В работе синтезированы массивный и нанесенные на α- и γ-Al2O3 медные катализаторы. В качестве прекурсора меди использовался медно-аммиачно-карбонатный раствор. Исследованы структура и текстурные свойства полученных каталитических систем, включая удельную площадь поверхности, объем пор и размер областей когерентного рассеяния. Экспериментально определена оптимальная температура восстановления катализатора в токе водорода, обеспечивающая максимальную активность в процессе гидрирования D-глюкозы. Установлено, что γ-Al2O3 тормозит процесс термического разложения основного карбоната меди. Активность катализатора в процессе жидкофазного восстановления D-глюкозы оценивалась по средней скорости реакции, поскольку порядки реакций были близки к нулевому. Определено оптимальное содержание нанесенной меди (5,5–5,8 мас.%), при котором достигается максимальная скорость синтеза сорбита. Полученные каталитические системы по активности не уступают аналогичным катализаторам, в том числе на основе других переходных металлов, обеспечивая возможность проведения процесса в мягких условиях (303 К, атмосферное давление водорода). Достигнутая каталитическая активность составила 11,9±1,3 см3 (H2)·c–1·кг–1 (Cu), а степень превращения за два часа достигла 5 %, для классических катализаторов на основе никеля в мягких условиях аналогичные значения близки к нулю и обычно достигаются только при высоких температурах и повышенном давлении (до 5 МПа).

В работе приводятся результаты по изучению образцов эффективных сорбционных материалов на базе отечественного природного сырья – железомарганцевых конкреций (ЖМК). Применение данных сорбционных материалов имеет существенную перспективу для решения актуальной задачи защиты окружающей среды – очистки газовых потоков от токсичных сернистых соединений. В работе изучено влияние температуры прокаливания сорбентов на их физико-химические и сорбционные характеристики. Показано, что температура прокаливания сорбента существенно влияет на его сорбционную способность по сероводороду, оптимальными сорбционными характеристиками обладает сорбент прокаленный при 300 °С. Результаты ЭСМ-картирования элементов и ИКС-ДО отработанных образцовпозволили предложить маршрут сорбции сероводорода на синтезированных сорбентах в зависимости от температуры.

Применяемые для синтеза нановолокнистого углерода и водорода катализаторы Ni-Cu/Al2O3 приготовлены методом горения растворов с использованием в качестве топлива сахарозы, мочевины и щавелевой кислоты. Полученный катализатор представлял собой порошок с удельной поверхностью 60–128 м2/г. Тестирование образцов катализатора проводили в проточном реакторе при температуре 550 °С в среде метана при давлении 1 и 5 атм. Изучено влияние содержания органического топлива на состав и текстурные характеристики получаемых катализаторов и на эффективность работы катализатора в процессе синтеза нановолокнистого углерода и водорода. Обнаружено, что степень конверсии метана варьировалась в диапазоне 5–17,5 % и возрастала при повышении давления с 1 до 5 атм.

Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований парового риформинга синтетической дизельной фракции (СДФ) на промышленном катализаторе метанирования марки НИАП-07-01 с целью получения водорода для топливных элементов. СДФ (температура кипения 180–290 °С), полученная синтезом Фишера–Тропша на цеолитсодержащем катализаторе Со/SiO2/ZSM-5/Al2O3, состоит из углеводородов С11–С18 (88 %), и небольшого количества фракции С5-С10 (10,8 %). Установлено, что при отношении Н2О/С = 3,03 в области температур 450–650 °С в состоянии равновесия конверсия СДФ составляет практически 100 %, на никелевом катализаторе полная конверсия СДФ достигается при температуре выше 600 °С. Основными продуктами конверсии являются водород, метан и диоксид углерода, при этом концентрация водорода значительно выше, а метана – ниже расчетных равновесных значений. Катализатор НИАП-07-01 проявляет высокую активность и селективность по водороду. Максимальный выход водорода составляет 279 г Н2/(кг СДФ) при 650 °С, концентрация Н2 в конвертированном газе 66,5 %. Расчеты показали, что для обеспечения водородом энергетической установки мощностью 10 кВт на базе низкотемпературного топливного элемента с протонообменной мембраной на основе Pt/C катализатора расход СДФ составит 2,8 кг/ч.

Синтез активного, селективного и стабильного каталитического покрытия является сложной задачей для полугидрирования алкенолов в проточном микрореакторе, что является потенциально эффективной стратегией для производства алкенолов в тонком органическом синтезе. В этой работе каталитические пленки PdMe/TiO2 (Me = Zn, Ag) были получены с помощью простого и эффективного темплатного золь-гель метода и использованы в полугидрировании 2-метил-3-бутин-2-ола. Приготовленные биметаллические каталитические пленки PdMe/TiO2 (Me = Zn, Ag) показали высокую каталитическую селективность благодаря образованию сплавных наночастиц (НЧ) PdZn и PdAg. Поверхность активного центра PdAg изменяется в условиях реакции. PdZn-пленка демонстрирует лучшую каталитическую эффективность. Допирование носителя цинком увеличивает селективность и стабильность пленок. Анализ рентгеновских фотоэлектронных спектров показал, что допированная цинком пленка PdZn/Ti0,8Zn0,2O1,8 имеет более высокую концентрацию активных центров PdZn и лучшую устойчивость к окислению, чем PdZn/TiO2. Каталитические пленки PdAg/TiO2 и PdZn/Ti0,8Zn0,2O1,8 продемонстрировали высокую стабильность при длительных испытаниях.

В настоящем авторском обзоре обобщены и систематизированы данные о ключевых закономерностях жидкофазного гидрирования карбоциклических алкенов и диенов норборненового ряда на примере норборнадиена, дициклопентадиена и 5-винил-2-норборнена в присутствии гетерогенных палладиевых катализаторов. Рассмотрены условия гидрирования, обеспечивающие сохранение норборнанового каркаса, а также наиболее вероятные механизмы его протекания. На основании кинетических и квантово-химических исследований проведена оценка реакционной способности при гидрировании кратных связей различной природы с учетом особенностей их адсорбции.

Каталитическая димеризация этилена лежит в основе современных технологий получения бутена-1 высокой чистоты – ценного полупродукта нефтехимического синтеза, востребованного, прежде всего, в производстве полимеров различного назначения. В работе обобщены актуальные сведения о направлениях использования бутена-1 в химической промышленности и технологиях его каталитического синтеза из этилена, выявлены тенденции и подходы в области разработки катализаторов селективной димеризации этилена.

Работа посвящена исследованию процесса термокаталитической переработки биомассы в реакторе кипящего слоя с целью получения полезной теплоты. В качестве исходной биомассы были выбраны образцы мискантуса, скорлупы кедрового ореха и отработанного кофе. Измельченная до фракции меньше 0,5 мм (кофе не измельчалось, размер частиц изначально составлял 0,2–0,4 мм) биомасса подавалась в реактор с кипящим слоем катализатора при температурах переработки 650, 700 и 750 °C соответственно. Суть данных экспериментов заключалась в получении полезной теплоты за счет сжигания подаваемой биомассы и использовании ее, например, на поддержание автотермического режима, а также исследовании получаемых в процессе сжигания зольных остатков и анализе отходящих в процессе сжигания газов с последующим созданием модели процесса в ПО Aspen Plus. Полученные в ходе моделирования данные согласуются с экспериментальными, и предложенная схема может быть использована как один из подходов к оценке возможности реализации процесса каталитического сжигания биомассы в кипящем слое в автотермическом режиме.