catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2024-6-24-34catal-1081Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYВлияние состояния палладия на эффективность катализаторов изомеризации гексанаInfluence of palladium state on the efficiency of hexane isomerization catalystsСмоликовМ. Д.SmolikovM. D.ctls@kalvis.ruШкуренокВ. А.ShkurenokV. A.ctls@kalvis.ruЯблоковаС. С.YablokovaS. S.ctls@kalvis.ruПаукштисЕ. А.PaukshtisE. A.ctls@kalvis.ruКазанцевК. В.KazantsevK. V.ctls@kalvis.ruЛавреновА. В.LavrenovA. V.ctls@kalvis.ruЦентр новых химических технологий ИК СО РАН, ОмскРоссияCenter of New Chemical Technologies BIC, Boreskov Institute of Catalysis, OmskRussian FederationИнститут катализа СО РАН, НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis, NovosibirskRussian Federation2024101220242462434Copyright © LLC "KALVIS", 20242024LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/1081

Изучены каталитические свойства палладиевых катализаторов на основе Al2O3, SiO2, их механических смесей с SO4-ZrO2 и катализатора Pd/SO4-ZrO2-Al2O3 в реакции изомеризации гексана. Катализаторы охарактеризованы методами низкотемпературной адсорбции азота, рентгенофазового анализа, просвечивающей электронной микроскопии, температурно-программируемого восстановления, ИК-спектроскопии адсорбированного CO и РФЭ-спектроскопии. Показано, что природа носителя и предшественника палладия оказывают влияние на размер и зарядовое состояние частиц палладия в катализаторах. Установлено, что наиболее активными в реакции изомеризации гексана являются каталитические системы, в которых присутствуют положительно заряженные формы палладия.

In this work, the catalytic properties of palladium catalysts based on Al2O3, SiO2, their mechanical mixtures with SO4-ZrO2 and the Pd/SO4-ZrO2-Al2O3 catalyst in the hexane isomerization reaction were studied. The catalysts were characterized by low-temperature nitrogen adsorption, X-ray diffraction, transmission electron microscopy, temperature-programmed reduction, IR spectroscopy of adsorbed CO, and XPS. It has been shown that the nature of the palladium support and precursor influences the size and charge state of palladium particles in catalysts. It has been established that the most active in the hexane isomerization reaction are catalytic systems in which positively charged forms of palladium are present.

изомеризациягекcанпалладийсульфатсодержащий диоксид цирконияоксид алюминияоксид кремниянанесенные катализаторыisomerizationhexanepalladiumsulfated zirconiаaluminasilicasupported catalystsReferencesDhar A., Vekariya R.L., Bhadja P. // Cogent Chem. 2018. Vol.4. №1. 1514686.Dhar A., Vekariya R.L., Bhadja P. // Cogent Chem. 2018. Vol.4. №1. 1514686.Ebitani K., Konishi J., Hattori H. // J. Catal. 1991. Vol. 130. Is. 1. P. 257–267.Ebitani K., Konishi J., Hattori H. // J. Catal. 1991. Vol. 130. Is. 1. P. 257–267.Yori J., Grau J., Benítez V., Vera C.R., Pieck C.L., Parera J.M. // Catal. Lett. 2005. Vol. 100. P. 67-71.Yori J., Grau J., Benítez V., Vera C.R., Pieck C.L., Parera J.M. // Catal. Lett. 2005. Vol. 100. P. 67-71.Hino M., Arata K. // Catal. Lett. 1995. Vol. 30. Is. 1-4. P. 25-30.Hino M., Arata K. // Catal. Lett. 1995. Vol. 30. Is. 1-4. P. 25-30.Coelho M.A., Resasco D.E., Sikabwe E.C.,White R.L. // Catal. Lett. 1995. Vol. 32. P. 253-262.Coelho M.A., Resasco D.E., Sikabwe E.C.,White R.L. // Catal. Lett. 1995. Vol. 32. P. 253-262.Song H., Wang N., Song H., Li F. // Res. Chem. Intermed. 