Ni-Me/Li4SiO4 бифункционалды катализаторларды қолдана отырып, СО2 ұстау және гидрлеу процестерін біріктіру

Авторлар

  • Л.К. Мылтыкбаева Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Жаңа химиялық технологиялар мен материалдар ғылыми-зерттеу институты, https://orcid.org/0000-0002-0322-0135 ##orcid.unauthenticated##
  • Г.Е. Ергазиева Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Жаңа химиялық технологиялар мен материалдар ғылыми-зерттеу институты , Жану проблемалары институты https://orcid.org/0000-0001-9464-5317
  • М.М. Мамбетова Жану проблемалары институты https://orcid.org/0000-0002-1744-3647
  • Н.М. Макаева Жану проблемалары институты https://orcid.org/0000-0002-1638-7460
  • М.М. Анисова Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Жаңа химиялық технологиялар мен материалдар ғылыми-зерттеу институты https://orcid.org/0000-0001-9622-5164
  • К. Досумов Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Жаңа химиялық технологиялар мен материалдар ғылыми-зерттеу институты https://orcid.org/0000-0001-5216-0426

DOI:

https://doi.org/10.15328/cb2026_136

Кілт сөздер:

бифункционалды катализатор, метан, СО2-ні ұстау, гидрлеу

Аңдатпа

Бұл мақалада литий ортасиликаты негізіндегі сорбент пен оған отырғызылған Ni/Li4SiO4 және модифицирленген Ni-Ce/Li4SiO4 мен Ni-Mg/Li4SiO4 бифунционалды катализаторлар синтезделіп, олардың каталитикалық қасиеттері интеграцияланған CO2 ұстау және метанға дейін түрлендіру процесінде зерттелді. Li4SiO4 сорбенті сілтілі балқыту әдісі арқылы дайындалды. Дайындадған сорбенттердің ішіндегі SiO2:LiOH (1:4) сорбентінде литий ортосиликатының мөлшері 90%  болғанда, CO2 үшін жоғары сорбциялық сыйымдылығы 33%-ға жетті. Бифункционалды катализаторлардың ішіндегі жоғары каталитикалық белсенділікті 15NiO-5MgO/Li4SiO4 көрсетті. Аталған БФК-да 500 °C метанның селективтілігі 61,4 %-ға жетіп,  600 °C 44,8 %-ға азайғандығын жоғары температурада каталитикалық белсенділіктің төмендеуі карбонат фазаларының ыдырауынан екендігі ТГА-ДТА әдісімен дәлелденді. РФТ әдісі бойынша 15NiO-5MgO/Li4SiO4 БФК құрамында сорбциялық және каталитикалық қызмет атқаратын фазалар - NiO мен  Li4SiO4 түзіліп, реакциядан кейін фазалардың тұрақтылығы сақталып, никель оксидінің никельге ауысқаны анықталды. Ал, ТБД-CO₂ талдауы нәтижесінде аталған бифункционалды катализаторда СО₂-ні тиімді сорбциялауға жауапты орташа негіздік орталықтардың, сондай-ақ оны белсендіруге ықпал ететін күшті негіздік орталықтардың бар екенін көрсетеді. Бұл никельдің каталитикалық орталықтарымен синергетикалық әсер түзіп, көмірқышқыл газын ұстау мен конверсиялаудың интеграцияланған үдерістерінде бифункционалды катализатордың жоғары өнімділігін қамтамасыз ететіні анықталды.

