaction, the elemental composition of the surface of the MnOx-Na2WO4/SiO2 catalyst changes, and the degree of change depends on the duration of the OCM reaction. Under the influence of the reaction mixture CH4/O2, the content of Mn and W decreases in the first two hours, and the trend towards a decrease in their amount on the catalyst surface with an increase in the duration of the OCM reaction is generally preserved. A detailed X-ray phase analysis also indicates a change in the phase composition of this catalyst under the influence of the CH4/O2 reaction mixture. It is assumed that under the reaction conditions (700–800 °C) the MnOx-Na2WO4/SiO2 catalyst is silicon dioxide particles basely with the cristabolite structure, the surface of which is coated with molten sodium tungstate containing nanosized particles of MnOx structures activated by sodium ions and WOx. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:16Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-716 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-09-24T17:45:54Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7162025-06-19T09:52:51Z Structure and stability of MnOx-Na2WO4/SiO2 catalyst for oxidative condensation of methane Структура та стабільність MnOx-Na2WO4/SiO2 каталізатора окиснювальної конденсації метану Osmanova, Sevinj Azimova, Gunel Zulfugarova, Sima Ismailov, Etibar Taghiyev, Dilgam Thybaut, Joris MnOx-Na2WO4/SiO2 surface structure phase composition SEM/EDS XRD EPR MnOx-Na2WO4/SiO2 структура поверхні фазовий склад SEM/EDS XRD EPR Samples of MnOx-Na2WO4/SiO2 based on a mesoporous silica matrix were synthesized using manganese acetate, sodium tungstate, tetraethoxysilane (TEOS) as precursors and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), citric acid and triethanolamine as pore generating agent and characterized by scanning electron microscopy with energy dispersive elemental analysis (SEM/EDS), X-ray diffractometry (XRD), electron magnetic resonance (EMR), N2 adsorption-desorption measurements and tested as a catalyst for the reaction of oxidative condensation of methane (OCM). It is shown that the MnNaW/SiO2 catalyst consists of Mn2O3, MnO2, Na2WO4 and SiO2 phases. The EMR and SEM/EDS data indicate a noticeable effect of the reaction conditions on the surface structure and the distribution of catalytically active components in the catalyst structure. Significant changes in the values of the specific surface area and pore volume of the samples with increasing temperature and duration of the reaction were found (the values of the specific surface area and pore volume, respectively, 116.8 m2/g and 0.590 cm3/g - up to and 46.1 m2/g and 0.232 cm3/g after 15 hours of catalyst operation in the OCM reaction at 800 °C). It has been shown that under the conditions of the OCM reaction, the elemental composition of the surface of the MnOx-Na2WO4/SiO2 catalyst changes, and the degree of change depends on the duration of the OCM reaction. Under the influence of the reaction mixture CH4/O2, the content of Mn and W decreases in the first two hours, and the trend towards a decrease in their amount on the catalyst surface with an increase in the duration of the OCM reaction is generally preserved. A detailed X-ray phase analysis also indicates a change in the phase composition of this catalyst under the influence of the CH4/O2 reaction mixture. It is assumed that under the reaction conditions (700–800 °C) the MnOx-Na2WO4/SiO2 catalyst is silicon dioxide particles basely with the cristabolite structure, the surface of which is coated with molten sodium tungstate containing nanosized particles of MnOx structures activated by sodium ions and WOx. Зразки MnOx-Na2WO4/SiO2 на основі мезопористої кремнеземної матриці були синтезовані з використанням ацетату мангану, вольфрамату натрію, тетраетоксисилану (TEOS) як попередників і броміду цетилтриметиламонію (CTAB), лимонної кислоти та триетаноламіну як пороутворювача, охарактеризовані за допомогою скануючої електронної мікроскопії з енергодисперсійним елементним аналізом (SEM/EDS), рентгенівської дифрактометрії (XRD), електронного магнітного резонансу (EMR), вимірюванням адсорбції-десорбції N2 і випробувані як каталізатор реакції окиснювальної конденсації метану (OCM). Показано, що каталізатор MnNaW/SiO2 складається з фаз Mn2O3, MnO2, Na2WO4 та SiO2. Дані EMR та SEM/EDS свідчать про помітний вплив умов