2016. Vol. 42. Is. 2. P. 951-962.Song H., Wang N., Song H., Li F. // Res. Chem. Intermed. 2016. Vol. 42. Is. 2. P. 951-962.Уржунцев Г.А., Ечевский Г.В. // Катализ в промышленности. 2018. Т. 18. № 1. С. 60-66.Уржунцев Г.А., Ечевский Г.В. // Катализ в промышленности. 2018. Т. 18. № 1. С. 60-66.Dzhikiya O.V., Smolikov M.D., Kazantsev K.V., Yablokova S.S., Podmareva O.E., Belyi A.S. // AIP Conference Proceedings. 2019. Vol. 2141. P. 020003.Dzhikiya O.V., Smolikov M.D., Kazantsev K.V., Yablokova S.S., Podmareva O.E., Belyi A.S. // AIP Conference Proceedings. 2019. Vol. 2141. P. 020003.Song H., Zhao L., Wang N. // Chinese J. Chem. Eng. 2017. Vol. 25. Is. 1. P. 74-78.Song H., Zhao L., Wang N. // Chinese J. Chem. Eng. 2017. Vol. 25. Is. 1. P. 74-78.Stakheev A.Y., Kustov L. // Appl. Catal. A Gen. 1999. Vol. 188. Is. 1-2. P. 3-35.Stakheev A.Y., Kustov L. // Appl. Catal. A Gen. 1999. Vol. 188. Is. 1-2. P. 3-35.Belyi A.S., Kiryanov D.I., Smolikov M.D., Zatolokina E.V., Udras I.E., Duplyakin V.K. // React. Kinet. Catal. Lett. 1994. Vol. 53. Is. 1. P. 183-189,Belyi A.S., Kiryanov D.I., Smolikov M.D., Zatolokina E.V., Udras I.E., Duplyakin V.K. // React. Kinet. Catal. Lett. 1994. Vol. 53. Is. 1. P. 183-189,Белый А.С., Смоликов М.Д., Кирьянов Д.И., Удрас И.Е., Белый А.С. // Рос. хим. журнал. 2007. T.LI. № 4. C. 38-48.Белый А.С., Смоликов М.Д., Кирьянов Д.И., Удрас И.Е., Белый А.С. // Рос. хим. журнал. 2007. T.LI. № 4. C. 38-48.Белый А.С. // Кинетика и катализ. 2005. Т.46. №5. С. 728-736.Белый А.С. // Кинетика и катализ. 2005. Т.46. №5. С. 728-736.Иванов А.В., Кустов Л.М. // Рос. хим. журнал. 2000. Т. XLIV. № 2. С. 21-52.Иванов А.В., Кустов Л.М. // Рос. хим. журнал. 2000. Т. XLIV. № 2. С. 21-52.Appay M.D., Manoli J.M., Potvin C., Muhler M., Wild U., Pozdnyakova O., Paál, Z. // J. Catal. 2004. Vol. 222. №. 2. P. 419-428.Appay M.D., Manoli J.M., Potvin C., Muhler M., Wild U., Pozdnyakova O., Paál, Z. // J. Catal. 2004. Vol. 222. №. 2. P. 419-428.Manoli J., Potvin C., Muhler M., Wild U., Resofszki G., Buchholz T., Paál Z. // J. Catal. 1998. Vol. 178. № 1. P. 338-351.Manoli J., Potvin C., Muhler M., Wild U., Resofszki G., Buchholz T., Paál Z. // J. Catal. 1998. Vol. 178. № 1. P. 338-351.Ivanov A.V., Kustov L.M. // Rus. Chem. Bull.. 1998. Vol. 47. Is. 6. P. 1061-1066.Ivanov A.V., Kustov L.M. // Rus. Chem. Bull.. 1998. Vol. 47. Is. 6. P. 1061-1066.Comelli R.A., Canavese S.A., Vaudagna S.R., Fígoli N.S. // Appl. Catal. A Gen. 1996. Vol. 135. Is. 2. P. 287-299.Comelli R.A., Canavese S.A., Vaudagna S.R., Fígoli N.S. // Appl. Catal. A Gen. 1996. Vol. 135. Is. 2. P. 287-299.Иванов А.В., Кустов Л.М. // Известия Академии наук. Серия химическая. 1998. №1. C. 57-61.Иванов А.В., Кустов Л.М. // Известия Академии наук. Серия химическая. 