catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2025-4-60-70catal-1187Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYДимеризация этилена на нанесенных оксидах палладия, никеля и кобальта. Влияние природы носителяCatalytic dimerization of ethylene on supported transition metal oxides. effect of the support natureМироненкоР. М.MironenkoR. M.ctls@kalvis.ruЛавреновА. В.LavrenovA. V.ctls@kalvis.ruЧумаченкоЮ. А.ChumachenkoYu. A.ctls@kalvis.ruСайбулинаЭ. Р.SaybulinaE. R.ctls@kalvis.ruКарповаТ. Р.KarpovaT. R.ctls@kalvis.ruМоисеенкоМ. А.MoiseenkoM. A.ctls@kalvis.ruГорбуноваО. В.GorbunovaO. V.ctls@kalvis.ruГуляеваТ. И.GulyaevaT. I.ctls@kalvis.ruКорниенкоН. В.KornienkoN. V.ctls@kalvis.ruМуромцевИ. В.MuromtsevI. V.ctls@kalvis.ruТренихинМ. В.TrenikhinM. V.ctls@kalvis.ruЦентр новых химических технологий ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН, ОмскРоссияCenter of New Chemical Technologies BIC, Boreskov Institute of Catalysis, OmskRussian Federation2025150820252546070Copyright © LLC "KALVIS", 20252025LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/1187

В качестве катализаторов димеризации этилена рассмотрены оксиды палладия, никеля и кобальта, нанесенные на поверхность различных пористых материалов (γ-Al2O3, B2O3/Al2O3, активный уголь и Сибунит). Для синтеза палладий- и никельсодержащих катализаторов, активных в димеризации этилена, оказалось принципиальным использование алюмооксидных носителей. Нанесение на углеродные материалы приводит к системам, содержащим палладий и никель преимущественно в металлическом состоянии, что не обеспечивает возможность развития реакций превращения этилена. Кобальтсодержащие катализаторы, наоборот, оказываются наиболее активны в случае закрепления на углеродной поверхности, на которой формируются частицы CoO. Данные катализаторы, благодаря низкой концентрации на их поверхности кислотных центров, обладают преимуществом с точки зрения достижения максимального выхода бутена-1, как наиболее востребованного продукта димеризации этилена.

Palladium, nickel and cobalt oxides supported on the surface of various porous materials (g-Al2O3, B2O3/Al2O3, activated carbon and Sibunit) are considered as catalysts for ethylene dimerization. The use of alumina supports turned out to be fundamental for the synthesis of active palladium- and nickel-containing catalysts. Deposition on the carbon materials results in catalysts containing palladium and nickel predominantly in the metallic state, which does not provide the possibility of ethylene conversions. Cobalt catalysts, on the contrary, are most active when supported on a carbon surface due to the formation of CoO particles. These catalysts, due to the low density of acid sites on their surface, have an advantage in terms of achieving the maximum yield of butene-1, as the most valuable product of ethylene dimerization.

