catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-132Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ КАТАЛИЗАGENERAL PROBLEMS OF CATALYSISСИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ МАССИВНЫХ КАРБИДОВ МОЛИБДЕНА И НАНЕСЕННЫХ КАРБИДСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ СОСТАВА Мо2С/С, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИSynthesis and study of massive molybdenum carbides and supported carbide containing catalyst composition Мо2С/С, obtained by mechanical activationВасилевичА. В.VasiljevichA. V.

инженер ИППУ СО РАН. Тел.: (3812) 67-04-11

vasilevich.ihcp@mail.ruБаклановаО. Н.BaklanovaO. N.

канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник того же института. Тел. тот же.

baklanova@ihcp.oscsbras.ruЛавреновА. В.LavrenovA. V.

канд. хим. наук, зам. директора по НИР ИППУ СО РАН. Тел.: (3812) 67-33-32

lavr@ihcp.ruКняжеваО. А.KnyazhevaO. A.

канд. хим. наук, мл. науч. сотрудник того же института. Тел.:(3812) 67-04-11

knazheva@ihcp.oscsbras.ruГуляеваТ. И.GulyaevaT. I.

мл. науч. сотрудник того же института. Тел.: (3812) 67-22-16

tangul-8790@ihcp.oscsbras.ruТренихинМ. В.TrenihinM. V.

канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник того же института. Тел. тот же.

tremv@ihcp.oscsbras.ruЛихолобовВ. А.LikholobovV. A.

д-р хим. наук, директор ИППУ СО РАН. Тел.: (3812) 67-04-50

val@ihcp.oscsbras.ruИнститут проблем переработки углеводородов СО РАН, г. ОмскRussian Federation201326112014062129Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/132

Впервые созданы методики синтеза массивного карбида молибдена методом механической активации на воздухе смеси MoO3, технического углерода и Zn; синтеза нанесенного карбидсодержащего катализатора состава Мо2С/С методом механической активации в инертной среде технического углерода, пропитанного 16 %-ным водным раствором парамолибдата аммония. Для механоактивированных композиций c применением комплекса физико-химических методов определены содержание металлов, размер частиц, удельная площадь поверхности, фазовый состав. Методом электронной микроскопии изучено строение карбидсодержащего нанесенного катализатора, методом температурнопрограммируемой десорбции аммиака изучены его кислотные свойства и проведены каталитические испытания в модельных реакциях гидрообессеривания дибензотиофена (ДБТ) и ароматизации алканов. Показано, что катализатор состава Mo2C/C проявляет высокую активность в этих реакциях: конверсия ДБТ при времени контакта 3–6 ч составляет 80–85 %. Конверсия н-гептана при времени контакта 2 ч составляет 31,2 %, и продуктом реакции на 100 % является толуол. Увеличение времени контакта до 6 ч приводит к снижению конверсии н-гептана до 1,3 %, причем  в составе продуктов реакции содержится до 47 % циклоалканов С6–С7. Результаты работы свидетельствуют о высокой каталитической активности катализатора состава Mo2C/C, полученного методом механической активации.

The methods the first time are developed for the synthesis of solid molybdenum carbide by mechanical activation in air of mixture MoO3, carbon and Zn; for synthesis of supported carbide containing catalyst Mo2C/C composition by the method of mechanical activation in an inert atmosphere of carbon impregnated with 16 % aqueous solution of ammonium paramolybdate. The metal content, particle size, surface area, phase composition are determined for mechanically activated compositions using a complex of physical and chemical methods. Structure of carbide containing supported catalyst was studied by electron microscopy, catalyst’s acidic properties were studied by temperature-programmed desorption of ammonia and the catalytic test were carried out in model reactions of hydrodesulfurization of dibenzothiophene (DBT) and aromatization of alkanes. It is shown that the catalyst composition Mo2C/C exhibits a high activity in these reactions: conversion of DBT at contact time 3–6 hours is 80–85 %; conversion of n- heptane at a contact time of 2 hours is 31,2 %, and the reaction product is 100% toluene. Increasing the contact time to 6 hours reduces the conversion of n-heptane and 1,3 % , wherein in the reaction product contains up to 47 % of С6–С7 cycloalkane. The results show a high catalytic activity of Mo2C/C, obtained by mechanical activation.

