Окисление фенола закисью азота. Роль кислотности цеолитного катализатора

Газофазное окисление фенола закисью азота на цеолитных катализаторах может представлять интерес как альтернативный способ получения дигидроксибензолов (ДГБ). Ранее были найдены катализаторы, позволяющие проводить реакцию с высокой селективностью по сумме всех трех изомеров ДГБ (85–90 %). Данная работа посвящена оптимизации катализатора с точки зрения регулирования региоселективности реакции. Изучено влияние термопаровой обработки (ТПО) цеолитов на их каталитические свойства. Методами ЯМР и ИК показано, что увеличение температуры ТПО в диапазоне 550–750 °С сопровождается 5-кратным снижением концентрации бренстедовских кислотных центров в цеолите с одновременным 2–3-кратным увеличением количества α-центров, ответственных за активность в реакциях окисления закисью азота. Оказалось, что варьирование температуры ТПО – мощный инструмент влияния на селективность реакции по индивидуальным изомерам ДГБ. Уменьшение кислотности цеолита приводит к изменению соотношения изомеров в смеси в пользу пирокатехина. В работе обсуждаются причины этого явления и его связь с дезактивацией катализатора.

дигидроксибензолы, окисление фенола, закись азота, цеолиты, кислотность цеолитов, гидрохинон, пирокатехин, резорцин

1. Panov G.I., Dubkov K.A., Kharitonov A.S. Modern Heterogeneous Oxidation Catalysis. Weinheim. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. 2009. P. 217–252.

2. Motz J.L., Heinichen H., Holderich W.F. // J. Molec. Catal. A. 1998. V. 136. P. 175–184.

3. Ivanov D.P., Sobolev V.I., Pirutko L.V., Panov G.I. // Adv. Synth. Catal. 2002. Vol. 344. P. 996.

4. Hermans I., Janssen K., Moens B., Philippaerts A., Van Berlo B., Peeters J., Jacobs P. A., Sels B. // Adv. Synth. Catal. 2007. V. 349. P. 1604.

5. Ivanov D.P., Pirutko L.V., Panov G.I. // Appl. Catal. 2012, V. 415–416. P. 10–16.

6. Chemical Online. URL: http://www.chemicalonline.com/doc/basf-starts-up-a-new-production-facility-for-0001

7. Parmon V.N., Panov G.I., Uriarte A., Noskov A.S. // Catal Today. 2005. V. 100. P. 115.

8. Иванов Д.П., Пирютко Л.В. // Катализ в промышленности. 2012. T. 3. C. 9–15.

9. Notari B. // Stud. Surf. Sci. Catal. 1988. V. 37. P. 413.

10. Clerici M.G., Kholdeeva O.A. Liquid phase oxidation via heterogeneous catalysis. New Jersey. John Wiley & Sons Inc. 2013. 526 p.

11. Bjorgen M., Kolboe S. // Appl. Catal. A. 2002. V. 225. P. 285–290.

12. Aramburo L.R., Teketel S., Svelle S., Bare S.R., Arstad B., Zandbergen H.W., Olsbye U., Groot F.M.F., Weckhuysen B.M. // J. Catal. 2013. V. 307. P. 185–193.

13. Dubkov K.A., Ovanesyan N.S., Shteinman A.A., Starokon E.V., Panov G.I. // J. Catal.2002. V. 207. P. 341.

14. Дубков К.А., Соболев В.И., Панов Г.И. // Кинетика и Катализ. 1998. Т. 39. № 1. С. 79.

15. Masuda T., Fujikata Y., Mukai S.R., Hashimoto K. // Appl. Catal. A: 1998. V. 172. P. 73–83.

16. Fyfe G.A., Gobbi G.C., Klinowski J., Thomas J.M., Ramdas S. // Nature. 1982. V. 296. P. 530.

17. Haag W.O., Lago R.M., Weisz P.B. // Nature. 1984. V. 309. P. 589.

18. Rodriguez-Gonzalez L., Hermes F., Bertmer M., Rodriguez-Castellon E., Jimenez-Lopez A., Simon U. // Appl. Catal. A: Gen. 2007. V. 328. P. 174.

19. Паукштис Е.А. Инфракрасная спектроскопия в гетерогенном кислотно0основном катализе. Новосибирск: Наука. 1992. 255 с.

20. Jacobs P.A., van Ballmoos R. // J. Phys. Chem. 1982. V. 86. P. 3050–3052.

21. Parfenov M.V., Starokon E.V., Semikolenov S.V., Panov G.I. // J. Catal. 2009. V. 263. P. 173.

22. Santos A., Yustos P., Quintanilla A., Rodrı́guez S., Garcı́a-Ochoa F. // Appl. Catal B: Env. 2002. V. 39. P. 97–113.