The effect of the phase composition of the alumina support of Pd/WO3-ZrO2/Al2O3 catalysts on the process of heptane isomerization

The effect of the phase composition of the alumina support on the formation of supported tungstated zirconia catalysts for heptane isomerization was studied. Pseudoboehmite calcined at various temperatures and durations was used to obtain support samples. It was shown that the use of an alumina support containing more than 90 wt.% α-Al₂O₃ ensures the formation of a t-ZrO₂ phase in the Pd/WO₃-ZrO₂/Al₂O₃ catalyst with a CSR particle size of 11-13 nm and an acid site density of 4.7-4.8 μmol/m², as measured by temperature-programmed desorption of ammonia. The catalysts exhibit high isomerization selectivity of 88.7-93.3% with a heptane conversion of 74.8-79.3%.

1. О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту: Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 013/2011.

2. Смоликов М.Д., Кирьянов Д.И., Шкуренок В.А., Бикметова Л.И., Белопухов Е.А., Яблокова С.С., Казанцев К.В., Белый А.С., Лавренов А.В., Кондрашев Д.О., Клейменов А.В. // Катализ в промышленности. 2022. Т. 22. № 1. С. 40-56. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2022-1-40-56

3. Кондрашев Д.О. // Нефтехимия. 2016. № 6. С. 645-650. 10. https://doi.org/7868/S0028242116060125

4. Шакун А.Н., Федорова М.Л. // Катализ в промышленности. 2014. № 5. С. 29-37.

5. Шакун А.Н., Фёдорова М.Л., Карпенко Т.В., Демидова Е.В. // Мир нефтепродуктов. 2020. № 6. С. 6-14. https://doi.org/10.32758/2071-5951-2020-0-6-6-14

6. Патент RU 2408659, опубл. 10.01.2011.

7. Величкина Л.М., Канашевич Д.А., Восмериков А.В. // Химия в интересах устойчивого развития. 2015. Т. 23. № 4. С. 327-338. https://doi.org/10.15372/KhUR20150401

8. Yang Z., Liu Y., Liu D., Meng X., Liu C. // Appl. Catal. A Gen. 2017. Vol. 543. P. 274-282. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2017.06.028

9. Chen H., Yi F., Ma C., Gao X., Liu S., Tao Z., Wu B., Xiang H., Yang Y., Li Y.-w. // Fuel. 2020. Vol. 268. 117241. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117241

10. Fedyna M., Śliwa M., Jaroszewska K., Trawczyński J. // Fuel. 2020. Vol. 280. 118607. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.118607

11. Rabindran Jermy B., Khurshid M., Al-Daous M.A., Hattori H., Al-Khattaf S.S. // Catal. Today. 2011. Vol. 164. P. 148-153. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2010.10.022

12. Smolikov M.D., Shkurenok V.A., Bikmetova L.I., Prosvirin I.P., Gulyaeva T.I., Bukhtiyarov A.V., Paukshtis E.A., Bukhtiyarov V.I., Lavrenov A.V. // Mol. Catal. 2022. Vol. 529. Art. 112527. https://doi.org/10.1016/j.mcat.2022.112527

13. Liu B., Yang H., Xu H., Liu Q., Hou S., Zhang A., Guo X. // Chem. Eng. Sci. 2025. Vol. 304. Art. 121037. https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.121037

14. Sayed M.A., El-Khair M.A.A., Ragab A.A., El Naga A.O.A., Gado W.S., Morshedy A.S. // Inorg. Chem. Commun. 2025. Vol. 172. Art. 113693. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2024.113693

15. Corma A., Serra J.M., Chica A. // Catal. Today. 2003. Vol. 81. P. 495-506. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(03)00148-2

16. Xu X., Liu T., Xie P., Yue Y., Miao C., Hua W., Gao Z. // Catal. Commun. 2014. Vol. 54. P. 77-80. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2014.05.020

17. Saxena S.K., Viswanadham N., Garg M.O. // J. Ind. Eng. Chem. 2014. Vol. 20. P. 3875-3883. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.12.093

18. Ohno T., Li Z., Sakai N., Sakagami H., Takahashi N., Matsuda T. // Appl. Catal. A Gen. 2010. Vol. 389. P. 52-59. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2010.09.006

19. Кузнецова Л.И., Казбанова А.В., Кузнецов П.Н. // Нефтехимия. 2012. Т. 52. № 2. С. 104-108.

20. Смоликов М.Д., Шкуренок В.А., Яблокова С.С., Кирьянов Д.И., Паукштис Е.А., Леонтьева Н.Н., Белый А.С., Дроздов В.А. // Катализ в промышленности. 2016. Т. 16. № 5. С. 51-59. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2016-5-51-59

21. Иванов А.В., Кустов Л.М. // Российский химический журнал. 2000. Т. 44. № 2. С. 21–52.

22. Di Gregorio F., Keller V. // J. Catal. 2004. Vol. 225. P. 45-55. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2004.03.023

23. Barton D.G., Shtein M., Wilson R.D., Soled S.L., Iglesia E. // J. Phys. Chem. B. 1999. Vol. 103. P. 630-640. https://doi.org/10.1021/jp983555d

24. Брей В.В. // Теоретическая и экспериментальная химия. 2005. Т. 41. № 3. С. 156-165.

25. Смоликов М.Д., Шкуренок В.А., Яблокова С.С., Казанцев К.В., Гуляева Т.И., Муромцев И.В., Лавренов А.В. // Катализ в промышленности. 2023. Т. 23. № 5. С. 6-13. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2023-5-6-13

26. Маслянский Г.Н., Шапиро Р.Н. Каталитический риформинг бензинов: химия и технология. Л.: Химия, 1985. 221 с.

27. Пахомов Н.А., Золотовский Б.П. // Химия в интересах устойчивого развития. 2022. Т. 30. С. 68-82. DOI: https://doi.org/10.15372/KhUR2022359

28. Wilson S.J., MC Connell J.D.C. // J. Solid State Chem. 1980. Vol. 34. P. 315-322. https://doi.org/10.1016/0022-4596(80)90429-6

29. Чукин Г.Д. Строение оксида алюминия и катализаторов гидрообессеривания. Механизмы реакций. М.: Типография Паладин, ООО «Принта», 2010. – 288 с.

30. Rietveld, H.M. // J. Appl. Cryst. 1969. Vol. 2. P. 65-71. http://dx.doi.org/10.1107/S0021889869006558

31. Лавренов А.В., Казаков М.О., Дуплякин В.К., Лихолобов В.А. // Нефтехимия. 2009. Т. 49. № 3. С. 236-242.