димеризация этиленабутеныселективностьнанесенные катализаторыethylene dimerizationbutenesselectivitysupported catalystsReferencesSpeight J.G. Handbook of Petrochemical Processes. Boca Raton: CRC Press, 2019. 561 p. DOI: 10.1201/9780429155611.Speight J.G. Handbook of Petrochemical Processes. Boca Raton: CRC Press, 2019. 561 p. DOI: 10.1201/9780429155611.Geilen F.M.A., Stochniol G., Peitz S., Schulte-Koerne E. Butenes. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH, 2013. DOI: 10.1002/14356007.a04_483.pub3.Geilen F.M.A., Stochniol G., Peitz S., Schulte-Koerne E. Butenes. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH, 2013. DOI: 10.1002/14356007.a04_483.pub3.Bender M. // ChemBioEng Rev. 2014. V. 1. № 4. P. 136–147. DOI: 10.1002/cben.201400016.Bender M. // ChemBioEng Rev. 2014. V. 1. № 4. P. 136–147. DOI: 10.1002/cben.201400016.Сафина Ф.Ф., Харлампиди Х.Э. // Вестн. Казанского технол. ун-та. 2011. № 24. С. 20–26.Сафина Ф.Ф., Харлампиди Х.Э. // Вестн. Казанского технол. ун-та. 2011. № 24. С. 20–26.Белов Г.П. // Катализ в пром-сти. 2014. № 3. С. 13–19.Белов Г.П. // Катализ в пром-сти. 2014. № 3. С. 13–19.Forestière A., Olivier-Bourbigou H., Saussine L. // Oil Gas Sci. Technol. 2009. V. 64. № 6. P. 649–667. DOI: 10.2516/ogst/2009027.Forestière A., Olivier-Bourbigou H., Saussine L. // Oil Gas Sci. Technol. 2009. V. 64. № 6. P. 649–667. DOI: 10.2516/ogst/2009027.Alenezi H., Alwi S.R.W., Manan Z.A., Zaidel D.N.A. // Int. J. Innovative Technol. Explor. Eng. 2019. V. 8. № 10. P. 3969–3975. DOI: 10.35940/ijitee.J9936.0881019.Alenezi H., Alwi S.R.W., Manan Z.A., Zaidel D.N.A. // Int. J. Innovative Technol. Explor. Eng. 2019. V. 8. № 10. P. 3969–3975. DOI: 10.35940/ijitee.J9936.0881019.Parfenova L.V., Bikmeeva A.Kh., Kovyazin P.V., Khalilov L.M. // Molecules. 2024. V. 29. № 2. 502. DOI: 10.3390/molecules29020502.Parfenova L.V., Bikmeeva A.Kh., Kovyazin P.V., Khalilov L.M. // Molecules. 2024. V. 29. № 2. 502. DOI: 10.3390/molecules29020502.Bryliakov K.P., Antonov A.A. // J. Organomet. Chem. 2018. V. 867. P. 55–61. DOI: 10.1016/j.jorganchem.2018.03.021.Bryliakov K.P., Antonov A.A. // J. Organomet. Chem. 2018. V. 867. P. 55–61. DOI: 10.1016/j.jorganchem.2018.03.021.Olivier-Bourbigou H., Breuil P.A.R., Magna L., Michel T., Espada Pastor M.F., Delcroix D. // Chem. Rev. 2020. V. 120. № 15. P. 7919–7983. DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00076.Olivier-Bourbigou H., Breuil P.A.R., Magna L., Michel T., Espada Pastor M.F., Delcroix D. // Chem. Rev. 2020. V. 120. № 15. P. 7919–7983. DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00076.Metzger E.D., Brozek C.K., Comito R.J., Dincă M. // ACS Cent. Sci. 2016. V. 2. № 3. P. 148–153. DOI: 10.1021/acscentsci.6b00012.Metzger E.D., Brozek C.K., Comito R.J., Dincă M. // ACS Cent. Sci. 2016. V. 2. № 3. P. 148–153. DOI: 10.1021/acscentsci.6b00012.Chen C., Alalouni M.R., Dong X., Cao Z., Cheng Q., Zheng L., Meng L., Guan C., Liu L., Abou-Hamad E., Wang J., Shi Z., Huang K.-W., Cavallo L., Han Y. // J. Am. Chem. Soc. 2021. V. 143. № 18. P. 7144–7153. DOI: 10.1021/jacs.1c02272.Chen C., Alalouni M.R., Dong X., Cao Z., Cheng Q., Zheng L., Meng L., Guan C., Liu L., Abou-Hamad E., Wang J., Shi Z., Huang K.-W., Cavallo L., Han Y. // J. Am. Chem. Soc. 2021. V. 143. № 18. P. 7144–7153. DOI: 10.1021/jacs.1c02272.Wang C., Li G., Guo H. // Mol. Catal. 2022. V. 524. 112340. DOI: 10.1016/j.mcat.2022.112340.Wang C., Li G., Guo H. // Mol. Catal. 