Самораспространяющийся высокотемпературный синтез композиционных материалов на основе карбидов вольфрама: влияние фазового состава на выход этилен- и пропиленгликолей в одностадийном процессе гидролиза гидрогенолиза целлюлозы

Показана возможность применения в качестве катализаторов реакции гидролиза-гидрогенолиза целлюлозы в спирты двухкомпонентной системы Ca(OH)2 – композиционный материал на основе карбидов вольфрама (W2C/WC), полученный комбинированным методом, основанным на сочетании механохимической активации и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), с использованием экзотермической смеси оксида вольфрама, металлического магния, технического углерода. Показано, что введение инертных добавок

(металлического вольфрама или карбоната кальция) в экзотермическую смесь позволяет регулировать количество и соотношение карбидов вольфрама (W2C, WC). Порядок введения реагентов в экзотермическую смесь и их активация влияют на текстурные свойства материалов. Показано преимущество метода СВС по сравнению с методом механической активации. Каталитические свойства данных материалов изучены в процессе гидролиза-гидрогенолиза целлюлозы. Установлено, что фазовый состав композиционных материалов влияет на выход этиленгликоля (ЭГ) и 1,2-пропиленгликоля (1,2-ПГ) и их соотношение. Максимальный суммарный выход ЭГ и 1,2-ПГ (25–31 %) был получен в присутствии образца с высоким содержанием W2C.

1. Pang J., Zheng M., Sun R., Wang A., Wang X., Zhang T. // Green Chem. 2016. V. 18. P. 342-359. https://doi.org/10.1039/C5GC01771H

2. Zheng M.Y., Wang A.Q., Ji N., Pang J.F., Wang X.D., Zhang T. // ChemSusChem 2010. V. 3. P. 63-66. https://doi.org/10.1002/cssc.200900197

3. Zhang Y., Wang A., Zhang T. // Chem. Commun. 2010. V. 46. P. 862-864. DOI: 10.1039/b919182h.

4. Li N., Zheng Y., Wei L., Teng H., Zhou J. // Green Chem. 2017. V. 19. P. 682-691. DOI: 10.1039/c6gc01327a.

5. Hamdy M.S., Eissa M.A., Keshk S.M.A.S. // Green Chem. 2017. V. 19. P. 5144-5151. https://doi.org/10.1039/C7GC02122D

6. Liu Y., Luo C., Liu H. // Angew. Chem. Int. Ed. 2012. V. 51. P. 3249-3253. https://doi.org/10.1002/anie.201200351

7. Li Y., Liao Y., Cao X., Wang T., Ma L., Long J., Liu Q., Xua Y. // Biomass and Bioenergy. 2015. V. 74. P. 148-161. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.12.025

8. Manaenkov O.V., Kislitsa O.V., Matveeva V.G., Sulman E.M., Sulman M.G., Bronstein L.M. // Frontiers in Chemistry. 2019. V. 7. N 834. https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00834

9. Ji N., Zheng M., Wang, A., Zhang T., Chen J.G. // ChemSus- Chem 2012. V. 5. P. 939-944. https://doi.org/10.1002/cssc.201100575

10. Ji N., Zhang T. Zheng M. Y., Wang A.Q., Wang H., Wang X.P., Chen J.G. // Angew Chem Int Ed. 2008. Vol. 47. P. 8510-8513. https://doi.org/10.1002/anie.200803233

11. Ji N., Zhang T., Zheng M.Y., Wang A.Q., Wang H., Wang X.D., Shu Y.Y., Stottlemyer A.L. // Catal. Today. 2009. V. 147. P. 77-85. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2009.03.012

12. Ooms R., Dusselier M., Geboers J.A., de Beeck B.O., Verhaeven R., Gobechiya E., Martens, J.A., Redl A., Sels B.F. // Green Chem. 2014. Vol. 16. P. 695-707. https://doi.org/10.1039/C3GC41431K

13. Громов Н.В., Жданок А.А., Медведева Т.Б., Лукоянов И.А., Полубояров В.А., Таран О.П., Пармон В.Н., Тимофеева М.Н. // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2019. Т. 12. № 2. С. 269—281. DOI:10.17516/1998-2836-0125.

14. Gromov N.V., Taran O.P., Semeykina V.S., Danilova I.G., Pestunov A.V., Parkhomchuk E.V., Parmon V.N. // Catal. Lett. 2017. V. 147. N 6. P. 1485-1495. https://doi.org/10.1007/s10562-017-2056-y

15. Won H.I., Nersisyan H.H., Won C.W. // J. Mater. Res. 2008. V. 23. P. 2393-2397. DOI: https://doi.org/10.1557/jmr.2008.0289

16. Jia Y., Liu H. // Catal. Sci. Technol. 2016 V. 6. P. 7042—7052. DOI: 10.1039/c6cy00928j

17. Sun J., Liu H. // Catal Tuday. 2014. V. 234. P. 75-82. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2013.12.040.

18. Zhou L., Wang A., Li, C., Zheng M., Zhang T. // ChemSusChem. 2012. V. 5. P. 932-938. https://doi.org/10.1002/cssc.201100545