catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2019-6-445-454catal-661Research ArticleКАТАЛИЗ В ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИCATALYSIS IN CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRYМезопористый смешанный оксид циркония и ниобия (Zr6Nb2O17) – эффективный катализатор для реакции бромирования фенолового красногоMesoporous Zirconium-Niobium Mixed Oxide (Zr6Nb2O17): an Effective Catalyst Towards Bromination of Phenol Red ReactionСаркарАрпитаSarkarArpitactls@kalvis.ruБисвасСоумя КантиBiswasSoumya Kantictls@kalvis.ruФакультет фундаментальных и прикладных наук, Университет Брэйнвер, БарасатИндияDepartment of Basic & Applied Sciences, Brainware University, Barasat, Kolkata, West Bengal 700125IndiaХимический факультет, Технологический институт, Университет Сикким Манипал, СиккимИндияDepartment of Chemistry, Sikkim Manipal Institute of Technology, Sikkim Manipal University, Sikkim 737136India201914112019196445454Copyright © LLC "KALVIS", 20192019LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/661

В настоящей работе впервые исследована каталитическая активность мезопористого смешанного оксида циркония и ниобия Zr6Nb2O17. Получаемый путем мягкого темплатного синтеза «мокрым» способом мезопористый Zr6Nb2O17 образуется после удаления поверхностно-активного вещества при прокаливании при температуре 500 °C и сохраняет свою мезопористость после кристаллизации в результате термообработки при 550 °C. Удельная поверхность полученного оксида достигает 221 м2/г, величинв пор 3,3 нм с узким распределением пор по размерам. Синтезированный оксид проявляет значительную каталитическую активность в реакции бромирования фенолового красного. Приведены структурные характеристики мезопористого Zr6Nb2O17 и данные по исследованию его каталитической активности.

In search for the improved catalytic efficacy, considerable attention has been focused on mixed metal oxides in the last decade. The present study reports catalytic activity of mesoporous mixed metal oxide, Zr6Nb2O17 for the first time. In this study, the mesoporous Zr6Nb2O17 has been synthesized through a soft template based wet chemical approach. The mesoporous Zr6Nb2O17 is realized after the removal of surfactant through calcination at 500 °C, and preserves its mesoporosity after crystallization by heat-treatment at 550 °C. The synthesized oxide exhibits surface area as high as 221 m2/g and pore size of 3.3 nm with narrow pore size distribution. The synthesized mesoporous Zr6Nb2O17 shows significant catalytic activity for the bromination of phenol red. Careful structural characterizations and catalytic activity studies of the mesoporous Zr6Nb2O17 are documented in this report.

мезопористыйсмешанный оксидZr6Nb2O17твердый катализаторреакция бромированияmesoporousmixed metal oxideZr6Nb2O17solid catalystbromination reactionReferencesChen B., Li F., Yuan G. // RSC Adv. 2017. Vol. 7. P. 21145—21152.Chen B., Li F., Yuan G. // RSC Adv. 2017. Vol. 7. P. 21145—21152.Tejuca L.G., Fierro J.L.G., Tascón J.M.D. // Adv. Catal. 1989. Vol. 36. P. 237—328.Tejuca L.G., Fierro J.L.G., Tascón J.M.D. // Adv. Catal. 1989. Vol. 36. P. 237—328.Fierro J.L.G. // Catal. Today. 1990. Vol. 8, № 2. P. 153—174.Fierro J.L.G. // Catal. Today. 1990. Vol. 8, № 2. P. 153—174.Klimova T., Rojas M.L., Castillo P., Cuevas R., Ramirez J. // Micropor. Mesopor. Mater. 1998. Vol. 20. P. 293—306.Klimova T., Rojas M.L., Castillo P., Cuevas R., Ramirez J. // Micropor. Mesopor. Mater. 