Влияние структурных и электронных характеристик палладия на активность и селективность Pd/Al2O3-, Pd-Со/Al2O3-катализаторов гидрирования ацетиленовых углеводородов

Изучено влияние структурных и электронных характеристик непромотированных и промотированных кобальтом Pd-катализаторов на их адсорбционные и каталитические свойства. Показано, что конверсия винилацетилена зависит от дисперсности палладия для обоих типов катализаторов, синтезированных с использованием ацетатного и ацетилацетонатного комплексов. При катализаторах из ацетилацетоната палладия дисперсность палладия выше по сравнению с образцами из растворов ацетатного комплексов, что определяет более высокую конверсию винилацетилена. Установлено, что селективность превращения винилацетилена в 1,3-бутадиен при катализаторах из ацетата и ацетилацетоната палладия определяется электронным состоянием 3d- орбитали поверхностных атомов Pd. Причем катализаторы из ацетата палладия характеризуются более высокой электронной плотностью на 3d-орбитали по сравнению с ацетилацетонатными образцами, что определяет их более высокие селективности превращения винилацетилена в 1,3-бутадиен. Введение кобальта в Pd/δ-Al2O3-катализатор, синтезированный с использованием ацетилацетонатного комплекса приводит к формированию биметаллических Pd–Co-частиц с атомами Pd, обладающих более высокой электронной плотностью, по сравнению с атомами Pd в непромотированном Pd/δ-Al2O3-катализаторе, что, вероятно, обусловлено донированием электронной плотности от атомов промотора и приводит к уменьшению адсорбционной способности биметаллических частиц по 1,3-бутадиену и водороду. Следствие этого – увеличение селективности превращения винилацетилена в 1,3-бутадиен. Определены требования по размеру, дисперсности и электронным характеристикам активного компонента в катализаторах селективного гидрирования винилацетилена и предложены две технологии их синтеза.

1. Гулиянц С.Т., Лиякумович А.Г. Очистка мономеров от ацетиленовых углеводородов селективным гидрированием // Тематические обзоры. Серия: Промышленность синтетического каучука. 1988. № 3. C. 1.

2. Мolnar A., Sarkany A., Varga M. Hydrogenation of carbon – carbon multiple bonds: сhemo-, regio-, and stereo-selectivity // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2001. Vol. 173. P. 185.

3. Ламберов А.А., Ильясов И.Р., Егорова С.Р. и др. // Катализ в промышленности. 2009. № 3. С. 53.

4. Паукштис Е.А. Инфрокрасная спектроскопия в гетерогенном кислотно-основном катализе. Новосибирск: Наука (СО), 1992.

5. Боресков Г.К. Гетерогенный катализ. М.: Наука, 1988.

6. Давыдов А.А. ИК спектроскопия в химии поверхности окислов. -Новосибирск: Наука (СО), 1984.

7. Akolekar D.B., Bhargava S.K. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2000. Vol. 157. P. 199.

8. Gregorio F.D, Bisson L., Armaroli T. // Applied Catalysis A: General. 2008. Vol. 352. P. 50.

9. Ching-Shiun Chen, Jarrn-Horng Lin, Hsiu-Wei Chen // Applied Catalysis A: General. 2006. Vol. 298. P. 161.

10. Qianwen Zhang, Jia Li, Xinxiang Liu, Qiming Zhu // Applied Catalysis A: General. 2000. Vol. 197. P. 221.