catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2021-1-2-86-96catal-751Research ArticleКАТАЛИЗ И НАНОТЕХНОЛОГИИCATALYSIS AND NANOTECHNOLOGYВлияние обработки карбонатом натрия и водородом на активность и селективность полимерных Pd-содержащих катализаторов гидрирования ацетиленовых соединенийThe effect of treatment with sodium carbonate and hydrogen on the activity and selectivity of polymeric Pd-containing catalysts for hydrogenation of acetylene compoundsБертоваА. В.BertovaA. A.ctls@kalvis.ruКоршаковаА. А.KorshakovaA. A.ctls@kalvis.ruБыковА. В.BykovA. V.ctls@kalvis.ruСульманМ. Г.SulmanM. G.ctls@kalvis.ruНикошвилиЛ. Ж.NikoshviliL. Zh.ctls@kalvis.ruKiwi-MinskerL.Kiwi-MinskerL.ctls@kalvis.ruТверской государственный технический университетРоссияTver State Technical UniversityRussian FederationТверской государственный университетРоссияTver State UniversityRussian Federation20212503202111-28696Copyright © LLC "KALVIS", 20212021LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/751

Каталитическое гидрирование тройной углерод-углеродной связи ацетиленовых соединений является важным промышленным процессом. При этом необходимо обеспечить высокую селективность по олефиновому соединению. В данной работе рассматривается влияние обработки палладиевых катализаторов на основе сверхсшитого полистирола (СПС) карбонатом натрия на активность и селективность в реакциях гидрирования 2-метил-3-бутин-2-ола и фенилацетилена. Показано, что эффект, достигаемый такой обработкой, зависит от использованного прекурсора палладия, а также от типа полимерного носителя (нефункционализированный СПС или содержащий третичные аминогруппы). При атмосферном давлении водорода и температуре 90 °С в среде толуола для катализаторов 1%-Pd/СПС, обработанных Na2CO3, в реакции гидрирования 2-метил-3-бутин-2-ола достигается 98 %-ная селективность (при 95 %-ной конверсии субстрата), тогда как в реакции гидрирования фенилацетилена селективность составляет 99,5 %.

Catalytic hydrogenation of the triple carbon-carbon bond of acetylene compounds is an important industrial process. High selectivity to the olefin compound should be provided in the process. This study considers the effect exerted by sodium carbonate treatment of the palladium catalysts containing super-cross-linked polystyrene (SPS) on their activity and selectivity in the hydrogenation of 2-methyl- 3-butin-2-ol and phenylacetylene. The effect of such treatment was shown to depend on the chosen palladium precursor and the type of polymeric support (non-functionalized SPS or that containing ternary amino groups). At atmospheric pressure of hydrogen and a temperature of 90 °C in a toluene medium, the 1%-Pd/SPS catalysts treated with Na2CO3 provided a 98 % selectivity in the hydrogenation of 2-methyl-3-butin-2-ol (at a 95 % conversion of the substrate), while selectivity in the hydrogenation of phenylacetylene reached 99.5 %.

палладийсверхсшитый полистиролселективное гидрирование2-метил-3-бутин-2-олфенилацетиленpalladiumsuper-cross-linked polystyreneselective hydrogenation2-methyl-3-butin-2-olphenylacetyleneReferencesTungler A., Tarnai T., Hegediis L., Fodor K., Máthé T. // Platinum Metals Rev.1998. Vol. 42. P. 108.Tungler A., Tarnai T., Hegediis L., Fodor K., Máthé T. // Platinum Metals Rev.1998. Vol. 42. P. 108.Coq B., Figueras F. // J. Mol. Catal. A. 2001. Vol. 173. P. 117.Coq B., Figueras F. // J. Mol. Catal. A. 2001. Vol. 173. P. 117.Bogdan V.I.,Koklin A.E.,Kalenchuk A.N., Kustov L.M. // Mendeleev Commun. 2020. Vol. 30. P. 462.Bogdan V.I.,Koklin A.E.,Kalenchuk A.N., Kustov L.M. // Mendeleev Commun. 