catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-34Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYСЕЛЕКТИВНОЕ ГАЗОФАЗНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЭТАНОЛА МОЛЕКУЛЯРНЫМ КИСЛОРОДОМ НА ОКСИДНЫХ И ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРАХSelective gas-phase oxidation of ethanol by molecular oxygen in the oxide and gold catalystsКолтуновК. Ю.KoltunovK. Yu.

д-р хим. наук, вед. науч. сотрудник Института катализа СО РАН; проф. Новосибирского государственного университета. Тел.: (383) 326-97-65.

koltunov@catalysis.ruСоболевВ. И.SobolevV. I.

канд. хим. наук, зав. лабораторией Институтп катализа СО РАН. Тел. тот же

visobo@catalysis.ruИнститут катализа СО РАН, Новосибирск Новосибирский государственный университет, НовосибирскRussian FederationИнститут катализа СО РАН, НовосибирскRussian Federation201220112014032025Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/34

Быстрый рост производства биоспиртов, в первую очередь биоэтанола, позволяет рассматривать их в качестве перспективного возобновляемого химического сырья для получения многих полезных продуктов органического синтеза. Для разработки новых «зеленых» технологий переработки этанола в продукты с добавленной стоимостью проведено систематическое исследование селективного превращения этанола в условиях окисления молекулярным кислородом в проточном газофазном режиме на таких катализаторах, как V2O5–TiO2, смешанные оксиды V–Mo–Te, V–Mo–Nb и V–Mo–Te–Nb, а также золото, нанесенное на оксидные носители. Каталитическую активность определяли в условиях температурно-программируемой реакции при атмосферном давлении на газовой смеси состава (мол.%): EtOH – 2, O2 –18, He – 80, при объемной скорости подачи смеси 3600 ч–1, на катализаторе фракции 0,25–0,5 мм. В ряде случаев показана возможность эффективного превращения этанола в продукты парциального окисления и сопутствующих превращений – ацетальдегид (выход 90–99 %), уксусную кислоту (выход 92–98 %, производительность > 3 г г-кат.–1ч–1), смесь уксусной кислоты и этилацетата (соотношение ~ 1 : 1, суммарный выход > 90 %).

Bio alcohols, especially bio-ethanol, due to the rapid growth of its production may be a promising renewable chemical feedstock for the production of many useful products of organic synthesis. In order to develop new «green» technologies of ethanol in the valueadded products the authors conducted a systematic study of the selective conversion of ethanol oxidation in molecular oxygen in the gas-phase flow regime on these catalysts, as V2O5–TiO2, mixed oxides of V–Mo–Te, V–Mo–Nb and V–Mo–Te–Nb, as well as gold, deposited on oxide supports. The catalytic activity was determined in a temperature-programmed reaction at atmospheric pressure in the gas mixture composition (mol%): EtOH – 2, O2 – 18, He – 80, with a mixture of volume flow rate 3600 h–1, a catalyst fraction 0,25–0,5 mm. In some cases, there is the possibility of efficient conversion of ethanol into the products of partial oxidation and related transformations – acetaldehyde (yield 90–99 %), acetic acid (yield 92–98 %, the performance of > 3 g g-cat.–1 h–1), a mixture of acetic acid and ethyl acetate (ratio ~ 1 : 1, the total yield of > 90 %).