Автор өмірбаяндары

  • Л.К. Мылтыкбаева, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Жаңа химиялық технологиялар мен материалдар ғылыми-зерттеу институты,

    PhD, әл-Фараби атындағы ҚазҰУ, жалпы және бейорганикалық химия кафедрасының доцент м.а. (Алматы, Қазақстан, e-mail: laura.kaden@mail.ru)

  • Г.Е. Ергазиева, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Жаңа химиялық технологиялар мен материалдар ғылыми-зерттеу институты, Жану проблемалары институты

     х.ғ.к., профессор, Жану проблемалары институты, каталитикалық процестер зертханасының меңгерушісі (Алматы, Қазақстан, e-mail: ergazieva_g@mail.ru)

  • М.М. Мамбетова, Жану проблемалары институты

    PhD, Жану проблемалары институты, каталитикалық процестер зертханасының жетекші ғылыми қызметкері (Алматы, Қазақстан, e-mail: mambetova_manshuk@list.ru)

  • Н.М. Макаева, Жану проблемалары институты

    PhD, Жану проблемалары институты, каталитикалық процестер зертханасының жетекші ғылыми қызметкері (Алматы, Қазақстан, e-mail: nursaya.1996.mk@mail.ru)

  • М.М. Анисова, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Жаңа химиялық технологиялар мен материалдар ғылыми-зерттеу институты

    PhD, әл-Фараби атындағы ҚазҰУ, Физика-химиялық зерттеулер және талдау әдістері орталығы, газохимия зертханасының жетекші ғылыми қызметкері (Алматы, Қазақстан, e-mail: telbaeva.moldir@yandex.kz)

  • К. Досумов, Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Жаңа химиялық технологиялар мен материалдар ғылыми-зерттеу институты

    х.ғ.д., профессор, әл-Фараби атындағы ҚазҰУ, Физика-химиялық зерттеулер және талдау әдістері орталығының газохимия зертханасының меңгерушісі (Алматы, Қазақстан, e-mail: dossumov50@mail.ru)

Әдебиеттер тізімі

1. Zhou Y, Ma X, Yusanjan Q, et al (2024) Chemical Engineering Journal 485:149937. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149937

2. Zhu C, Kobayashi K, Loladze I, et al (2018) Sci Adv 4:eaaq1012. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaq1012

3. Dahlke FT, Butzin M, Nahrgang J, et al (2018) Sci Adv 4:eaas8821. https://doi.org/10.1126/sciadv.aas8821

4. Zhou J, Dang C, Zheng G, Cai W (2025) Separation and Purification Technology 354:129375. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.129375

5. Kang H, Ma J, Perathoner S, et al (2023) Chem Soc Rev 52:3627–3662. https://doi.org/10.1039/D2CS00214K

6. Papalas T, Lypiridis D, Antzaras AN, Lemonidou AA (2024) Chemical Engineering Journal 485:149866. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149866

7. Huang H, Liu W, Chen H, et al (2025) Fuel 394:135175. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.135175

8. Chen J, Xu Y, Liao P, et al (2022) Carbon Capture Science & Technology 4:100052. https://doi.org/10.1016/j.ccst.2022.100052

9. Xia H, Dang C, Zhou D, Cai W (2024) Chemical Engineering Journal 489:151365. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151365

10. Shao B, Zhang Y, Sun Z, et al (2022) Green Chemical Engineering 3:189–198. https://doi.org/10.1016/j.gce.2021.11.009

11. Hong WY (2022) Carbon Capture Science & Technology 3:100044. https://doi.org/10.1016/j.ccst.2022.100044

12. Jin B, Wang R, Fu D, et al (2024) Carbon Capture Science & Technology 10:100169. https://doi.org/10.1016/j.ccst.2023.100169

13. Dou B, Wu K, Zhang H, et al (2023) Chemical Engineering Journal 452:139703. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139703

14. Marocco Stuardi F, MacPherson F, Leclaire J (2019) Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry 16:71–76. https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2019.02.003

15. Jo S, Son HD, Kim T-Y, et al (2023) Chemical Engineering Journal 469:143772. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143772

16. Boukha Z, Bermejo-López A, De-La-Torre U, González-Velasco JR (2023) Applied Catalysis B: Environmental 338:122989. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122989