2020. Vol. 30. P. 462.Chai Y., Wu G., Liu X., Ren Y., Dai W., Wang C., Xie Z., Guan N., Li L. // J. Am. Chem. Soc.2019. Vol. 141. P. 9920.Chai Y., Wu G., Liu X., Ren Y., Dai W., Wang C., Xie Z., Guan N., Li L. // J. Am. Chem. Soc.2019. Vol. 141. P. 9920.Tschan R., Schubert M.M., Baiker A., Bonrath W., Lansink-Rotgerink H. // Catal. Lett. 2001. Vol. 75. P. 31.Tschan R., Schubert M.M., Baiker A., Bonrath W., Lansink-Rotgerink H. // Catal. Lett. 2001. Vol. 75. P. 31.Anderson J.A., Mellor J., Wells R.P.K. // J. Catal. 2009. Vol. 261. P. 208.Anderson J.A., Mellor J., Wells R.P.K. // J. Catal. 2009. Vol. 261. P. 208.Nikolaev S.A., Zanaveskin L.N., Smirnov V.V., Averyanov V.A., Zanaveskin K.L. // Russ. Chem. Rev. 2009. Vol. 78. P. 231.Nikolaev S.A., Zanaveskin L.N., Smirnov V.V., Averyanov V.A., Zanaveskin K.L. // Russ. Chem. Rev. 2009. Vol. 78. P. 231.Iwasa N., Yoshikawa M., Arai M. // Chem. Phys. Chem. 2002. Vol. 4. P. 5414.Iwasa N., Yoshikawa M., Arai M. // Chem. Phys. Chem. 2002. Vol. 4. P. 5414.Semagina N., Grasemann M., Xanthopoulos N., Renken A., Kiwi-Minsker L. // J. Catal. 2007. Vol. 251. P. 213.Semagina N., Grasemann M., Xanthopoulos N., Renken A., Kiwi-Minsker L. // J. Catal. 2007. Vol. 251. P. 213.Yarulin A., Yuranov I., Cárdenas-Lizana F., Alexander D.T.L., Kiwi-Minsker L. // Appl. Catal. A. 2014. Vol. 478. P. 186.Yarulin A., Yuranov I., Cárdenas-Lizana F., Alexander D.T.L., Kiwi-Minsker L. // Appl. Catal. A. 2014. Vol. 478. P. 186.Kim S.K., Lee J.H., Ahn I.Y., Kim W.J., Moon S.H. //Appl. Catal. A. 2011. Vol. 401. P.12.Kim S.K., Lee J.H., Ahn I.Y., Kim W.J., Moon S.H. //Appl. Catal. A. 2011. Vol. 401. P.12.Kim W.J., Kang J.H., Ahn I.Y., Moon S.H. // Appl. Catal. A. 2004. Vol. 268. P. 77.Kim W.J., Kang J.H., Ahn I.Y., Moon S.H. // Appl. Catal. A. 2004. Vol. 268. P. 77.Cho H.-B., Hong B.-E., Park J.-H., Ahn S.-H., Park Y.-H. // Bull. Korean Chem. Soc. 2008. Vol. 29. P. 2434.Cho H.-B., Hong B.-E., Park J.-H., Ahn S.-H., Park Y.-H. // Bull. Korean Chem. Soc. 2008. Vol. 29. P. 2434.Cho H.-B., Lee B.U., Ryu C.-H., Nakayama T., Park Y.-H. // Korean J. Chem. Eng. 2013. Vol. 30. P. 306.Cho H.-B., Lee B.U., Ryu C.-H., Nakayama T., Park Y.-H. // Korean J. Chem. Eng. 2013. Vol. 30. P. 306.Pellegrini R.,Leofanti G., Agostini G., Bertinetti L., Bertarione S., Groppo E., Zecchina A., Lamberti C. // J. Catal. 2009. Vol. 267. P. 40.Pellegrini R.,Leofanti G., Agostini G., Bertinetti L., Bertarione S., Groppo E., Zecchina A., Lamberti C. // J. Catal. 2009. Vol. 267. P. 40.Jia L., Bulushev D.A., Beloshapkin S., Ross J.R.H.// Appl. Catal. B. 2014. Vol. 160. P. 35.Jia L., Bulushev D.A., Beloshapkin S., Ross J.R.H.// Appl. Catal. B. 2014. Vol. 160. P. 35.Aramendía M.A., Burch R., Garcia I.M., Marinas A., Marinas J.M., Southward B.W.L., Urbano F.J. // Appl. Catal. B. 2001. Vol. 31. P. 163.Aramendía M.A., Burch R., Garcia I.M., Marinas A., Marinas J.M., Southward B.W.L., Urbano F.J. // Appl. Catal. B. 2001. Vol. 31. P. 163.Aramendia M.A., Borau V., Garcia I.M., Jiménez C, Lafont F., Marinas A., Marinas J.M., Urbano F.J. // J. Mol. Catal. A. 2002. Vol. 184. P. 237.Aramendia M.A., Borau V., Garcia I.M., Jiménez C, Lafont F., Marinas A., Marinas J.M., Urbano F.J. // J. Mol. Catal. A. 2002. Vol. 184. P. 237.Moreno J.M., Aramendia M.A., Marinas A., Marinas J.M., Urbano F.J. // Appl. Catal. B. 2005. Vol. 59. P. 275.Moreno J.M., Aramendia M.A., Marinas A., Marinas J.M., Urbano F.J. // Appl. Catal. B. 2005. Vol. 59. P. 275.Nikoshvili L.Zh., Bykov A.V., Khudyakova T.E., LaGrange T., Héroguel F., Luterbacher J.S., Matveeva V.G., Sulman E.M., Dyson P.J., Kiwi-Minsker L. // Ind. Eng. Chem. Res. 2017. Vol. 56. P. 13219.Nikoshvili L.Zh., Bykov A.V., Khudyakova T.E., LaGrange T., Héroguel F., Luterbacher J.S., Matveeva V.G., Sulman E.M., Dyson P.J., Kiwi-Minsker L. // Ind. Eng. Chem. Res. 2017. Vol. 56. P. 13219.Nemygina N.A., Nikoshvili L.Zh., Matveeva V.G., Sulman M.G., Sulman E.M., Kiwi-Minsker L. // Top. Catal. 