1998. №1. C. 57-61.Vijay S., Wolf E.E., Miller J.T., Kropf A.J. // Appl. Catal. A Gen. 2004. Vol. 264. Is. 1. P. 125-130.Vijay S., Wolf E.E., Miller J.T., Kropf A.J. // Appl. Catal. A Gen. 2004. Vol. 264. Is. 1. P. 125-130.Shishido T., Tanaka T., Hattori H. // J. Catal. 1997. Vol. 172. Is. 1. P. 24-33.Shishido T., Tanaka T., Hattori H. // J. Catal. 1997. Vol. 172. Is. 1. P. 24-33.Belskaya O.B., Danilova I.G., Kazakov M.O., Gulyaeva T.I., Kibis L.S., Boronin A.I., Lavrenov A.V., Likholobov V.A. // Appl. Catal. A Gen. 2010. Vol. 387. P. 5-12.Belskaya O.B., Danilova I.G., Kazakov M.O., Gulyaeva T.I., Kibis L.S., Boronin A.I., Lavrenov A.V., Likholobov V.A. // Appl. Catal. A Gen. 2010. Vol. 387. P. 5-12.Urzhuntsev G.A., Ovchinnikova E.V., Chumachenko V.A., Yashnik S.A., Zaikovsky V.I., Echevsky G.V. // Chem. Eng. J. 2014. Vol. 238. P. 148-156.Urzhuntsev G.A., Ovchinnikova E.V., Chumachenko V.A., Yashnik S.A., Zaikovsky V.I., Echevsky G.V. // Chem. Eng. J. 2014. Vol. 238. P. 148-156.Смоликов М.Д., Казанцев К.В., Затолокина Е.В., Кирьянов Д.И., Паукштис Е.А., Белый А.С. // Кинетика и катализ. 2010. Т. 51. №. 4. С. 608-618.Смоликов М.Д., Казанцев К.В., Затолокина Е.В., Кирьянов Д.И., Паукштис Е.А., Белый А.С. // Кинетика и катализ. 2010. Т. 51. №. 4. С. 608-618.Смоликов М.Д., Джикия О.В., Затолокина Е.В., Кирьянов Д.И., Белый А.С. // Нефтехимия. 2009. Т. 49. № 6. С. 488-495.Смоликов М.Д., Джикия О.В., Затолокина Е.В., Кирьянов Д.И., Белый А.С. // Нефтехимия. 2009. Т. 49. № 6. С. 488-495.Gurrath M., Kuretzky T., Boehm H.P., Okhlopkova L., Lisitsyn A.S., Likholobov V.A. // Carbon. 2013. Vol. 38. Is. 8. P. 1241-1255.Gurrath M., Kuretzky T., Boehm H.P., Okhlopkova L., Lisitsyn A.S., Likholobov V.A. // Carbon. 2013. Vol. 38. Is. 8. P. 1241-1255.Carturan G., Facchin G., Cocco G., Enzo S., Navazio G. // J. Catal. 1982. Vol. 76. Is. 2. P. 405–417.Carturan G., Facchin G., Cocco G., Enzo S., Navazio G. // J. Catal. 1982. Vol. 76. Is. 2. P. 405–417.Лисицын А.С., Пармон, В.Н., Дуплякин, В.К., Лихолобов, В.А. //Рос. хим. журн. 2006. Т. 1. С. 140-153.Лисицын А.С., Пармон, В.Н., Дуплякин, В.К., Лихолобов, В.А. //Рос. хим. журн. 2006. Т. 1. С. 140-153.Carole W.A., Colacot T.J. // Chem. Eur. J. 2016. Vol. 22. Is. 23. P. 7686-7695.Carole W.A., Colacot T.J. // Chem. Eur. J. 2016. Vol. 22. Is. 23. P. 7686-7695.Мулагалеев Р.Ф., Кирик С.Д., Головнёв Н.Н. // Журнал Сибирского федерального университета. Химия. 2008. Т. 1. №. 3. C/ 249-259.Мулагалеев Р.Ф., Кирик С.Д., Головнёв Н.Н. // Журнал Сибирского федерального университета. Химия. 2008. Т. 1. №. 3. C/ 249-259.Ciuparu D., Ensuque A., Bozon-Verduraz F. // Appl. Catal. A Gen. 2007. Vol. 326. № 2. P. 130–14Ciuparu D., Ensuque A., Bozon-Verduraz F. // Appl. Catal. A Gen. 2007. Vol. 326. № 2. P. 130–14Khader M.M., Al-Marri M.J., Ali S., Abdelmoneim A.G. // Catalysts. 2018. Vol. 8. Is. 2. P. 66.Khader M.M., Al-Marri M.J., Ali S., Abdelmoneim A.G. // Catalysts. 2018. Vol. 8. Is. 2. P. 66.Skotak M., Karpiński Z., Juszczyk W., Pielaszek J., Kȩpiński L., Kazachkin D.V., Kovalchuk V.I., d'Itri J.L. // J. Catal. 2004. Vol. 227. Is. 1. P. 11–25.Skotak M., Karpiński Z., Juszczyk W., Pielaszek J., Kȩpiński L., Kazachkin D.V., Kovalchuk V.I., d'Itri J.L. // J. Catal. 2004. Vol. 227. Is. 1. P. 11–25.Manoli J.