17. Sun S, Chen Z, Xu Y, et al (2024) JACS Au 4:72–79. https://doi.org/10.1021/jacsau.3c00403

18. Hu J, Hongmanorom P, Chen J, et al (2023) Chemical Engineering Journal 452:139460. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139460

19. Shao B, Wang Z-Q, Gong X-Q, et al (2023) Nat Commun 14:996. https://doi.org/10.1038/s41467-023-36646-2

20. Kim SM, Abdala PM, Broda M, et al (2018) ACS Catal 8:2815–2823. https://doi.org/10.1021/acscatal.7b03063

21. Huang P, Chu J, Fu J, et al (2023) SSRN 4393919. https://doi.org/10.2139/ssrn.4393919

22. Lv Z, Du H, Xu S, et al (2024) Applied Energy 355:122242. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122242

23. Shi S, Zhang Y, Pan Y, et al (2024) Chemical Engineering Journal 485:150012. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150012

24. Ma X, Cui H, Cheng Z, Zhou Z (2023) AIChE Journal 69:e18146. https://doi.org/10.1002/aic.18146

25. Ma X, Li X, Cui H, et al (2023) AIChE Journal 69:e17520. https://doi.org/10.1002/aic.17520

26. Zhou J, Zhang W, Dang C, Cai W (2025) Separation and Purification Technology 359:130833. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.130833

27. Sun Z, Shao B, Zhang Y, et al (2023) Separation and Purification Technology 307:122680. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122680

28. Sun H, Zhang Y, Wang C, et al (2022) Chemical Engineering Journal 437:135394. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135394

29. Proaño L, Tello E, Arellano-Trevino MA, et al (2019) Applied Surface Science 479:25–30. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.01.281

30. Sun H, Zhang Y, Guan S, et al (2020) Journal of CO2 Utilization 38:262–272. https://doi.org/10.1016/j.jcou.2020.02.001

31. Zhang XG, Buthiyappan A, Jewaratnam J, et al (2024) Journal of Environmental Chemical Engineering 12:111799. https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.111799

32. Jo SB, Woo JH, Lee JH, et al (2020) Sustainable Energy Fuels 4:4679–4687. https://doi.org/10.1039/D0SE00760A

33. Sun H, Wang Y, Xu S, et al (2021) Fuel 286:119308. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119308

34. Lv Z, Deng T, Gao C, et al (2024) Chemical Engineering Journal 489:151427. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151427

35. Veselovskaya JV, Lysikov AI, Netskina OV, et al (2020) Ind Eng Chem Res 59:7130–7139. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b05457

36. Miguel CV, Soria MA, Mendes A, Madeira LM (2017) Chemical Engineering Journal 322:590–602. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.04.024

37. Proaño L, Arellano-Treviño MA, Farrauto RJ, et al (2020) Applied Surface Science 533:147469. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.147469

38. Bermejo-López A, Pereda-Ayo B, González-Marcos JA, González-Velasco JR (2019) Journal of CO2 Utilization 34:576–587. https://doi.org/10.1016/j.jcou.2019.08.011

39. Cimino S, Boccia F, Lisi L (2020) Journal of CO2 Utilization 37:195–203. https://doi.org/10.1016/j.jcou.2019.12.010

40. Lv Z, Ruan J, Tu W, et al (2023) Separation and Purification Technology 309:123044. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.123044

41. Zhou J, Zhang W, Cai W, Dang C (2025) Separation and Purification Technology 366:132845. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.132845

42. Wang X, Hu D, Hao Y, et al (2023) Separation and Purification Technology 322:124295. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.124295

43. Hu Y, Xu Q, Zou X, et al (2023) International Journal of Hydrogen Energy 48:24871–24883. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.11.045

44. Cimino S, Cepollaro EM, Lisi L (2022) Applied Catalysis B: Environmental 317:121705. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121705

45. Liu D, Chen L, Zhu X, et al (2025) Chemical Engineering Journal 511:162186. https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.162186