1998. Vol. 20. P. 293—306.Fernández-García M., Martínez-Arias A., Hanson J.C., Rodriguez J.A. // Chem. Rev. 2004. Vol. 104, № 9. P. 4063—4104 (references therein).Fernández-García M., Martínez-Arias A., Hanson J.C., Rodriguez J.A. // Chem. Rev. 2004. Vol. 104, № 9. P. 4063—4104 (references therein).Zakrzewska K. // Thin Solid Films. 2001. Vol. 391, № 2. P. 229—238.Zakrzewska K. // Thin Solid Films. 2001. Vol. 391, № 2. P. 229—238.Triwahyono S., Yamada T., Hattori H. // Appl. Catal. A: General. 2003. Vol. 242, № 1. P. 101—109.Triwahyono S., Yamada T., Hattori H. // Appl. Catal. A: General. 2003. Vol. 242, № 1. P. 101—109.Denise B., Sneeden R.P.A. // Appl. Catal. 1986. Vol. 28. P. 235—239.Denise B., Sneeden R.P.A. // Appl. Catal. 1986. Vol. 28. P. 235—239.Kanade K.G., Baeg J.-O., Kale B.B., Lee S.M., Moon S.-J., Kong K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2007. Vol. 32, № 18. P. 4678—4684.Kanade K.G., Baeg J.-O., Kale B.B., Lee S.M., Moon S.-J., Kong K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2007. Vol. 32, № 18. P. 4678—4684.Kantcheva M., Budunoğlu H., Samarskaya O. // Catal. Commun. 2008. Vol. 9, № 5. P. 874—879.Kantcheva M., Budunoğlu H., Samarskaya O. // Catal. Commun. 2008. Vol. 9, № 5. P. 874—879.Cayirtepe I., Naydenov A., Ivanov G., Kantcheva M. // Catal. Lett. 2009. Vol. 132, № 3/4. P. 438—449.Cayirtepe I., Naydenov A., Ivanov G., Kantcheva M. // Catal. Lett. 2009. Vol. 132, № 3/4. P. 438—449.Fütterer K., Schmid S., Thompson J.G., Withers R.L., Ishizawa N., Kishimoto S. // Acta Crystallogr. B. 1995. Vol. 51, pt. 5. P. 688—697.Fütterer K., Schmid S., Thompson J.G., Withers R.L., Ishizawa N., Kishimoto S. // Acta Crystallogr. B. 1995. Vol. 51, pt. 5. P. 688—697.Kominami H., Inoue M., Inui T. // Catal. Today. 1993. Vol. 16, № 3/4. P. 309—317.Kominami H., Inoue M., Inui T. // Catal. Today. 1993. Vol. 16, № 3/4. P. 309—317.Lu D., Lee B., Kondo J.N., Domen K. // Micropor. Mesopor. Mater. 2004. Vol. 75, № 3. P. 203—208.Lu D., Lee B., Kondo J.N., Domen K. // Micropor. Mesopor. Mater. 2004. Vol. 75, № 3. P. 203—208.Biswas S.K., Pramanik P. // Sens. Actuators B: Chem. 2008. Vol. 133, № 2. P. 449—455.Biswas S.K., Pramanik P. // Sens. Actuators B: Chem. 2008. Vol. 133, № 2. P. 449—455.Sarkar A., Biswas S.K., Pramanik P. // J. Mater. Chem. 2010. Vol. 20, № 21. P. 4417—4424.Sarkar A., Biswas S.K., Pramanik P. // J. Mater. Chem. 2010. Vol. 20, № 21. P. 4417—4424.Sarkar A., Pramanik P. // Micropor. Mesopor. Mater. 2009. Vol. 117, № 3. P. 580—585.Sarkar A., Pramanik P. // Micropor. Mesopor. Mater. 2009. Vol. 117, № 3. P. 580—585.Sarkar A., Pramanik S., Achariya A., Pramanik P. // Micropor. Mesopor. Mater. 2008. Vol. 115, № 3. P. 426—431.Sarkar A., Pramanik S., Achariya A., Pramanik P. // Micropor. Mesopor. Mater. 2008. Vol. 115, № 3. P. 426—431.Biswas S.K., Gnanasekaran T., Ghorai T.K., Pramanik P. // J. Electrochem. Soc. 2008. Vol. 155, № 1. P. J26—J31.Biswas S.K., Gnanasekaran T., Ghorai T.K., Pramanik P. // J. Electrochem. Soc. 2008. Vol. 155, № 1. P. J26—J31.Teng M., Luo L., Yang X. // Micropor. Mesopor. Mater. 2009. Vol. 119. P. 158—164.Teng M., Luo L., Yang X. // Micropor. Mesopor. Mater. 2009. Vol. 119. P. 158—164.Sels B.F., De Vos D.E., Jacobs P.A. // J. Am. Chem. Soc. 2001. Vol. 123, № 34. P. 8350—8359.Sels B.F., De Vos D.E., Jacobs P.A. // J. Am. Chem. Soc. 2001. Vol. 123, № 34. P. 8350—8359.Chen A.-J., Wong S.-T., Hwang C.