-M., Potvin C., Muhler M., Wild U., Resofszki G., Buchholz T., Paál Z. // J. Catal. 1998. Vol. 178. Is. 1. P. 338–351.Manoli J.-M., Potvin C., Muhler M., Wild U., Resofszki G., Buchholz T., Paál Z. // J. Catal. 1998. Vol. 178. Is. 1. P. 338–351.Wagner C.D., Riggs W.M., Davis L.E., Moulder J.F., Muilenberg G.E.. Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy. Perkin-Elmer Corporation, Physical Electronics Division Press, Eden Prairie, 1979. P. 38-81.Wagner C.D., Riggs W.M., Davis L.E., Moulder J.F., Muilenberg G.E.. Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy. Perkin-Elmer Corporation, Physical Electronics Division Press, Eden Prairie, 1979. P. 38-81.Beketov G., Heinrichs B. , Pirard J.-P., Chenakin S., Kruse N. // Appl. Surf. Sci. 2013. Vol. 287. P. 293–298.Beketov G., Heinrichs B. , Pirard J.-P., Chenakin S., Kruse N. // Appl. Surf. Sci. 2013. Vol. 287. P. 293–298.Brun M., Berthet A., Bertolini J.C. // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1999. Vol. 104. Is. 1-3. P. 55–60.Brun M., Berthet A., Bertolini J.C. // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1999. Vol. 104. Is. 1-3. P. 55–60.Sheppard N., De La Cruz C. // Catal. Today. 2001. Vol. 70. Is. 1-3. P. 3-13.Sheppard N., De La Cruz C. // Catal. Today. 2001. Vol. 70. Is. 1-3. P. 3-13.Паукштис Е.А. ИК спектроскопия в гетерогенном кислотно-основном катализе. Новосибирск: Наука, 1984. 255 с.Паукштис Е.А. ИК спектроскопия в гетерогенном кислотно-основном катализе. Новосибирск: Наука, 1984. 255 с.Yashnik S.A., Urzhuntsev G.A., Stadnichenko A.I., Svintsitskiy D.A., Ishchenko A.V., Boronin, A.I., Ismagilov Z.R. // Catal. Today. 2019. Vol. 323. P. 257-270.Yashnik S.A., Urzhuntsev G.A., Stadnichenko A.I., Svintsitskiy D.A., Ishchenko A.V., Boronin, A.I., Ismagilov Z.R. // Catal. Today. 2019. Vol. 323. P. 257-270.Bertarione S., Scarano D., Zecchina A., Johanek V., Hoffman J., Schauermann S., Frank M.M., Libuda J., Ruppechter G., Freund H.-J. // J. Phys. Chem. B. 2004. Vol. 108. P. 3603-3613.Bertarione S., Scarano D., Zecchina A., Johanek V., Hoffman J., Schauermann S., Frank M.M., Libuda J., Ruppechter G., Freund H.-J. // J. Phys. Chem. B. 2004. Vol. 108. P. 3603-3613.Волкова Г.Г., Бадмаев С.Д., Плясова Л.М., Паукштис Е.А. Бифункциональные катализаторы получения метилацетата, водорода и изогексанов: научное издание. Ин-т катализа СО РАН. – Новосибирск: Изд. отдел ИК СО РАН, 2013. 242 с.Волкова Г.Г., Бадмаев С.Д., Плясова Л.М., Паукштис Е.А. Бифункциональные катализаторы получения метилацетата, водорода и изогексанов: научное издание. Ин-т катализа СО РАН. – Новосибирск: Изд. отдел ИК СО РАН, 2013. 242 с.Sachtler W.M.H., Stakheev A. // Catal. Today. 1992. Vol. 12. Is. 2-3. P. 283-295.Sachtler W.M.H., Stakheev A. // Catal. Today. 1992. Vol. 12. Is. 2-3. P. 283-295.Juszczyk W., Karpiński Z., Ratajczykowa I., Stanasiuk Z., Zieliński J., Sheu L., Sachtler W. M. H. // J. Catal. 1989. Vol. 120. Is. 1. P. 68-77.Juszczyk W., Karpiński Z., Ratajczykowa I., Stanasiuk Z., Zieliński J., Sheu L., Sachtler W. M. H. // J. Catal. 