Промышленный никелькизельгуровый катализатор дегидрирования изопропиливого спирта: морфология, каталитические и электронные свойства

Проведены исследования процесса превращения изопропилового спирта в присутствии промышленного никелькизельгурового катализатора. Установлено, что применение данного катализатора позволяет проводить процесс получения ацетона в одну стадию (в отличие от известных 2-стадийных технологий) в присутствии катализатора, ранее не применяемого в данном процессе, в области умеренных температур при 97 %-ной конверсии сырья с выходом целевого продукта 82,4 %. С помощью растровой электронной микроскопии, термического и рентгено-фазового анализов, а также кондуктометрии изучены изменения фазового состава, структуры поверхности и электронных свойств никелевого катализатора, происходящие под действием реакционной среды. Показано, что превращение изопропилового спирта в ацетон по реакции дегидрирования сопровождается разрыхлением исходной однородной глобулярной структуры катализатора с образованием нанокластеров никеля. Активными центрами в реакциях превращения спиртов выступают ионы никеля в разных степенях окисления, а также катионные и анионные вакансии.

никелькизельгуровый катализатор, дегидрирование изопропилового спирта, морфология поверхности, электронное состояние, никелевые кластеры

1. Резник И.Д. Никель (в 3-х томах) / И.Д. Резник, Г.П. Ермаков, Я.М. Шнеерсон. М.: Наука и технология, 2003. 608 с.

2. Арутюнов В.С., Крылов О.В. // Успехи химии. 2005. Т. 74. Вып. 3. С. 1216–1245.

3. Шалин Р.Е., Светлов И.Л., Качалов Е.Б., Толораия В.Н., Гаврилин О.С. Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов. М.: Машиностроение, 1997, 336 с.

4. Костромина Н. А., Кумок В. Н., Кумок Н. А. Химия координационных соединений. М.: Высшая школа, 1990, 432 с.

5. Семенистая Т.В., Шагисултанова Г.А. // Журн. неорг. хим. 2003. Т. 48. № 4. С. 602–610.

6. Физическое материаловедение. Т. 1. Атомное строение металлов и сплавов / Под ред. Куна Р.У и Хаазена П. М.: Металлургия, 1987. 639 с.

7. Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. Биографический справочник. М.: Высшая школа, 1991. 656 с.

8. Замараев К.И. // Кинетика и катализ. 1980. Т. 21. № 1. С. 36–52.

9. Сокольский Д.В., Закумбаева Г.Д. Адсорбция и катализ на металлах VIII группы. Алма-Ата: Наука, 1973. 320 с.

10. Максимов А.Л., Куклин С.Н., Кардашева Ю.С., Караханов Э.А. // Нефтехимия. 2013. Т. 53. № 3. С. 177–184.

11. Потехин В.М., Потехин В.В. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки. СПб.: Химиздат, 2005. 915 с.

12. Навалихина М.Д., Крылов О.В. // Успехи химии. 1998. Т. 67. № 7. С. 656–687.

13. Егеубаев С.Х. // Катализ в промышленности. 2001. № 2. С. 24–32.

14. Gladky A.Yu., Ustugov V.V., Sorokin A.M., Nizovskii A.I., Parmon V.N., Bukhtiyarov V.I. // Chem. Eng. J. 2005 V.107. № 1/3. Р. 33–38.

15. Крылов, О.В. Гетерогенный катализ. М.: Академкнига, 2004. 679 с.

16. Ермаков Ю.И., Захаров B.A., Кузнецов Б.Н. Закреплённые комплексы на окисных носителях в катализе. Новосибирск: Наука, 1980. 245 с.

17. Wen X., Li R., Yang Y., Chen J., Zhang F. // Applied Catalysis A: General. V. 468. 5 November 2013. P. 204–215.

18. Li H., Xu Y., Gao Ch., Zhao Y. // Catalysis Today. V. 22. December 2010. Р. 475–480.

19. Курина Л.Н., Галактионова Л.В., Гусейнова Э.А., Аджамов К.Ю. // Азербайджанский химический журнал. 2010. № 3. С. 116–119.

20. Гусейнова Э.А., Аджамов К.Ю. // Журнал физической химии. 2011. Т. 85. № 11. С. 2105–2111.

21. Guseinova E.A., Abbasov Ya.A., Adzhamov K.Yu., Ismailov E.G. // Russian Journal of Physical Chemistry A, Focus on Chemistry. 2011. V. 85. № 1. Р. 141–145. http://www.springerlink.com/content/r763l43wxn30738u/

22. Гусейнова Э.А., Агагусейнова М.А., Аджамов К.Ю. // II Российско-Азербайджанский симпозиум с международным участием «Катализ в решении проблем нефтехимии и нефтепереработки», 2013. С. 78.

23. Тейлор К., Дарби М. Физика редкоземельных соединений. М.: Мир. 1974. 374 с.

24. Волькенштейн Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции. М.: Наука, 1987. 431 с.

25. Киселёв В.Ф., Крылов О.В. Электронные явления в адсорбции и катализе на полупроводниках и диэлектриках. М.: Наука, 1979. 234 с.

26. Панченков Г.М., Лебедев В.П. Химическая кинетика и катализ. М.: Химия, 1974. 592 с.

27. Угай Я.А. Введение в химию полупроводников. М.: Высшая школа, 1965. 332 с.

28. Чеботин В.Н. Физическая химия твердого тела. М.: Химия, 1982. 319 с.

29. Кофстад П. Отклонение от стехиометрии, диффузия и электропроводность в простых оксидах. М.: Мир, 1975. 396 с.

30. Терминологический спектр физики. Словарь / В.М. Мазунов, Ю.В. Васильев, Е.А. Кантор. Уфа: Изд-во Уфимского гос. нефтяного техн. ун-та. 2005. 260 с.

31. Дроздов А.А., Зломанов В.П., Мазо Г.Н., Спиридонов Ф.М. Неорганическая химия. Химия переходных элементов. Т. 3, Ч. 1 / Под ред. акад. Ю.Д. Третьякова. М.: Академия, 2006. 400 с.

32. Вест А. Химия твердого тела. Теория и практика. Ч. 1. 555 с.; Ч. 2. 334 с. М:. Мир, 1988.

33. Крегер Ф. Химия несовершенных кристаллов. М.: Мир, 1969. 654 с.