Димеризация этилена на нанесенных оксидах палладия, никеля и кобальта. Влияние природы носителя

В качестве катализаторов димеризации этилена рассмотрены оксиды палладия, никеля и кобальта, нанесенные на поверхность различных пористых материалов (γ-Al₂O₃, B₂O₃/Al₂O₃, активный уголь и Сибунит). Для синтеза палладий- и никельсодержащих катализаторов, активных в димеризации этилена, оказалось принципиальным использование алюмооксидных носителей. Нанесение на углеродные материалы приводит к системам, содержащим палладий и никель преимущественно в металлическом состоянии, что не обеспечивает возможность развития реакций превращения этилена. Кобальтсодержащие катализаторы, наоборот, оказываются наиболее активны в случае закрепления на углеродной поверхности, на которой формируются частицы CoO. Данные катализаторы, благодаря низкой концентрации на их поверхности кислотных центров, обладают преимуществом с точки зрения достижения максимального выхода бутена-1, как наиболее востребованного продукта димеризации этилена.

1. Speight J.G. Handbook of Petrochemical Processes. Boca Raton: CRC Press, 2019. 561 p. DOI: 10.1201/9780429155611.

2. Geilen F.M.A., Stochniol G., Peitz S., Schulte-Koerne E. Butenes. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH, 2013. DOI: 10.1002/14356007.a04_483.pub3.

3. Bender M. // ChemBioEng Rev. 2014. V. 1. № 4. P. 136–147. DOI: 10.1002/cben.201400016.

4. Сафина Ф.Ф., Харлампиди Х.Э. // Вестн. Казанского технол. ун-та. 2011. № 24. С. 20–26.

5. Белов Г.П. // Катализ в пром-сти. 2014. № 3. С. 13–19.

6. Forestière A., Olivier-Bourbigou H., Saussine L. // Oil Gas Sci. Technol. 2009. V. 64. № 6. P. 649–667. DOI: 10.2516/ogst/2009027.

7. Alenezi H., Alwi S.R.W., Manan Z.A., Zaidel D.N.A. // Int. J. Innovative Technol. Explor. Eng. 2019. V. 8. № 10. P. 3969–3975. DOI: 10.35940/ijitee.J9936.0881019.

8. Parfenova L.V., Bikmeeva A.Kh., Kovyazin P.V., Khalilov L.M. // Molecules. 2024. V. 29. № 2. 502. DOI: 10.3390/molecules29020502.

9. Bryliakov K.P., Antonov A.A. // J. Organomet. Chem. 2018. V. 867. P. 55–61. DOI: 10.1016/j.jorganchem.2018.03.021.

10. Olivier-Bourbigou H., Breuil P.A.R., Magna L., Michel T., Espada Pastor M.F., Delcroix D. // Chem. Rev. 2020. V. 120. № 15. P. 7919–7983. DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00076.

11. Metzger E.D., Brozek C.K., Comito R.J., Dincă M. // ACS Cent. Sci. 2016. V. 2. № 3. P. 148–153. DOI: 10.1021/acscentsci.6b00012.

12. Chen C., Alalouni M.R., Dong X., Cao Z., Cheng Q., Zheng L., Meng L., Guan C., Liu L., Abou-Hamad E., Wang J., Shi Z., Huang K.-W., Cavallo L., Han Y. // J. Am. Chem. Soc. 2021. V. 143. № 18. P. 7144–7153. DOI: 10.1021/jacs.1c02272.

13. Wang C., Li G., Guo H. // Mol. Catal. 2022. V. 524. 112340. DOI: 10.1016/j.mcat.2022.112340.

14. Kømurcu M., Lazzarini A., Kaur G., Borfecchia E., Øien-Ødegaard S., Gianolio D., Bordiga S., Lillerud K.P., Olsbye U. // Catal. Today. 2021. V. 369. P. 193–202. DOI: 10.1016/j.cattod.2020.03.038.

15. Hulea V. // ACS Catal. 2018. V. 8. P. 3263–3279. DOI: 10.1021/acscatal.7b04294.

16. Ghashghaee M. // Rev. Chem. Eng. 2017. V. 34. № 5. P. 595–655. DOI: 10.1515/revce-2017-0003.

17. Schuster C. // Z. Elektrochem. Angew. Phys. Chem. 1932. V. 38. № 8а. P. 614–618. DOI: 10.1002/bbpc.19320380839.

18. Cheney H.A., McAllister S.H., Fountain E.B., Anderson J., Peterson W.H. // Ind. Eng. Chem. 1950. V. 42. № 12. P. 2580–2586. DOI: 10.1021/ie50492a050.

19. Kiani D., Baltrusaitis J. // Catal. Today. 2021. V. 365. P. 24–34. DOI: 10.1016/j.cattod.2020.04.062.

20. Xu Z., Chada J.P., Xu L., Zhao D., Rosenfeld D.C., Rogers J.L., Hermans I., Mavrikakis M., Huber G.W. // ACS Catal. 2018. V. 8. № 3. P. 2488–2497. DOI: 10.1021/acscatal.7b03205.

21. Xu Z., Zhao D., Chada J.P., Rosenfeld D.C., Rogers J.L., Hermans I., Huber G.W. // J. Catal. 2017. V. 354. P. 213–222. DOI: 10.1016/j.jcat.2017.08.019.

