catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-167Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ КАТАЛИЗАGENERAL PROBLEMS OF CATALYSISЗОЛЬ-ГЕЛЬ СИНТЕЗ МИКРО-МЕЗОПОРИСТЫХ АЛЮМОСИЛИКАТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОЛИГОМЕРНЫХ ЭФИРОВ ОРТОКРЕМНИЕВОЙ КИСЛОТЫSol-gel synthesis of micro-mesoporous aluminosilicates using oligoesters of ortho-silicic acidАглиуллинМ. Р.AgliullinM. R.

аспирант

kutepoff@inbox.ruВекловВ. А.VeklovV. A.

канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник

kutepoff@inbox.ruТалиповаР. Р.TalipovaR. R.

канд. хим. наук, науч. сотрудник

kutepoff@inbox.ruГригорьеваН. Г.GrigorievaN. G.

д-р хим. наук, ст. науч. сотрудник.

kutepoff@inbox.ruКутеповБ. И.KutepovB. I.

д-р хим. наук, зав. лабораторией приготовления катализаторов.

kutepoff@inbox.ruИнститут нефтехимии и катализа РАН, г. УфаRussian Federation20142711201403712Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/167

Разработан способ золь-гель синтеза микро-мезопористых и мезопористых алюмосиликатов (МАС) с использованием промышленно доступного сырья (смеси олигомерных эфиров ортокремниевой кислоты марки этилсиликат-40 и водно-спиртового раствора нитрата алюминия). Исследовано влияние pH на характеристики пористой структуры алюмосиликатов с различным соотношением Si/Al. Показано, что варьирование рН на стадии гидролиза позволяет синтезировать как микропористые, так и мезопористые алюмосиликаты с довольно узким распределением пор, изменяя при этом удельную площадь поверхности от 341 до 684 м2/г, удельный объем пор от 0,2 до 0,95 см3/г, диаметр пор от 0,17 до 40 нм и суммарную кислотность по аммиаку от 226 до 405 мкмоль/г. Изучены кислотные свойства образцов с различным соотношением SiO2/Al2O3 и их каталитическая активность в модельной реакции димеризации αетилстирола (80 °С, 10 мас.% МАС, начальная концентрация α-метилстирола в хлорбензоле 3,3 моль/л). Установлено, что максимальная конверсия α-метилстирола (99,8 мол.%) наблюдается на образцах с соотношением SiO2/Al2O3, равным 5 и 20, для которых характерны максимальные концентрации кислотных центров. Микро-мезопористые алюмосиликаты перспективны для каталитических превращенийкислотно-основного типа различных органических соединений.

A method for sol-gel synthesis of micro-meso- and mesoporous aluminosilicates (MAS) was developed using the commercially available raw materials (a mixture of ethylsilicate-40 type oligoesters of ortho-silicic acid and alcohol water solutions of aluminium nitrate). The influence of pH on the porous structure of aluminosilicates with various Si/Al ratios was studied. A variation in pH at the hydrolysis stage was shown to allow both microporous and mesoporous aluminosilicate with a narrow pore size distribution to be synthesized, the specific surface area being varied from 341 to 684 m2/g, specific pore volume from 0,2 to 0,95 cm3/g, pore diameter from 0,17 to 40 nm, total ammonia acidity from 226 to 405 μmol/g. The acidic properties of the samples with different SiO2/Al2O3 ratios and their catalytic activities were studied using the model reaction of α-methylstyrene dimerization (80 °C, 10 wt.% MAC, the initial α-methylstyrene concentration 3.3 mol/l in chlorobenzene). The maximal α-methylstyrene conversion (99,8 %) was observed over the catalysts at the SiO2/Al2O3 ratios equal to 5 and 20 when the concentrations of acid sites are maximal. The micro-mesoporous aluminosilicates are promising catalysts for acid-base transformations of various organic compounds.