высокодисперсный катализатормеханическая активациякарбид молибденауглеродhighly dispersed catalystmechanical activationmolybdenum carbidecarbonReferencesХавкин В.А., Соляр Б.З., Гуляева Л.А. // Мир нефтепродуктов. 2008. № 2. С. 8—12.Хавкин В.А., Соляр Б.З., Гуляева Л.А. // Мир нефтепродуктов. 2008. № 2. С. 8—12.Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002.Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002.Del Bianco A., Panariti N., Di Carlo S., Elmouchnino J., Fixari B., Le Perchec P. // Applied catalysis A: General. 1993. Vol. 94. P. 1—16.Del Bianco A., Panariti N., Di Carlo S., Elmouchnino J., Fixari B., Le Perchec P. // Applied catalysis A: General. 1993. Vol. 94. P. 1—16.Zhang S., Liu D., Deng W., Que G. // Energy&Fuels. 2007. Vol. 21, № 6. P. 3057—3062.Zhang S., Liu D., Deng W., Que G. // Energy&Fuels. 2007. Vol. 21, № 6. P. 3057—3062.Anderson R.F., Olson R.K., Hatchings L.E. et al. // Future heavy crude tar sands, 2nd International Conference. (Caracas, Venezuela, 7—17 February 1982). MacGraw-Hill, New York, 1984. P. 1189.Anderson R.F., Olson R.K., Hatchings L.E. et al. // Future heavy crude tar sands, 2nd International Conference. (Caracas, Venezuela, 7—17 February 1982). MacGraw-Hill, New York, 1984. P. 1189.Menzies M.A., Silva A.E. // Chem. Ing. 1981. Vol. 88, № 4. P. 58—66.Menzies M.A., Silva A.E. // Chem. Ing. 1981. Vol. 88, № 4. P. 58—66.Snape C.T., Bolton C., Dosch R.G., Stephens H.P. // Energy&Fuels. 1986. Vol. 3, P. 421.Snape C.T., Bolton C., Dosch R.G., Stephens H.P. // Energy&Fuels. 1986. Vol. 3, P. 421.Кадиева М.Х., Хаджиев С.Н. и др. // Нефтехимия. 2011. Т. 51. № 1. С. 17—24.Кадиева М.Х., Хаджиев С.Н. и др. // Нефтехимия. 2011. Т. 51. № 1. С. 17—24.Хаджиев С.Н. // Нефтехимия. 2011. Т. 51. № 1. С.3—16.Хаджиев С.Н. // Нефтехимия. 2011. Т. 51. № 1. С.3—16.Pat. (US) 5 466 363. Integrated process for hydrotreating heavy oil, then manufacturing an alloy or steel using a carbon-based catalyst / Costandi A. Audeh, Lillian A. Rankel. 1995.Pat. (US) 5 466 363. Integrated process for hydrotreating heavy oil, then manufacturing an alloy or steel using a carbon-based catalyst / Costandi A. Audeh, Lillian A. Rankel. 1995.Pat. (US) 2010/0224535. Carbon supported catalyst for demetallation of heavy crude oil and residue / Maity S.K., Ancheyta J.J., Alonso M.F., Fukuyama H., Terai S., Uchida M. 2010.Pat. (US) 2010/0224535. Carbon supported catalyst for demetallation of heavy crude oil and residue / Maity S.K., Ancheyta J.J., Alonso M.F., Fukuyama H., Terai S., Uchida M. 2010.Yermakov Y.I., Starsev A.N., Shuropat S.A. et. al. // React. Kinet. Catal. Lett. 1988. Vol. 36. P. 65—70.Yermakov Y.I., Starsev A.N., Shuropat S.A. et. al. // React. Kinet. Catal. Lett. 1988. Vol. 36. P. 65—70.Furimsky E. // Applied Catalysis A: General. 2003. Vol. 240. P. 1—28.Furimsky E. // Applied Catalysis A: General. 2003. Vol. 240. P. 1—28.Sayag C., Benkhaled M., Suppan S., Trawezynski J., Djega-Mariadassou G. // Applied Catalysis A: General. 2004. Vol. 275. P. 15—24.Sayag C., Benkhaled M., Suppan S., Trawezynski J., Djega-Mariadassou G. // Applied Catalysis A: General. 2004. Vol. 275. P. 15—24.Clair T.P.St., Dhandapani B., Oyama S.T. // Catal. Lett. 1999. Vol. 58. P. 169—171.Clair T.P.St., Dhandapani B., Oyama S.T. // Catal. Lett. 1999. Vol. 58. P. 169—171.Frauwaiiner M.L., Lopez-Linares F., Lara-Romero J., Scott C.E., Ali V., Hernandez E., Pereira-Almao P. // Applied Catalysis A: General. 2011. Vol. 394. P. 62—70.Frauwaiiner M.L., Lopez-Linares F., Lara-Romero J., Scott C.E., Ali V., Hernandez E., Pereira-Almao P. // Applied Catalysis A: General. 