22. Zhu K., An Y., Yu F., Liu L., Zhong L. // Catal. Lett. 2022. V. 152. P. 2131–2140. DOI: 10.1007/s10562-021-03790-7.

23. Kiani D., Ibrahim F., Hayden S., Hermans I., Beckham G.T. // Appl. Catal. B: Environ. Energy. 2025. V. 365. 124952. DOI: 10.1016/j.apcatb.2024.124952.

24. Карпова Т.Р., Лавренов А.В., Булучевский Е.А., Леонтьева Н.Н. // Изв. Акад. наук. Сер. хим. 2023. Т. 72. № 2. С. 379–392.

25. Agirrezabal-Telleria I., Iglesia E. // J. Catal. 2020. V. 389. P. 690–705. DOI: 10.1016/j.jcat.2020.06.038.

26. Lee K., Hong S.B. // Appl. Catal. A: Gen. 2021. V. 615. 118059. DOI: 10.1016/j.apcata.2021.118059.

27. Saxena A., Joshi R., Seemakurthi R.R., Koninckx E., Broadbelt L.J., Greeley J., Gounder R. // ACS Eng. Au. 2022. V. 2. № 1. P. 12–16. DOI: 10.1021/acsengineeringau.1c00014.

28. Lapidus A., Krylova A. Ethylene oligomerization over Ni- and Pd-zeolites. P. 245–251. In: Proceedings of the DGMK-Conference “Creating Value from Light Olefins – Production and Conversion”, Hamburg, October 10–12, 2001 (DGMK-Tagungsbericht 2001-4) / Ed. by G. Emig, H.-J. Krämer, J. Weitkamp. Hamburg: Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle, 2001. 295 p.

29. Лапидус А.Л., Дергачев А.А. // Газохимия. 2008. № 4. С. 16–26.

30. Сайфулина Л.Ф. Полифункциональные Ni-, Pd-, Re-содержащие катализаторы одностадийного получения пропилена из этилена // Дис. … канд. хим. наук. Омск, 2016. 128 с.

31. Otroshchenko T., Sharapa D.I., Fedorova E.A., Zhao D., Kondratenko E.V. // Angew. Chem. Int. Ed. 2024. V. 63. № 44. e202410646. DOI: 10.1002/anie.202410646.

32. Суровикин В.Ф., Суровикин Ю.В., Цеханович М.С. // Рос. хим. журн. 2007. Т. 51. № 4. С. 111–118.

33. Лихолобов В.А., Суровикин В.Ф., Плаксин Г.В., Цеханович М.С., Суровикин Ю.В., Бакланова О.Н. // Катализ в пром-сти. 2008. Спецвыпуск. С. 63–68.

34. Карпова Т.Р., Булучевский Е.А., Лавренов А.В., Леонтьева Н.Н., Тренихин М.В., Гуляева Т.И., Талзи В.П. // Химия в интересах устойчивого развития. 2013. Т. 21. № 1. С. 61–68.

35. Yurpalov V.L., Drozdov V.A., Karpova T.R., Lavrenov A.V., Nepomnyashchii A.A., Buluchevskiy E.A. // J. Phys. Chem. C. 2022. V. 126. № 4. P. 1809–1816. DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c09670.

36. Дроздов А.А., Зломанов В.П., Мазо Г.Н., Спиридонов Ф.М. Неорганическая химия. Т. 3. Кн. 2 / Под ред. Ю.Д. Третьякова. М.: Академия, 2007. 400 с.

37. Contescu C., Macovei D., Craiu C., Teodorescu C., Schwarz J.A. // Langmuir. 1995. V. 11. № 6. P. 2031–2040. DOI: 10.1021/la00006a032.

38. Lopes C.W., Cerrillo J.L., Palomares A.E., Rey F., Agostini G. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. V. 20. № 18. P. 12700–12709. DOI: 10.1039/C8CP00517F.

39. Zhang Z., Zhang Z., Zhang X., Wang F., Wang Z., Li Y., Wang X., Ahishakiye R., Zhang X. // Appl. Surf. Sci. 2023. V. 612. 155871. DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.155871.

40. Nag N.K. // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 105. № 25. P. 5945–5949. DOI: 10.1021/jp004535q.

41. Mironenko R.M., Belskaya O.B., Stepanova L.N., Gulyaeva T.I., Trenikhin M.V., Likholobov V.A. // Catal. Lett. 2020. V. 150. № 3. P. 888‒900. DOI: 10.1007/s10562-019-02974-6.

42. Klokov S.V., Lokteva E.S., Golubina E.V., Chernavskii P.A., Maslakov K.I., Egorova T.B., Chernyak S.A., Minin A.S., Konev A.S. // Appl. Surf. Sci. 2019. V. 463. P. 395–402. DOI: 10.1016/j.apsusc.2018.08.105.

43. Silva L.M.S., Órfão J.J.M., Figueiredo J.L. // Appl. Catal. A: Gen. 2001. V. 209. № 1–2. P. 145–154. DOI: 10.1016/S0926-860X(00)00762-6.

44. Лапидус А.Л., Мальцев В.В., Гаранин В.И., Миначев Х.М., Эйдус Я.Т. // Изв. Акад. наук СССР. Сер. хим. 1975. № 12. С. 2819–2821.

45. Maxwell I.E. // Adv. Catal. 1982. V. 31. P. 1–76. DOI: 10.1016/S0360-0564(08)60452-6.