2022. V. 524. 112340. DOI: 10.1016/j.mcat.2022.112340.Kømurcu M., Lazzarini A., Kaur G., Borfecchia E., Øien-Ødegaard S., Gianolio D., Bordiga S., Lillerud K.P., Olsbye U. // Catal. Today. 2021. V. 369. P. 193–202. DOI: 10.1016/j.cattod.2020.03.038.Kømurcu M., Lazzarini A., Kaur G., Borfecchia E., Øien-Ødegaard S., Gianolio D., Bordiga S., Lillerud K.P., Olsbye U. // Catal. Today. 2021. V. 369. P. 193–202. DOI: 10.1016/j.cattod.2020.03.038.Hulea V. // ACS Catal. 2018. V. 8. P. 3263–3279. DOI: 10.1021/acscatal.7b04294.Hulea V. // ACS Catal. 2018. V. 8. P. 3263–3279. DOI: 10.1021/acscatal.7b04294.Ghashghaee M. // Rev. Chem. Eng. 2017. V. 34. № 5. P. 595–655. DOI: 10.1515/revce-2017-0003.Ghashghaee M. // Rev. Chem. Eng. 2017. V. 34. № 5. P. 595–655. DOI: 10.1515/revce-2017-0003.Schuster C. // Z. Elektrochem. Angew. Phys. Chem. 1932. V. 38. № 8а. P. 614–618. DOI: 10.1002/bbpc.19320380839.Schuster C. // Z. Elektrochem. Angew. Phys. Chem. 1932. V. 38. № 8а. P. 614–618. DOI: 10.1002/bbpc.19320380839.Cheney H.A., McAllister S.H., Fountain E.B., Anderson J., Peterson W.H. // Ind. Eng. Chem. 1950. V. 42. № 12. P. 2580–2586. DOI: 10.1021/ie50492a050.Cheney H.A., McAllister S.H., Fountain E.B., Anderson J., Peterson W.H. // Ind. Eng. Chem. 1950. V. 42. № 12. P. 2580–2586. DOI: 10.1021/ie50492a050.Kiani D., Baltrusaitis J. // Catal. Today. 2021. V. 365. P. 24–34. DOI: 10.1016/j.cattod.2020.04.062.Kiani D., Baltrusaitis J. // Catal. Today. 2021. V. 365. P. 24–34. DOI: 10.1016/j.cattod.2020.04.062.Xu Z., Chada J.P., Xu L., Zhao D., Rosenfeld D.C., Rogers J.L., Hermans I., Mavrikakis M., Huber G.W. // ACS Catal. 2018. V. 8. № 3. P. 2488–2497. DOI: 10.1021/acscatal.7b03205.Xu Z., Chada J.P., Xu L., Zhao D., Rosenfeld D.C., Rogers J.L., Hermans I., Mavrikakis M., Huber G.W. // ACS Catal. 2018. V. 8. № 3. P. 2488–2497. DOI: 10.1021/acscatal.7b03205.Xu Z., Zhao D., Chada J.P., Rosenfeld D.C., Rogers J.L., Hermans I., Huber G.W. // J. Catal. 2017. V. 354. P. 213–222. DOI: 10.1016/j.jcat.2017.08.019.Xu Z., Zhao D., Chada J.P., Rosenfeld D.C., Rogers J.L., Hermans I., Huber G.W. // J. Catal. 2017. V. 354. P. 213–222. DOI: 10.1016/j.jcat.2017.08.019.Zhu K., An Y., Yu F., Liu L., Zhong L. // Catal. Lett. 2022. V. 152. P. 2131–2140. DOI: 10.1007/s10562-021-03790-7.Zhu K., An Y., Yu F., Liu L., Zhong L. // Catal. Lett. 2022. V. 152. P. 2131–2140. DOI: 10.1007/s10562-021-03790-7.Kiani D., Ibrahim F., Hayden S., Hermans I., Beckham G.T. // Appl. Catal. B: Environ. Energy. 2025. V. 365. 124952. DOI: 10.1016/j.apcatb.2024.124952.Kiani D., Ibrahim F., Hayden S., Hermans I., Beckham G.T. // Appl. Catal. B: Environ. Energy. 2025. V. 365. 124952. DOI: 10.1016/j.apcatb.2024.124952.Карпова Т.Р., Лавренов А.В., Булучевский Е.А., Леонтьева Н.Н. // Изв. Акад. наук. Сер. хим. 2023. Т. 72. № 2. С. 379–392.Карпова Т.Р., Лавренов А.В., Булучевский Е.А., Леонтьева Н.Н. // Изв. Акад. наук. Сер. хим. 2023. Т. 72. № 2. С. 379–392.Agirrezabal-Telleria I., Iglesia E. // J. Catal. 2020. V. 389. P. 690–705. DOI: 10.1016/j.jcat.2020.06.038.Agirrezabal-Telleria I., Iglesia E. // J. Catal. 