2016. Vol. 59. P. 1185.Nemygina N.A., Nikoshvili L.Zh., Matveeva V.G., Sulman M.G., Sulman E.M., Kiwi-Minsker L. // Top. Catal. 2016. Vol. 59. P. 1185.Sulman E.M., Nikoshvili L., Matveeva V.G., Tyamina I., Sidorov A.I., Bykov A.V., Demidenko G.N., Stein B.D., Bronstein L.M. // Top. Catal. 2012. Vol. 55. P. 492.Sulman E.M., Nikoshvili L., Matveeva V.G., Tyamina I., Sidorov A.I., Bykov A.V., Demidenko G.N., Stein B.D., Bronstein L.M. // Top. Catal. 2012. Vol. 55. P. 492.Быков А.В., Демиденко Г.Н. // Вестник ТвГУ. Серия «Химия». 2020. № 2 (40). С. 62.Быков А.В., Демиденко Г.Н. // Вестник ТвГУ. Серия «Химия». 2020. № 2 (40). С. 62.Быков А.В., Демиденко Г.Н., Никошвили Л.Ж. // Вестник ТвГУ. Серия «Химия». 2020. № 2 (40). С. 73.Быков А.В., Демиденко Г.Н., Никошвили Л.Ж. // Вестник ТвГУ. Серия «Химия». 2020. № 2 (40). С. 73.Bykov A.V., Alekseeva D.V., Demidenko G.N., Vasiliev A.L., Nikoshvili L., Kiwi-Minsker L. // Catalysts. 2020. Vol. 10. P. 1362.Bykov A.V., Alekseeva D.V., Demidenko G.N., Vasiliev A.L., Nikoshvili L., Kiwi-Minsker L. // Catalysts. 2020. Vol. 10. P. 1362.Nikoshvili L., Shimanskaya E., Bykov A., Yuranov I., Kiwi-Minsker L., Sulman E. // Catal. Today. 2015. Vol. 241. Part B. P. 179.Nikoshvili L., Shimanskaya E., Bykov A., Yuranov I., Kiwi-Minsker L., Sulman E. // Catal. Today. 2015. Vol. 241. Part B. P. 179.Nikoshvili L.Zh., Makarova A.S., Lyubimova N.A., Bykov A.V., Sidorov A.I., Tyamina I.Yu., Matveeva V.G., Sulman E.M. // Catal. Today. 2015. Vol. 256. P. 231.Nikoshvili L.Zh., Makarova A.S., Lyubimova N.A., Bykov A.V., Sidorov A.I., Tyamina I.Yu., Matveeva V.G., Sulman E.M. // Catal. Today. 2015. Vol. 256. P. 231.Bonrath W., Eggersdorfer M., Netscher T. // Catal. Today. 2007. Vol. 121. P. 45-57.Bonrath W., Eggersdorfer M., Netscher T. // Catal. Today. 2007. Vol. 121. P. 45-57.Wagner C.D., Rigs W.M., Davis L.E., Moulder J.F. Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy. Perkin-Elmer Corporation. 1979; NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database, Version 4.1 (National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, 2012).Wagner C.D., Rigs W.M., Davis L.E., Moulder J.F. Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy. Perkin-Elmer Corporation. 1979; NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database, Version 4.1 (National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, 2012).Wu T., Kaden W.E., Kunkel W.A., Anderson S.L. // Surf. Sci. 2009. Vol. 603. P. 2764-2770.Wu T., Kaden W.E., Kunkel W.A., Anderson S.L. // Surf. Sci. 2009. Vol. 603. P. 2764-2770.Chaparro S., Martinez J.J., Rojas H.A., Pineda A., Luque R. // Catal. Today. 2020. In press. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2020.03.057Chaparro S., Martinez J.J., Rojas H.A., Pineda A., Luque R. // Catal. Today. 2020. In press. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2020.03.057Shesterkina A.A., Kirichenko O.A., Kozlova L.M., Kapustin G.I., Mishin I.V., Strelkova A.A., Kustov L.M. // Mendeleev Commun. 2016. Vol. 26. P. 228-230.Shesterkina A.A., Kirichenko O.A., Kozlova L.M., Kapustin G.I., Mishin I.V., Strelkova A.A., Kustov L.M. // Mendeleev Commun. 2016. Vol. 26. P. 228-230.

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