Твердофазный синтез никель-молибденовых катализаторов метатезиса пропилена в условиях механического воздействия

Твердофазный синтез модельных алюмо-молибденовых (Al-Mo) и алюмо-никель-молибденовых (Al-Ni-Mo) композиций, входящих в состав катализаторов метатезиса пропилена, был проведен в условиях механического воздействия. Строение модельных Al-Mo- и Al-Ni-Mo-композиций было изучено методами рентгенофазового анализа, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, инфракрасной спектроскопии и электронной спектроскопии диффузного отражения (ЭСДО). Методом ЭСДО показано наличие в модельных Al-Ni-Mo-композициях изолированных мономерных и олигомерных молибдатных соединений. Были получены гранулированные катализаторы метатезиса путем формования модельных Al-Mo- и Al-Ni-Mo-композиций с гидроксидом алюминия с последующим прокаливанием. Показано, что наиболее активным в реакции метатезиса пропилена является алюмо-молибденовый катализатор, содержащий 2,6 мас.% Ni, 13,0 мас.% Mo и 32,7 мас.% Al. При температуре процесса 200 °С, давлении 0,1 МПа, массовой скорости подачи пропилена 1 ч^–1 степень превращения пропилена на данном катализаторе достигает 33,7 %, что позволяет говорить о перспективах его практического применения. При этом в составе продуктов реакции массовая доля этилена составляет 17,5 %, бутенов – 71,3 %.

1. Mol J.C. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2004. V. 213. P. 3945.

2. Кашковский В.И., Григорьев А.А. // Катализ и нефтехимия. 2006. № 14. С. 1–10.

3. Patent US 3431316, 1969.

4. Ivin K., Mol J. Metathesis and Metathesis Polymerization // Academic press, 1997.

5. Lwin S., Wachs I.E. // ACS Catal. 2014. V. 4. P. 2505–2520.

6. Fierro J.L.G., Mol J.C. Metal Oxides: Chemistry and Applications // Taylor & Francis, 2006.

7. Van Schalkwyk C., Spamer A., Moodley D.J., Dube T., Reynhardt J., Botha J.M. // Applied Catalysis A: General. 2003. V. 255. P. 121–131.

8. Liu H., Huang S., Zhang L., Liu S., Xin W., Xu L. // Catalysis Communications. 2009. V. 10. P. 544–548.

9. Debecker D., Stoyanova M., Rodemerck U., Su B., Gaigneaux E., Leonard A. // Catalysis today. 2011. V. 169. P. 60–68.

10. Debecker D.P., Bouchmella K., Poleunis C., Eloy P., Bertrand P., Gaigneaux E.M., Mutin P.H. // Chem. Mater. 2009. V. 21. P. 2817–2824.

11. Topka P., Balcar H., Rathousky J., Zilkova, N., Verpoort, F., Cejka, J. // Microporous Mesoporous Mater. 2006. V. 96. P. 44–54.

12. Handzlik J. // Surf. Sci. 2007. V. 601. P. 2054–2065.

13. Aritani H., Fukuda O., Miyaji A., Hasegawa S. // Appl. Surf. Sci. 2001. V. 180. P. 261–269.

14. Zavoianu R., Soares Dias A.P.V., Pavel O.D., Angelescu E., Portela M.F. // Catalysis Communications. 2005. V. 6. P. 321–327.

15. Budukva S.V., Klimov O.V., Chesalov Y.A., Prosvirin I.P., Larina T.V., Noskov A.S. // Catalysis Letters. 2018. V. 148. P. 1525–1534.

16. Grunert W., Stakheev A.Yu., Feldhaus R., Anders K., Shpiro E.S., Minachev K.M. // Journal of Catalysis. 1992. V. 135. P. 287–299.

17. Samain L., der Jaworski A., Edén M., Ladd D.M., Seo D.-K., Garcia-Garcia F.J., Häussermann U. // Journal of Solid State Chemistry. 2014. V. 217. P. 1–8.

18. Masakuni Ozawa, Mareo Kimura, Akio Isogai. // Journal of the Less Common Metals. 1990. V. 162. P. 297–308.

19. Buelna G., Lin Y.S., Liu L.X., Litster J.D. // Ind. Eng. Chem. Res. 2003. V. 42. P. 442–447.

20. Bergwerff J.A., Visser T., Leliveld B.R.G., Rossenaar B.D., de Jong K.P., Weckhuysen B.M. // J. Am. Chem. Soc. 2004. V. 126. P. 14548–14556.

21. Oyerinde O.F., Weeks C.L., Anbar A.D., Spiro T.G. // Inorganica Chimica Acta. 2008. V. 361. P. 1000–1007.

22. Borg S., Liu W., Etschmann B., Tian Y., Brugger J. // Geochimicaet Cosmochimica Acta. 92 (2012) 292–307.

23. Lwin S., Wachs I.E. ACS Catal. 2014. V. 4. P. 2505−2520.

24. Debecker D.P., Stoyanova M., Rodemerck U., Eloy P., Léonard A., Su B.-L., Gaigneaux E.M. // J. Phys. Chem. C. 2010. V. 114. P. 6584–6590.

25. Drake T.L., Stair P.C. // Topics in Catalysis. 2017. V. 60. P. 1618-1630.

26. Braun S., Appel L.G., Camorim V.L., Schmal M. // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. P. 6584–6590.

27. Debecker D.P., Stoyanova M., Rodemerck U., Gaigneaux E.M. // Studies in Surface Science and Catalysis. 2010. V. 175. P. 581–585.

28. Balcar H., Mishra D., Marceau E., Carrier X., Zilkova N., Bastl Z. // Applied Catalysis A: General. 2009. V. 359. P. 129–135.

29. Avvakumov G.V., Senna M., Kosova N.V. Soft Mechanochemical Synthesis: A Basis for New Chemical Technologies. Kluwer Academic Publishers, 2002.

30. Afonasenko T.N., Knyazheva O.A., Baklanova O.N., Gulyaeva T.I., Trenikhin M.V., Tsyrul'nikov P.G., Bulavchenko O.A., Tsybulya S.V. // Kinetics and Catalysis. 2014. V. 56. P. 359–368.

31. Duplyakin V.K., Baklanova O.N., Chirkova O.A., Antonicheva N.V., Arbuzov A.B., Voitenko N.N., Drozdov V.A., Likholobov V.A. Kinetics and Catalysis. 2010. V. 51. P. 126–130.

32. Knyazheva O.A., Baklanova O.N., Lavrenov A.V.,.Drozdov V.A., Leont'eva N.N., Trenikhin M.V., Arbuzov A.B., Likholobov V.A. // Kinetics and Catalysis. 2011. V. 52. P. 886–895.

33. Knyazheva O.A., Baklanova O.N., Lavrenov A.V., Drozdov V.A., Leont'eva N.N., Vasilevich A.V., Shilova A.V., Likholobov V.A. // Kinetics and Catalysis. 2014. V. 55. P. 121–129.

34. Paramzin S.M., Zolotovskii B.P., Buyanov R.A., Plyasova L.M., Novgorodova O.N. // Kinetics and Catalysis. 1991. V. 32. P. 452-455.

35. Yurchenko E.N., Detusheva L.G. // Journal of structural chemistry. 1982. V. 23. P. 706–713.

36. Tian H., Roberts C.A., Wachs I.E. // J. Phys. Chem. C. 2010. V. 114. P. 14110–14120.