2020. V. 389. P. 690–705. DOI: 10.1016/j.jcat.2020.06.038.Lee K., Hong S.B. // Appl. Catal. A: Gen. 2021. V. 615. 118059. DOI: 10.1016/j.apcata.2021.118059.Lee K., Hong S.B. // Appl. Catal. A: Gen. 2021. V. 615. 118059. DOI: 10.1016/j.apcata.2021.118059.Saxena A., Joshi R., Seemakurthi R.R., Koninckx E., Broadbelt L.J., Greeley J., Gounder R. // ACS Eng. Au. 2022. V. 2. № 1. P. 12–16. DOI: 10.1021/acsengineeringau.1c00014.Saxena A., Joshi R., Seemakurthi R.R., Koninckx E., Broadbelt L.J., Greeley J., Gounder R. // ACS Eng. Au. 2022. V. 2. № 1. P. 12–16. DOI: 10.1021/acsengineeringau.1c00014.Lapidus A., Krylova A. Ethylene oligomerization over Ni- and Pd-zeolites. P. 245–251. In: Proceedings of the DGMK-Conference “Creating Value from Light Olefins – Production and Conversion”, Hamburg, October 10–12, 2001 (DGMK-Tagungsbericht 2001-4) / Ed. by G. Emig, H.-J. Krämer, J. Weitkamp. Hamburg: Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle, 2001. 295 p.Lapidus A., Krylova A. Ethylene oligomerization over Ni- and Pd-zeolites. P. 245–251. In: Proceedings of the DGMK-Conference “Creating Value from Light Olefins – Production and Conversion”, Hamburg, October 10–12, 2001 (DGMK-Tagungsbericht 2001-4) / Ed. by G. Emig, H.-J. Krämer, J. Weitkamp. Hamburg: Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle, 2001. 295 p.Лапидус А.Л., Дергачев А.А. // Газохимия. 2008. № 4. С. 16–26.Лапидус А.Л., Дергачев А.А. // Газохимия. 2008. № 4. С. 16–26.Сайфулина Л.Ф. Полифункциональные Ni-, Pd-, Re-содержащие катализаторы одностадийного получения пропилена из этилена // Дис. … канд. хим. наук. Омск, 2016. 128 с.Сайфулина Л.Ф. Полифункциональные Ni-, Pd-, Re-содержащие катализаторы одностадийного получения пропилена из этилена // Дис. … канд. хим. наук. Омск, 2016. 128 с.Otroshchenko T., Sharapa D.I., Fedorova E.A., Zhao D., Kondratenko E.V. // Angew. Chem. Int. Ed. 2024. V. 63. № 44. e202410646. DOI: 10.1002/anie.202410646.Otroshchenko T., Sharapa D.I., Fedorova E.A., Zhao D., Kondratenko E.V. // Angew. Chem. Int. Ed. 2024. V. 63. № 44. e202410646. DOI: 10.1002/anie.202410646.Суровикин В.Ф., Суровикин Ю.В., Цеханович М.С. // Рос. хим. журн. 2007. Т. 51. № 4. С. 111–118.Суровикин В.Ф., Суровикин Ю.В., Цеханович М.С. // Рос. хим. журн. 2007. Т. 51. № 4. С. 111–118.Лихолобов В.А., Суровикин В.Ф., Плаксин Г.В., Цеханович М.С., Суровикин Ю.В., Бакланова О.Н. // Катализ в пром-сти. 2008. Спецвыпуск. С. 63–68.Лихолобов В.А., Суровикин В.Ф., Плаксин Г.В., Цеханович М.С., Суровикин Ю.В., Бакланова О.Н. // Катализ в пром-сти. 2008. Спецвыпуск. С. 63–68.Карпова Т.Р., Булучевский Е.А., Лавренов А.В., Леонтьева Н.Н., Тренихин М.В., Гуляева Т.И., Талзи В.П. // Химия в интересах устойчивого развития. 2013. Т. 21. № 1. С. 61–68.Карпова Т.Р., Булучевский Е.А., Лавренов А.В., Леонтьева Н.Н., Тренихин М.В., Гуляева Т.И., Талзи В.П. // Химия в интересах устойчивого развития. 2013. Т. 21. № 1. С. 61–68.Yurpalov V.L., Drozdov V.A., Karpova T.R., Lavrenov A.V., Nepomnyashchii A.A., Buluchevskiy E.A. // J. Phys. Chem. C. 2022. V. 126. № 4. P. 1809–1816. DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c09670.Yurpalov V.L., Drozdov V.A., Karpova T.R., Lavrenov A.V., Nepomnyashchii A.A., Buluchevskiy E.A. // J. Phys. Chem. C. 2022. V. 126. № 4. P. 1809–1816. DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c09670.