-C., Mou C.-Y. // ACS Catal. 2011. Vol. 1, № 7. P. 786—793.Chen A.-J., Wong S.-T., Hwang C.-C., Mou C.-Y. // ACS Catal. 2011. Vol. 1, № 7. P. 786—793.Vuurman M.A., Stufkens D.J., Oskam A., Wachs I.E. // J. Mol. Catal. 1992. Vol. 76. P. 263—285.Vuurman M.A., Stufkens D.J., Oskam A., Wachs I.E. // J. Mol. Catal. 1992. Vol. 76. P. 263—285.Walker J.V., Morey M., Carlsson H., Davidson A., Stucky G.D., Butler A. // J. Am. Chem. Soc. 1997. Vol. 119, № 29. P. 6921—6922.Walker J.V., Morey M., Carlsson H., Davidson A., Stucky G.D., Butler A. // J. Am. Chem. Soc. 1997. Vol. 119, № 29. P. 6921—6922.Clague M.J., Butler A. // J. Am. Chem. Soc. 1995. Vol. 117, № 12. P. 3475—3484.Clague M.J., Butler A. // J. Am. Chem. Soc. 1995. Vol. 117, № 12. P. 3475—3484.Morey M.S., Bryan J.D., Schwarz S., Stucky G.D. // Chem. Mater. 2000. Vol. 12, № 11. P. 3435—3444.Morey M.S., Bryan J.D., Schwarz S., Stucky G.D. // Chem. Mater. 2000. Vol. 12, № 11. P. 3435—3444.Sels B., De Vos D., Buntinx M., Pierard F., Kirsch-De Mesmaeker A., Jacobs P. // Nature. 1999. Vol. 400. P. 855—857.Sels B., De Vos D., Buntinx M., Pierard F., Kirsch-De Mesmaeker A., Jacobs P. // Nature. 1999. Vol. 400. P. 855—857.Sels B.F., De Vos D.E., Buntinx M., Jacobs P.A. // J. Catal. 2003. Vol. 216. P. 288—297.Sels B.F., De Vos D.E., Buntinx M., Jacobs P.A. // J. Catal. 2003. Vol. 216. P. 288—297.Wong S.T., Hwang, C.C., Mou C.Y. // Appl. Catal. B: Environmental. 2006. Vol. 63, № 1/2. P. 1—8.Wong S.T., Hwang, C.C., Mou C.Y. // Appl. Catal. B: Environmental. 2006. Vol. 63, № 1/2. P. 1—8.Chen A.J., Chen X.R., Mou C.Y. // J. Chin. Chem. Soc. 2010. Vol. 57. P. 820—828.Chen A.J., Chen X.R., Mou C.Y. // J. Chin. Chem. Soc. 2010. Vol. 57. P. 820—828.Raja R., Ratnasamy P. // J. Catal. 1997. Vol. 170, № 2. P. 244—253.Raja R., Ratnasamy P. // J. Catal. 1997. Vol. 170, № 2. P. 244—253.Yang P., Zhao D., Margolese D.I., Chmelka B.F., Stucky G.D. // Chem. Mater. 1999. Vol. 11, № 10. P. 2813—2826.Yang P., Zhao D., Margolese D.I., Chmelka B.F., Stucky G.D. // Chem. Mater. 1999. Vol. 11, № 10. P. 2813—2826.Lee B., Yamashita T., Lu D., Kondo J.N., Domen K. // Chem. Mater. 2002. Vol. 14, № 2. P. 867—875.Lee B., Yamashita T., Lu D., Kondo J.N., Domen K. // Chem. Mater. 2002. Vol. 14, № 2. P. 867—875.Gregg S.J., Sing K.S.W. Adsorption, surface area and porosity. 2nd ed. London [etc.] : Academic Press, 1982.Gregg S.J., Sing K.S.W. Adsorption, surface area and porosity. 2nd ed. London [etc.] : Academic Press, 1982.Lee B. et al. // Chem. Mater. 2002. Vol. 14. P. 867—875.Lee B. et al. // Chem. Mater. 2002. Vol. 14. P. 867—875.Lu D., Lee B., Kondo J.N., Domen K. // Micropor. Mesopor. Mater. 2004. Vol. 75, № 3. P. 203—208.Lu D., Lee B., Kondo J.N., Domen K. // Micropor. Mesopor. Mater. 2004. Vol. 75, № 3. P. 203—208.Resini C., Montanari T., Nappi L., Bagnasco G., Turco M., Busca G., Bregani F., Notaro M., Rocchini G. // J. Catal. 2003. Vol. 214, № 2. P. 179—190.Resini C., Montanari T., Nappi L., Bagnasco G., Turco M., Busca G., Bregani F., Notaro M., Rocchini G. // J. Catal. 2003. Vol. 214, № 2. P. 179—190.Selli E., Forni L. // Micropor. Mesopor. Mater. 1999. Vol. 31, № 1/2. P. 129—140.Selli E., Forni L. // Micropor. Mesopor. Mater. 1999. Vol. 31, № 1/2. P. 129—140.Bayot D., Devillers M. // Coord. Chem. Rev. 2006. Vol. 250, № 19/20. P. 2610—2626.Bayot D., Devillers M. // Coord. Chem. Rev. 2006. Vol. 250, № 19/20. P. 2610—2626.

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