золь-гель синтезмезопористые алюмосиликатыхарактеристики пористой структурыкатализаторыдимеризация α-метилстиролаsol-gel synthesismesoporous aluminosilicateporous structurecatalystsdimerization of α-methylstyreneReferencesРабо Дж. Химия цеолитов и катализ на цеолитах Дж. Рабо. Пер. с англ.; Под ред. Миначёва Х.М. М.:Рабо Дж. Химия цеолитов и катализ на цеолитах Дж. Рабо. Пер. с англ.; Под ред. Миначёва Х.М. М.:Мир. 1980. Т. 2. 422 с.Мир. 1980. Т. 2. 422 с.Trong On D., Desplantier-Giscard D., Danumah C., Kaliaguine S. // Perspectives in catalytic applications of mesostructured materials. Appl. Catal. A. 2003. Vol. 253. P. 545—602.Trong On D., Desplantier-Giscard D., Danumah C., Kaliaguine S. // Perspectives in catalytic applications of mesostructured materials. Appl. Catal. A. 2003. Vol. 253. P. 545—602.Kresge C.T., Leonowicz M.E., Roth W.J., Vartuli J.C., Beck J.S. // Nature. 1992. Vol. 359. P. 710.Kresge C.T., Leonowicz M.E., Roth W.J., Vartuli J.C., Beck J.S. // Nature. 1992. Vol. 359. P. 710.Corma A. // Chem. Rev. 1997. Vol. 97. № 6. P. 2373.Corma A. // Chem. Rev. 1997. Vol. 97. № 6. P. 2373.Скарченко В.К. Алюмосиликатные катализаторы. Киев: Изд-во АН УССР, 1963. С. 120.Скарченко В.К. Алюмосиликатные катализаторы. Киев: Изд-во АН УССР, 1963. С. 120.Ed. Sumio Sakka // Handbook of sol-gel science and technology: processing, characterization, and applications. Vol. 1—3. New York. 2004.Ed. Sumio Sakka // Handbook of sol-gel science and technology: processing, characterization, and applications. Vol. 1—3. New York. 2004.Perego C., Amarilli S., Carati A., Flego C., Pazzuconi G., Rizzo C., Bellussi G. // Microporous and Mesoporous Materials. 1999. Vol. 27. P. 345—354.Perego C., Amarilli S., Carati A., Flego C., Pazzuconi G., Rizzo C., Bellussi G. // Microporous and Mesoporous Materials. 1999. Vol. 27. P. 345—354.Пат. 2422361 РФ / Веклов В.А., Кутепов Б.И., Талипова Р.Р. и др. 2009.Пат. 2422361 РФ / Веклов В.А., Кутепов Б.И., Талипова Р.Р. и др. 2009.Brinker C.J., Scherer G.W. // Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. Academic Press, 1990. 908 p.Brinker C.J., Scherer G.W. // Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. Academic Press, 1990. 908 p.Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука. Сиб. отдние, 1999.Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука. Сиб. отдние, 1999.Ющенко В.В. // Кинетика и катализ. 1997. 71. № 4. С. 62.Ющенко В.В. // Кинетика и катализ. 1997. 71. № 4. С. 62.Григорьева Н.Г., Паукштис Е.А., Кутепов Б.И., Галяутдинова Р.Р. и др. Цеолиты типа Y в реакции димеризации α-метилстирола // Нефтехимия. 2005. Т. 45. № 6. С. 453—459.Григорьева Н.Г., Паукштис Е.А., Кутепов Б.И., Галяутдинова Р.Р. и др. Цеолиты типа Y в реакции димеризации α-метилстирола // Нефтехимия. 2005. Т. 45. № 6. С. 453—459.Лазарев А.Н. Колебательные спектры и строение силикатов. Л.: Наука, 1968.Лазарев А.Н. Колебательные спектры и строение силикатов. Л.: Наука, 1968.Schiith F., Unger K. // Handbook of Heterogeneous Catalysis. Vol. 1. Weinheim: John Wiley & Sons, 1997. P. 72Schiith F., Unger K. // Handbook of Heterogeneous Catalysis. Vol. 1. Weinheim: John Wiley & Sons, 1997. P. 72

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