Работа посвящена синтезу и исследованию физико-химических свойств пористой каталитической системы на основе мезопористого мезоструктурированного силиката SBA-15. Методом соконденсации при pH ~ 1,5 и мольном соотношении Al/Si от 2,5 до 35 % синтезированы алюмосиликатные композиты с мезоструктурой SBA-15. Полученные алюмосиликаты охарактеризованы методами рентгеновской дифракции, газовой адсорбции, ИК-спектроскопии, электронной микроскопии и элементным анализом. С увеличением соотношения Al/Si при синтезе наблюдается регулярное снижение параметра элементарной ячейки от 107,3 до 99,9 Å, удельной поверхности – с 837 до 699 м²/г, объема пор – с 0,86 до 0,62 см³/г. Внедрение алюминия в структуру SBA-15 достигает 2,6 %. Изменение состава исходной смеси оказывает существенное влияние на морфологию алюмосиликатных частиц, в частности, увеличивается толщина частиц-волокон, длина волокон остается практически неизменной. Утолщенные волокна нестабильны, и при соотношении Al/Si в исходном составе, равном 35 мол.%, частицы композита заметно фрагментируются.

Исследован процесс приготовления высококонцентрированного катализатора 18%Ni/Al₂O₃ методом пропитки γ-Al₂O₃ раствором нитрата никеля с последующей термообработкой в водородсодержащей атмосфере. Термическая обработка нанесенного Ni₃(ОН)₄(NO₃)₂, который главным образом образуется после прокаливания пропитанного и высушенного носителя при 200 °C, в среде H₂ (содержание Н₂ ≥ 20 %) при 230 °C способствует формированию фазы высокодисперсного NiO. При этом полностью удаляются нитрат-ионы и не происходит укрупнения частиц активного компонента по сравнению с фазой Ni₃(ОН)₄(NO₃)₂. Уменьшение концентрации Н₂ в газовой смеси снижает скорость разложения нитратов и приводит к укрупнению частиц активного компонента при содержании Н₂ ≤ 5 %. Выдвинуто предположение о роли водорода в процессе прокаливания предшественника катализатора.

Разработан перспективный метод синтеза цеолита MCM-22 со степенью кристалличности ~100 % из синтетического алюмосиликата с мольным соотношением SiO₂/Al₂O₃ ≈ 30. Исследовано влияние ключевых параметров процесса кристаллизации – содержания натрия (Na₂O/Al₂O₃), структурообразующего агента (HMI/Al₂O₃) и добавления кристаллической затравки – на фазовый состав, морфологию, пористую структуру и адсорбционные свойства получаемого материала. Показано, что оптимальными условиями являются: Na₂O/Al₂O₃ = 2,7; HMI/Al₂O₃ = 15; количество кристаллической затравки – 20 мас.%. При соблюдении этих условий достигается формирование фазовочистого цеолита MCM-22 с микромезопористой структурой и высокими значениями удельной поверхности (~410 м²/г) и адсорбционной емкости по воде, бензолу и н-гептану. Установлено, что увеличение содержания натрия или темплата приводит к образованию побочных фаз (морденит, ZSM-35, ферьерит) и снижению кристалличности. Полученные данные могут быть использованы для создания эффективных гранулированных катализаторов на основе MCM-22 без связующих веществ.

Рассмотрены физико-химические свойства, состояние активного компонента, активность и селективность нанесенных молибденсодержащих катализаторов в процессах превращения этилена в пропилен и метатезиса пропилена. Показано, что активность молибденсодержащих катализаторов в превращениях этилена и пропилена повышается с ростом числа средних по силе и сильных кислотных центров на их поверхности. Катализатор на основе оксида алюминия активен при температурах 100–250 °С. В то же время катализатор на основе силикагеля требует использования температур вплоть до 500 °С. Более высокая активность катализатора MoO₃/γ-Al₂O₃ в реакциях метатезиса связывается с формированием высокодисперсных соединений молибдена и бренстедовских кислотных центров.

Методом химического осаждения из газовой фазы (ХОГФ) и традиционным методом пропитки по влагоемкости синтезированы новые Pd-стекловолокнистые катализаторы (СВК) окисления летучих органических соединений (ЛОС). Образцы СВК охарактеризованы физико-химическими методами (СЭМ, РФЭС), изучено формирование металлических частиц на поверхности стекловолокон. На полученных СВК изучен процесс окисления метана, определены удельные скорости, а также энергии активации реакции окисления метана. Проведен сравнительный анализ катализаторов, приготовленных методами ХОГФ и пропитки, показана перспективность использования метода ХОГФ как эффективного метода синтеза СВК.

Алюмосиликаты представляют интерес в качестве альтернативы цеолитам в составе катализаторов однореакторного синтеза Фишера–Тропша. Цель работы – изучить возможность использования синтетического и природного алюмосиликатов в составе кобальтового катализатора синтеза Фишера–Тропша для повышения содержания широкой масляной фракции в образующихся продуктах. Было исследовано влияние температуры прокаливания алюмосиликатов на характеристики приготовленных катализаторов и состав углеводородов С₅₊, образующихся в их присутствии. Порошки алюмосиликатов исследовали методами РФА, ТГА, ИК-спектроскопии, низкотемпературной сорбции азота. Приготовленные на основе алюмосиликатов катализаторы были испытаны в синтезе Фишера–Тропша. Полученные результаты подтверждают возможность однореакторного синтеза углеводородов С₅₊, обогащенных масляной фракцией: катализатор на основе синтетического аморфного алюмосиликата позволяет получить продукт, содержащий до 37 мас.% фракции с пределами кипения 300–490 °С. Были оптимизированы условия селективного получения масляной фракции в присутствии катализаторов такого типа: 2,5 МПа, 210 °С, 500 ч^–1. Показано, что в синтезе при 1,5 МПа возможно получение углеводородов С₅₊, содержащих до 60 мас.% дизельной фракции, особенно в присутствии катализаторов на основе пирофиллита.

Данная статья представляет обзор исследований в области кислотно-катализируемого получения ацетатов целлюлозы, выделяемой из различных видов биомассы. Рассмотрены классические методы ацетилирования в присутствии сильных неорганических кислот и использование солей переходных металлов, йода или полиоксометаллатов. Отмечены их недостатки, к которым можно отнести коррозионную активность и низкую экологичность, например, образование сточных вод, требующих утилизации. Анализ литературы позволяет выделить перспективные направления дальнейших исследований, а именно разработка новых регенерируемых катализаторов, регулирование степени замещения при ацетилировании при их использовании. Такие системы могут позволить получить материалы, имеющие перспективы применения при создании сепараторов устройств хранении энергии, в том числе суперконденсаторов.

Для изучения неокислительной конверсии природного газа в ценные углеводороды и водород разработана цифровая модель реактора, в котором лазерное излучение воздействует на реакционную двухфазную среду из газа и взвешенных в нем твердых каталитических наночастиц. Встречные потоки этой газопылевой среды в осесимметричной трубе реактора поглощают излучение в области своего столкновения. Исследован теплообмен со стенкой по длине реактора с лазерным излучением при эндотермической конверсии метана. Вводимое в среду лазерное излучение повышает температуру среды локально в области выхода получаемых продуктов и сдвигает их состав в сторону ароматических соединений. Температура 1173 К стенок и излучение определили конверсию метана 65 % в углеводороды и водород. Показана перспективность комбинирования традиционных и лазерных способов ввода энергии в реакционную среду для управления селективностью неокислительной конверсии метана.