46. Hu Y, Liu W, Yang Y, et al (2019) Chemical Engineering Journal 359:604–625. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.11.128

47. Wei H, Lin M, Zhang J, et al (2025) Carbon Capture Science & Technology 14:100358. https://doi.org/10.1016/j.ccst.2024.100358

48. Jin B, Wang R, Fu D, et al (2024) Carbon Capture Science & Technology 10:100169. https://doi.org/10.1016/j.ccst.2023.100169

49. González A, Martínez-Cruz MA, Alcántar-Vázquez B, et al (2024) Heliyon 10:e24645. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24645

50. Imbachi-Gamba CF, Cornaglia LM, Faroldi BMC (2026) Journal of Environmental Chemical Engineering 14:124132. https://doi.org/10.1016/j.jece.2026.124132

51. Kwon YM, Lee SC, Chae HJ, et al (2019) Renewable Energy 144:180–187. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.08.039

52. Yergaziyeva GY, Mambetova MM, Makayeva NM, et al (2026) Inorganic Chemistry Communications 190:116910. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2026.116910

53. Mambetova MM, Yergaziyeva GY, Myltykbayeva LK, et al (2026) Sci Rep. https://doi.org/10.1038/s41598-026-55856-4

54. Xin K, Boon J, Van Dijk HAJ, Van Sint Annaland M (2024) Front Chem Eng 6:1272152. https://doi.org/10.3389/fceng.2024.1272152

55. Liu J, Nara H, Yokoshima T, et al (2015) Electrochimica Acta 183:70–77. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.07.116

56. Yasnó JP, Conconi S, Visintin A, Suárez G (2021) J Anal Sci Technol 12:15. https://doi.org/10.1186/s40543-021-00267-5

57. Wang G, Luo F, Cao K, et al (2019) Energy Tech 7:1800359. https://doi.org/10.1002/ente.201800359

58. Kim M-J, Youn J-R, Kim HJ, et al (2020) International Journal of Hydrogen Energy 45:24595–24603. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.06.144

59. Le TA, Kim J, Kang JK, Park ED (2020) Catalysis Today 348:80–88. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2019.08.058

60. Pan Y, Gao P, Tang S, et al (2024) Chinese Journal of Chemical Engineering 75:170–180. https://doi.org/10.1016/j.cjche.2024.07.021

61. Wang Y, Li B, Xiao Y-S, Liu Z-W (2023) Processes 11:596. https://doi.org/10.3390/pr11020596

Жарияланды

2026-09-22

Журналдың саны

Нөмір 120 № 3 (2026): ҚазҰУ Хабаршысы. Химия Сериясы (Дайындық процесінде)

Бөлім

Катализ және мұнай-химия

Лицензия

Авторлық құқық (c) 2026 Л.К. Мылтыкбаева, Г.Е. Ергазиева, М.М. Мамбетова, Н.М. Макаева, М.М. Анисова, К. Досумов

Creative Commons лицензиясы

Бұл жұмыс Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Дүние жүзінде.

Авторлар өз жұмыстарының авторлық құқықтарын сақтайды және Creative Commons Attribution License (CC BY-NC-ND 4.0) шарттарымен лицензиялау арқылы журналға осы жұмысты алғаш рет жариялау құқығын береді. Бұл басқа адамдарға жұмыстың авторын көрсете отырып және осы журналдағы бастапқы басылымға сілтеме жасау арқылы таратуға мүмкіндік береді.

Дәйексөзді қалай келтіруге болады

Ni-Me/Li4SiO4 бифункционалды катализаторларды қолдана отырып, СО2 ұстау және гидрлеу процестерін біріктіру . (2026). ҚазҰУ Хабаршысы. Химия сериясы, 120(3), In Press. https://doi.org/10.15328/cb2026_136

Ұқсас мақалалар

1-10 тен 15

Бұл мақала үшін Кеңейтілген нұсқалар бойынша ұқсас мақалаларды іздеу.