Surface species investigation of Ni-Fe catalysts of CO₂ hydrogenation by TD MS analysis

Abstract

The condition of Ni-Fe catalysts’ surface was investigated by the method of thermally programmed desorption with mass spectral analysis of desorbed particles (TD MS). TD spectra indicated the desorption of CO₂ (m/z = 44), CO (m/z = 28) and H₂O (m/z = 18) particles from the surface of samples with high and low catalytic activity in the reaction of CO₂ hydrogenation. Intermediate compounds CHO*, CH₂O* were not observed in the TD profiles for all investigated catalysts. On the basis of catalytic performance results and thermal desorption data it can be suggested that process of CO₂ hydrogenation over Ni-Fe catalysts proceeds via direct hydrogenation of CO₂ to CH₄.

Методом термопрограмованої десорбційної мас-спектрометрії (ТД МС) досліджено стан поверхні Ni-Fe каталізаторів реакції гідрогенування СО₂. На ТД спектрах зареєстровано десорбцію частинок CO₂ (m/z = 44), CO (m/z = 28) та H₂O (m/z = 18) з поверхні зразків, що проявили високу та низьку каталітичну активність у реакції гідрогенування СО₂. Проміжні сполуки CHO*, CH₂O* не спостерігалися на ТД профілях для всіх досліджуваних зразків. На основі результатів каталітичної активності та термічної десорбції зроблено припущення, що процес конверсії СО₂ в метан на Ni-Fe каталізаторах відбувається через пряме гідрогенування карбону без утворення проміжних кисневмісних сполук.

Методом термопрограмированной десорбционной масс-спектрометрии (ТД МС) исследовано состояние поверхности Ni-Fe катализаторов реакции гидрогенирования СО₂. По ТД спектрах зарегистрировано десорбцию частичек CO₂ (m/z = 44), CO (m/z = 28) та H₂O (m/z = 18) с поверхности образцов, которые показали высокую и низкую активность в реакции гидрогенирования СО₂. Образование промежуточных соединений CHO*, CH₂O* не наблюдалось ни для одного из исследованных образцов. Из полученных результатов по изучению каталитической активности и термической десорбции сделано предположение, что процесс конверсии СО₂ в метан на Ni-Fe катализаторах происходит путем прямого гидрогенирования атомарного углерода без образования промежуточных кислородсодержащих соединений.