реакції на структуру поверхні та розподіл каталітично активних компонентів у структурі каталізатора. Встановлено значні зміни значень питомої поверхні та об’єму пор зразків зі збільшенням температури та тривалості реакції (значення питомої поверхні та об’єму пор відповідно 116.8 м2/г та 0.590 см3/г – до 46.1 м2/г і 0.232 см3/г після 15 годин роботи каталізатора в реакції ОКМ при 800 °С). Показано, що в умовах реакції ОКМ елементний склад поверхні MnOx- каталізатор Na2WO4/SiO2 змінюється, і ступінь зміни залежить від тривалості реакції OCM. Під впливом реакційної суміші CH4/O2 вміст Mn і W зменшується в перші дві години, причому тенденція до зменшення їхньої кількості на поверхні каталізатора зі збільшенням тривалості реакції ОКМ в цілому зберігається. Детальний рентгенофазовий аналіз також свідчить про зміну фазового складу цього каталізатора під впливом реакційної суміші CH4/O2. Передбачається, що за умов реакції (700–800 °C) каталізатор MnOx-Na2WO4/SiO2 є частинками діоксиду кремнію в основі зі структурою кристаболіту, поверхня яких покрита розплавленим вольфраматом натрію, що містить нанорозмірні частинки структур MnOx, активованих іонами натрію та WOx. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2024-02-21 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/716 10.15407/hftp15.01.130 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 15 No. 1 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 130-136 Химия, физика и технология поверхности; Том 15 № 1 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 130-136 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 15 № 1 (2024): Хімія, фізика та технологія поверхні; 130-136 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp15.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/716/731 Copyright (c) 2024 Sevinj Osmanova, Gunel Azimova, Sima Zulfugarova, Etibar Ismailov, Dilgam Taghiyev, Joris Thybaut |
| spellingShingle | MnOx-Na2WO4/SiO2 структура поверхні фазовий склад SEM/EDS XRD EPR Osmanova, Sevinj Azimova, Gunel Zulfugarova, Sima Ismailov, Etibar Taghiyev, Dilgam Thybaut, Joris Структура та стабільність MnOx-Na2WO4/SiO2 каталізатора окиснювальної конденсації метану |
| title | Структура та стабільність MnOx-Na2WO4/SiO2 каталізатора окиснювальної конденсації метану |
| title_alt | Structure and stability of MnOx-Na2WO4/SiO2 catalyst for oxidative condensation of methane |
| title_full | Структура та стабільність MnOx-Na2WO4/SiO2 каталізатора окиснювальної конденсації метану |
| title_fullStr | Структура та стабільність MnOx-Na2WO4/SiO2 каталізатора окиснювальної конденсації метану |
| title_full_unstemmed | Структура та стабільність MnOx-Na2WO4/SiO2 каталізатора окиснювальної конденсації метану |
| title_short | Структура та стабільність MnOx-Na2WO4/SiO2 каталізатора окиснювальної конденсації метану |
| title_sort | структура та стабільність mnox-na2wo4/sio2 каталізатора окиснювальної конденсації метану |
| topic | MnOx-Na2WO4/SiO2 структура поверхні фазовий склад SEM/EDS XRD EPR |
| topic_facet | MnOx-Na2WO4/SiO2 surface structure phase composition SEM/EDS XRD EPR MnOx-Na2WO4/SiO2 структура поверхні фазовий склад SEM/EDS XRD EPR |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/716 |
| work_keys_str_mv | AT osmanovasevinj structureandstabilityofmnoxna2wo4sio2catalystforoxidativecondensationofmethane AT azimovagunel structureandstabilityofmnoxna2wo4sio2catalystforoxidativecondensationofmethane AT zulfugarovasima structureandstabilityofmnoxna2wo4sio2catalystforoxidativecondensationofmethane AT ismailovetibar structureandstabilityofmnoxna2wo4sio2catalystforoxidativecondensationofmethane AT taghiyevdilgam structureandstabilityofmnoxna2wo4sio2catalystforoxidativecondensationofmethane AT thybautjoris structureandstabilityofmnoxna2wo4sio2catalystforoxidativecondensationofmethane AT osmanovasevinj strukturatastabílʹnístʹmnoxna2wo4sio2katalízatoraokisnûvalʹnoíkondensacíímetanu AT azimovagunel strukturatastabílʹnístʹmnoxna2wo4sio2katalízatoraokisnûvalʹnoíkondensacíímetanu AT zulfugarovasima strukturatastabílʹnístʹmnoxna2wo4sio2katalízatoraokisnûvalʹnoíkondensacíímetanu AT ismailovetibar strukturatastabílʹnístʹmnoxna2wo4sio2katalízatoraokisnûvalʹnoíkondensacíímetanu AT taghiyevdilgam strukturatastabílʹnístʹmnoxna2wo4sio2katalízatoraokisnûvalʹnoíkondensacíímetanu AT thybautjoris strukturatastabílʹnístʹmnoxna2wo4sio2katalízatoraokisnûvalʹnoíkondensacíímetanu |