селективное газофазное окислениеэтанолацетальдегидуксусная кислотагетерогенный катализgas-phase selective oxidationethanolacetaldehydeacetic acidheterogeneous catalysisReferencesRenewable Fuels Assoc. http://www.ethanolrfa.org/pages/ethanol-facts-trade Cheng J.J., Timilsina G.R. // Renewable Energy. 2011. V. 36. P. 3541—3549.Renewable Fuels Assoc. http://www.ethanolrfa.org/pages/ethanol-facts-trade Cheng J.J., Timilsina G.R. // Renewable Energy. 2011. V. 36. P. 3541—3549.Jørgensen B., Kristensen S.B., Kunov-Kruse A.J., Fehrmann R., Christensen C.H., Riisager A. // Top Catal. 2009. V. 52. P. 253—257.Jørgensen B., Kristensen S.B., Kunov-Kruse A.J., Fehrmann R., Christensen C.H., Riisager A. // Top Catal. 2009. V. 52. P. 253—257.Li X., Iglesia E. // Chem. Eur. J. 2007. V. 13. P. 9324— 9330.Li X., Iglesia E. // Chem. Eur. J. 2007. V. 13. P. 9324— 9330.Centi G., Cavani F., Trifiro F. Selective Oxidation by Heterogeneous Catalysis, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, 2001.Centi G., Cavani F., Trifiro F. Selective Oxidation by Heterogeneous Catalysis, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, 2001.Jørgensen B., Christiansen S.E., Thomsen M.L.D., Christensen C.H. // J. Catal. 2007. V. 251. P. 332—337.Jørgensen B., Christiansen S.E., Thomsen M.L.D., Christensen C.H. // J. Catal. 2007. V. 251. P. 332—337.Gaspar A.B., Esteves A.M.L., Mendes F.M.T., Barbosa F.G., L.G. Appel // Appl. Catal. A: Gen. 2009. V. 363.Gaspar A.B., Esteves A.M.L., Mendes F.M.T., Barbosa F.G., L.G. Appel // Appl. Catal. A: Gen. 2009. V. 363.P. 109—114.P. 109—114.Popova G.Ya., Andrushkevich T.V., Semionova E.V., Chesalov Yu.A., Dovlitova L.S., Rogov V.A., Parmon V.N. //J. Mol. Catal. A. 2008. V. 283. P. 146—152.Popova G.Ya., Andrushkevich T.V., Semionova E.V., Chesalov Yu.A., Dovlitova L.S., Rogov V.A., Parmon V.N. //J. Mol. Catal. A. 2008. V. 283. P. 146—152.Kardash T.Yu., Plyasova L.M., Bondareva V.M., Andrushkevich T.V., Dovlitova L.S., Ischenko A.I., Nizovskii A.I., Kalinkin A.V. // Appl. Catal. A: Gen. 2010. V. 375. P. 26— 36.Kardash T.Yu., Plyasova L.M., Bondareva V.M., Andrushkevich T.V., Dovlitova L.S., Ischenko A.I., Nizovskii A.I., Kalinkin A.V. // Appl. Catal. A: Gen. 2010. V. 375. P. 26— 36.Popova G.Ya., Andrushkevich T.V., Dovlitova L.S., Aleshina G.A., Chesalov Yu.A., Ishenko A.V., Ishenko E.V.,Popova G.Ya., Andrushkevich T.V., Dovlitova L.S., Aleshina G.A., Chesalov Yu.A., Ishenko A.V., Ishenko E.V.,Plyasova L.M., Malakhov V.V., Khramov M.I. // Appl. Catal. A: Gen. 2009. V. 353. P. 249—257.Plyasova L.M., Malakhov V.V., Khramov M.I. // Appl. Catal. A: Gen. 2009. V. 353. P. 249—257.Ищенко Е.В., Андрушкевич Т.В., Попова Г.Я., Чесалов Ю.А., Плясова Л.М., Ищенко А.В., Кардаш Т.Ю.,Ищенко Е.В., Андрушкевич Т.В., Попова Г.Я., Чесалов Ю.А., Плясова Л.М., Ищенко А.В., Кардаш Т.Ю.,Довлитова Л.С. // Катализ в промышленности. 2010. Т. 4. С. 7—13.Довлитова Л.С. // Катализ в промышленности. 2010. Т. 4. С. 7—13.Sobolev V.I., Koltunov K.Yu. // ChemCatChem. 2011. V. 3. P. 1143—1145.Sobolev V.I., Koltunov K.Yu. // ChemCatChem. 2011. V. 3. P. 1143—1145.Simakova O.A., Sobolev V.I., Koltunov K.Yu., Campo B., Leino A.-R., Kordás K., Murzin D.Yu. // ChemCatChem.Simakova O.A., Sobolev V.I., Koltunov K.Yu., Campo B., Leino A.-R., Kordás K., Murzin D.Yu. // ChemCatChem.V. 2. P. 1535—1538.V. 2. P. 1535—1538.Sobolev V.I., Simakova O.A., Koltunov K.Yu. // ChemCat-Chem. 2011. V. 3. P. 1422—1425.Sobolev V.I., Simakova O.A., Koltunov K.Yu. // ChemCat-Chem. 2011. V. 3. P. 1422—1425.Pina C.D., Falletta E., Prati L., Rossi M. // Chem. Soc. Rev. 2008. V. 37. P. 2077—2095.Pina C.D., Falletta E., Prati L., Rossi M. // Chem. Soc. Rev. 2008. V. 37. P. 2077—2095.Corma A., Garcia H. // Chem. Soc. Rev. 2008. V. 37. P. 2096—2126.Corma A., Garcia H. // Chem. Soc. Rev. 2008. V. 37. P. 2096—2126.Mallat T., Baiker A. // Chem. Rev. 2004. V. 104. P. 3037— 3058.Mallat T., Baiker A. // Chem. Rev. 2004. V. 104. P. 3037— 3058.

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