Дроздов А.А., Зломанов В.П., Мазо Г.Н., Спиридонов Ф.М. Неорганическая химия. Т. 3. Кн. 2 / Под ред. Ю.Д. Третьякова. М.: Академия, 2007. 400 с.Дроздов А.А., Зломанов В.П., Мазо Г.Н., Спиридонов Ф.М. Неорганическая химия. Т. 3. Кн. 2 / Под ред. Ю.Д. Третьякова. М.: Академия, 2007. 400 с.Contescu C., Macovei D., Craiu C., Teodorescu C., Schwarz J.A. // Langmuir. 1995. V. 11. № 6. P. 2031–2040. DOI: 10.1021/la00006a032.Contescu C., Macovei D., Craiu C., Teodorescu C., Schwarz J.A. // Langmuir. 1995. V. 11. № 6. P. 2031–2040. DOI: 10.1021/la00006a032.Lopes C.W., Cerrillo J.L., Palomares A.E., Rey F., Agostini G. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. V. 20. № 18. P. 12700–12709. DOI: 10.1039/C8CP00517F.Lopes C.W., Cerrillo J.L., Palomares A.E., Rey F., Agostini G. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. V. 20. № 18. P. 12700–12709. DOI: 10.1039/C8CP00517F.Zhang Z., Zhang Z., Zhang X., Wang F., Wang Z., Li Y., Wang X., Ahishakiye R., Zhang X. // Appl. Surf. Sci. 2023. V. 612. 155871. DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.155871.Zhang Z., Zhang Z., Zhang X., Wang F., Wang Z., Li Y., Wang X., Ahishakiye R., Zhang X. // Appl. Surf. Sci. 2023. V. 612. 155871. DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.155871.Nag N.K. // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 105. № 25. P. 5945–5949. DOI: 10.1021/jp004535q.Nag N.K. // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 105. № 25. P. 5945–5949. DOI: 10.1021/jp004535q.Mironenko R.M., Belskaya O.B., Stepanova L.N., Gulyaeva T.I., Trenikhin M.V., Likholobov V.A. // Catal. Lett. 2020. V. 150. № 3. P. 888‒900. DOI: 10.1007/s10562-019-02974-6.Mironenko R.M., Belskaya O.B., Stepanova L.N., Gulyaeva T.I., Trenikhin M.V., Likholobov V.A. // Catal. Lett. 2020. V. 150. № 3. P. 888‒900. DOI: 10.1007/s10562-019-02974-6.Klokov S.V., Lokteva E.S., Golubina E.V., Chernavskii P.A., Maslakov K.I., Egorova T.B., Chernyak S.A., Minin A.S., Konev A.S. // Appl. Surf. Sci. 2019. V. 463. P. 395–402. DOI: 10.1016/j.apsusc.2018.08.105.Klokov S.V., Lokteva E.S., Golubina E.V., Chernavskii P.A., Maslakov K.I., Egorova T.B., Chernyak S.A., Minin A.S., Konev A.S. // Appl. Surf. Sci. 2019. V. 463. P. 395–402. DOI: 10.1016/j.apsusc.2018.08.105.Silva L.M.S., Órfão J.J.M., Figueiredo J.L. // Appl. Catal. A: Gen. 2001. V. 209. № 1–2. P. 145–154. DOI: 10.1016/S0926-860X(00)00762-6.Silva L.M.S., Órfão J.J.M., Figueiredo J.L. // Appl. Catal. A: Gen. 2001. V. 209. № 1–2. P. 145–154. DOI: 10.1016/S0926-860X(00)00762-6.Лапидус А.Л., Мальцев В.В., Гаранин В.И., Миначев Х.М., Эйдус Я.Т. // Изв. Акад. наук СССР. Сер. хим. 1975. № 12. С. 2819–2821.Лапидус А.Л., Мальцев В.В., Гаранин В.И., Миначев Х.М., Эйдус Я.Т. // Изв. Акад. наук СССР. Сер. хим. 1975. № 12. С. 2819–2821.Maxwell I.E. // Adv. Catal. 1982. V. 31. P. 1–76. DOI: 10.1016/S0360-0564(08)60452-6.Maxwell I.E. // Adv. Catal. 1982. V. 31. P. 1–76. DOI: 10.1016/S0360-0564(08)60452-6.

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