1989. Vol. 120. Is. 1. P. 68-77.Zorn K., Giorgio S., Halwax E., Henry C. R., Gronbeck H., Rupprechter G. // J. Phys. Chem. C. 2011. Vol. 115. Is. 4. P. 1103-1111.Zorn K., Giorgio S., Halwax E., Henry C. R., Gronbeck H., Rupprechter G. // J. Phys. Chem. C. 2011. Vol. 115. Is. 4. P. 1103-1111.Hadjiivanov K.I., Vayssilov G.N. // Adv. Catal. 2002. Vol. 47. P. 307–511.Hadjiivanov K.I., Vayssilov G.N. // Adv. Catal. 2002. Vol. 47. P. 307–511.Tessier D., Rakai A., Bozon-Verduraz F. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1992. Vol. 88. Is. 5. P. 741-749.Tessier D., Rakai A., Bozon-Verduraz F. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1992. Vol. 88. Is. 5. P. 741-749.Murata K., Eleeda E., Ohyama J., Yamamoto Y., Arai S., Satsuma A. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2019. Vol. 21. Is. 33. P. 18128–18137.Murata K., Eleeda E., Ohyama J., Yamamoto Y., Arai S., Satsuma A. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2019. Vol. 21. Is. 33. P. 18128–18137.Tiznado H., Fuentes S., Zaera F. // Langmuir. 2004. Vol. 20. Is. 24. P. 10490–10497.Tiznado H., Fuentes S., Zaera F. // Langmuir. 2004. Vol. 20. Is. 24. P. 10490–10497.Бурсиан Н.Р. Технология изомеризации парафиновых углеводородов. Л.: Химия, 1985. 192 с.Бурсиан Н.Р. Технология изомеризации парафиновых углеводородов. Л.: Химия, 1985. 192 с.Smolikov M.D., Shkurenok V.A., Bikmetova L.I., Prosvirin I.P., Gulyaeva T.I., Bukhtiyarov A.V., Paukshtis E.A., Bukhtiyarov V.I., Lavrenov A.V. // Mol. Cat.. 2022. Vol. 529. 112527:1-13.Smolikov M.D., Shkurenok V.A., Bikmetova L.I., Prosvirin I.P., Gulyaeva T.I., Bukhtiyarov A.V., Paukshtis E.A., Bukhtiyarov V.I., Lavrenov A.V. // Mol. Cat.. 2022. Vol. 529. 112527:1-13.Dzhikiya O.V., Smolikov M.D., Kazantsev K.V., Yablokova S.S., Kireeva T.V., Paukshtis E.A., Gulyaeva T.I., Belyi A.S. // AIP Conference Proceedings. 2017. V.1876. 020009:1-7.Dzhikiya O.V., Smolikov M.D., Kazantsev K.V., Yablokova S.S., Kireeva T.V., Paukshtis E.A., Gulyaeva T.I., Belyi A.S. // AIP Conference Proceedings. 2017. V.1876. 020009:1-7.Смоликов М.Д., Гончаров В.Б., Садовская Е.М., Казанцев К.В., Затолокина Е.В., Кирьянов Д.И., Паукштис Е.А., Бальжинимаев Б.С., Белый А.С. // Катализ в промышленности. 2013. № 6. С. 51-60.Смоликов М.Д., Гончаров В.Б., Садовская Е.М., Казанцев К.В., Затолокина Е.В., Кирьянов Д.И., Паукштис Е.А., Бальжинимаев Б.С., Белый А.С. // Катализ в промышленности. 2013. № 6. С. 51-60.Song X., Sayari A. // Catal. Rev. - Sci. Eng. 1996. Vol. 38. Is. 3. P. 329–412.Song X., Sayari A. // Catal. Rev. - Sci. Eng. 1996. Vol. 38. Is. 3. P. 329–412.Ebitani K., Konno H., Tanaka T., Hattori H. States of platinum in the zirconium oxide promoted by platinum and sulfate ion // J. Catal. 1993. Vol. 143. Is. 1. P. 322-323.Ebitani K., Konno H., Tanaka T., Hattori H. States of platinum in the zirconium oxide promoted by platinum and sulfate ion // J. Catal. 1993. Vol. 143. Is. 1. P. 322-323.Iglesia E., Barton D.G., Soled S.L., Miseo S., Baumgartner J.E., Gates W.E., Meitzner G.D. // Stud. Surf. Sci. Catal. 1996. Vol. 101. P. 533-542.Iglesia E., Barton D.G., Soled S.L., Miseo S., Baumgartner J.E., Gates W.E., Meitzner G.D. // Stud. Surf. Sci. Catal. 1996. Vol. 101. P. 533-542.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.