2011. Vol. 394. P. 62—70.Xiang M., Li D., Sun J., She X. // J. Natural Gas Chemistry. 2010. Vol. 19. P. 151—155.Xiang M., Li D., Sun J., She X. // J. Natural Gas Chemistry. 2010. Vol. 19. P. 151—155.Tominaga H., Nagai M. // Applied Catalysis A: General. 2007. Vol. 328. P. 35—42.Tominaga H., Nagai M. // Applied Catalysis A: General. 2007. Vol. 328. P. 35—42.Puello-Polo E., Brito J.L. // Catalysis Today. 2010. Vol. 149. P. 316—320.Puello-Polo E., Brito J.L. // Catalysis Today. 2010. Vol. 149. P. 316—320.Szymanska-Kolasa A., Lewandowski M., Sayag C., Brodzki D., Diega-Mariadassou G. // Catalysis Today. 2007. Vol. 119. P. 35—38.Szymanska-Kolasa A., Lewandowski M., Sayag C., Brodzki D., Diega-Mariadassou G. // Catalysis Today. 2007. Vol. 119. P. 35—38.Pielazec J., Mierzwa B., Medjahdi G., Mareche J.F., Puricelli S., Celzard A., Furdin G. // Applied Catalysis A:Pielazec J., Mierzwa B., Medjahdi G., Mareche J.F., Puricelli S., Celzard A., Furdin G. // Applied Catalysis A:General. 2005. Vol. 296. Р. 232—237.General. 2005. Vol. 296. Р. 232—237.Hyeon T., Fang M., Suslick K.S. // J. Am. Chem. Soc. 1996. Vol. 118. P. 5492—5493.Hyeon T., Fang M., Suslick K.S. // J. Am. Chem. Soc. 1996. Vol. 118. P. 5492—5493.Lee J.S., Oyama S.T., Boudart M. // J. Catalysis. 1987. Vol. 106. P. 125—133.Lee J.S., Oyama S.T., Boudart M. // J. Catalysis. 1987. Vol. 106. P. 125—133.Guil-Lopez R., Nieto E., Botas J.A., Fierro J.L.G. // J. Solid State Chemistry. 2012. Vol. 190. P. 285—295.Guil-Lopez R., Nieto E., Botas J.A., Fierro J.L.G. // J. Solid State Chemistry. 2012. Vol. 190. P. 285—295.Zhu Q., Yang J., Wang J., Li S., Wang H. // J. Natural Gas Chemistry. 2003. Vol. 12. P. 23—30.Zhu Q., Yang J., Wang J., Li S., Wang H. // J. Natural Gas Chemistry. 2003. Vol. 12. P. 23—30.Xia P., Chen Y.Q., Shen J.J., Li Z.Q. // J. Alloys and Compounds. 2008. Vol. 453. P. 185—190.Xia P., Chen Y.Q., Shen J.J., Li Z.Q. // J. Alloys and Compounds. 2008. Vol. 453. P. 185—190.Knabbaz S., Honarbakhsh-Raouf A., Araie A., Saghafi M. // Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2013. in Press.Knabbaz S., Honarbakhsh-Raouf A., Araie A., Saghafi M. // Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2013. in Press.Linares C.E., Lopez J., Scaffidi A., Scott C.E. // Applied Catalysis A: General. 2005. Vol. 292. P. 113—117.Linares C.E., Lopez J., Scaffidi A., Scott C.E. // Applied Catalysis A: General. 2005. Vol. 292. P. 113—117.Пат. 2388689 (РФ). Способ получения карбида вольфрама W2C / Молчанов В.В, Гойдин В.В. 2008.Пат. 2388689 (РФ). Способ получения карбида вольфрама W2C / Молчанов В.В, Гойдин В.В. 2008.Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск: Наука, 1986.Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск: Наука, 1986.Княжева О.А., Бакланова О.Н., Лавренов А.В., Дроздов В.А., Леонтьева Н.Н., Тренихин М.В., Арбузов А.Б., Лихолобов В.А. // Кинетика и катализ. 2011. Т. 52. № 6. С. 910—919.Княжева О.А., Бакланова О.Н., Лавренов А.В., Дроздов В.А., Леонтьева Н.Н., Тренихин М.В., Арбузов А.Б., Лихолобов В.А. // Кинетика и катализ. 2011. Т. 52. № 6. С. 910—919.Bej S.K., Benett C.A., Thompson L.T. // Applied Catalysis A: General. 2003. Vol. 250. P. 197—208.Bej S.K., Benett C.A., Thompson L.T. // Applied Catalysis A: General. 2003. Vol. 250. P. 197—208.Bartos R., Solymost F. // J. Catalysis. 2005. Vol. 235. P. 60—68.Bartos R., Solymost F. // J. Catalysis. 2005. Vol. 235. P. 60—68.Сurtis C.W., Chen J.H., Tang Y. // Energy&Fuels. 1995. Vol. 9, № 2. P. 205—221.Сurtis C.W., Chen J.H., Tang Y. // Energy&Fuels. 1995. Vol. 9, № 2. P. 205—221.

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