Одно из перспективных направлений в современном катализе - разработка безметаллических катализаторов, в которых вместо дорогих и редких металлов используются углеродные материалы (графен, нанотрубки). В 2025 году была впервые исследована каталитическая эффективность в превращении н-гексана для четырех типов порошка детонационных наноалмазов (ДНА), включая коммерческий порошок и порошки ДНА высокой степени очистки от примесей металлов и дезагрегированные порошки, полученные по разработанной в ФТИ им. А.Ф. Иоффе методике [1].

Установлено, что алмазные наночастицы ДНА проявляют собственную каталитическую активность в реакции конверсии н-гексана. При этом функционализация поверхности наночастиц ДНА существенно влияет на селективность по продуктам дегидрирования (рис.1).

Установлено, что дезагрегация частиц ДНА значительно повышает эффективность превращения за счет улучшения доступа к активным центрам, в то время как удаление металлических примесей смещает распределение продуктов в сторону C6-алкенов. Образование бензола, первоначально высокое в коммерческом образце ДНА, уменьшается после очистки, что подтверждает роль остаточных металлов и большей удельной поверхности ДНА для дегидроциклизации. Продемонстрировано, что разработанные в ФТИ им.А.Ф.Иоффе методы химической очистки и дезагрегация порошков ДНА существенно повышают эффективность катализатора, более того, регенерирование катализаторов ДНА может быть осуществлено путем термического отжига без потери химической активности, что подчеркивает потенциал ДНА как эффективных, многоразовых и безметаллических катализаторов для устойчивых превращений углеводородов.

Публикации

1. [1] Chizhikova A.S., Matveyeva A.N., Enikeeva M.O., Belskaya N.A., Stovpiaga E.Yu., Trofimuk A.D., Aleksenskii A.E., Popkov V.I., Vul’ A.Ya., Diamond and Related Materials, 156, 112423, 2025.