Изучалась возможность применения оксидов переходных металлов (кобальта, железа, меди, молибдена, ванадия, цинка, кадмия, титана, марганца, хрома и вольфрама) в качестве катализаторов для гидролиза амминборана (АB). Гидролиз проводили с водным раствором АВ концентрации 0,24 мас.% при температурах от 35 до 80 °С. Количество загружаемых оксидов составляло 10–40 мг. Наибольшая скорость выделения водорода наблюдалась при использовании оксидов кобальта (Co3O4) и железа (Fe2O3 .nH2O) при температуре 80 °С. Из полученных данных для оксидов кобальта и железа определен порядок реакции по амминборану (первый). Эффективность оксидов кобальта и железа в качестве катализаторов гидролиза АВ при рабочих температурах (80 °С) топливных элементов на протонопроводящих мембранах делает их перспективными для получения водорода в автономных энергетических устройствах, в том числе на транспортных средствах.

Изучалась возможность применения оксидов переходных металлов (кобальта, железа, меди, молибдена, ванадия, цинка, кадмия, титана, марганца, хрома и вольфрама) в качестве катализаторов для гидролиза амминборана (АB). Гидролиз проводили с водным раствором АВ концентрации 0,24 мас.% при температурах от 35 до 80 °С. Количество загружаемых оксидов составляло 10–40 мг. Наибольшая скорость выделения водорода наблюдалась при использовании оксидов кобальта (Co3O4) и железа (Fe2O3nH2O) при температуре 80 °С. Из полученных данных для оксидов кобальта и железа определен порядок реакции по амминборану (первый). Эффективность оксидов кобальта и железа в качестве катализаторов гидролиза АВ при рабочих температурах (80 °С) топливных элементов на протонопроводящих мембранах делает их перспективными для получения водорода в автономных энергетических устройствах, в том числе на транспортных средствах.

Изучено газохроматографическое удерживание продуктов реакции каталитического синтеза пентафторэтана на смешанной неподвижной фазе поли-(1-триметилсилил-1-пропин)/поли-(1-фенил-1-пропин). Показана целесообразность практического использования предложенной фазы для селективного разделения смеси азота, диоксида углерода, галогенуглеводородов и воды в условиях газовой хроматографии. Установлено, что порядок выхода галогенуглеводородов зависит от температуры их кипения.

В обзорной статье рассмотрены основные закономерности образования оксидов углерода – побочных продуктов глубокого окисления в процессе оксихлорирования этилена в псевдоожиженном слое катализатора. На основании литературных данных сделаны выводы о возможном механизме окисления реагентов, учитывающем окисление исходного этилена и целевого дихлорэтана. Повышение температуры процесса увеличивает вклад реакции окисления дихлорэтана. Показано, что в целях стабилизации процесса и повышения селективности образования целевого 1,2-дихлорэтана катализатор должен быть также активен в реакции окисления монооксида углерода до диоксида. В промышленных условиях более низкий выход побочных оксидов углерода достигается при минимальных избытках этилена и кислорода по отношению к хлористому водороду, для чего требуется использование катализаторов с невысоким содержанием меди на внешней поверхности зерна. Важным является наличие в катализаторе промотирующих добавок хлоридов щелочных или щелочно-земельных металлов. Попадание в катализатор железа за счет эрозии стенок промышленного реактора ведет, наряду со снижением скорости процесса оксихлорирования, к увеличению выхода продуктов глубокого окисления.

Представлен обзор литературы в области катализаторов гидроизомеризации длинноцепочечных парафинов. В ч. I был описан механизм реакций гидроизомеризации парафинов и проведен анализ данных, касающихся катализаторов гидроизомеризации на основе цеолитов различных типов. Часть II посвящена катализаторам на основе структурированных мезопористых материалов, частично восстановленных оксидов и оксикарбидов молибдена, смеси оксидов вольфрама и циркония. Описаны промышленные катализаторы, нашедшие применение в процессах изодепарафинизации дизельных топлив и масел.

Цель исследования – разработка катализатора гидроизомеризации прямогонной гидроочищенной дизельной фракции, позволяющего получать дизельное топливо с улучшенными низкотемпературными характеристиками. Синтезированы образцы катализатора, в составе которых диоксид циркония, модифицированный вольфрамат-анионами, высококремнеземный цеолит, благородные (Pt, Pd) или переходные (Ni, Mo) металлы, связущее (оксид алюминия), промоторы. Проведены лабораторные испытания образцов при температуре 250–360 °С, давлении 3,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,5–3,0 ч–1, соотношении Н2/сырье – 1000 м3/м3. Выход на сырье целевого продукта на образце ГИЦ-1 (с Ni, Mo) и ГИЦ-2 (с Pt, Pd) составил 84,6 и 91,0 мас.% соответственно, депрессия температуры помутнения и предельной температуры фильтруемости по сравнению с сырьем – порядка 20 °С для обоих образцов. Показана возможность получения дизельного топлива для холодного климата по ГОСТ Р 52368–2005 или дизельного топлива зимнего в соответствии с ТР ТС 013/2011.

Проведены исследования процесса превращения изопропилового спирта в присутствии промышленного никелькизельгурового катализатора. Установлено, что применение данного катализатора позволяет проводить процесс получения ацетона в одну стадию (в отличие от известных 2-стадийных технологий) в присутствии катализатора, ранее не применяемого в данном процессе, в области умеренных температур при 97 %-ной конверсии сырья с выходом целевого продукта 82,4 %. С помощью растровой электронной микроскопии, термического и рентгено-фазового анализов, а также кондуктометрии изучены изменения фазового состава, структуры поверхности и электронных свойств никелевого катализатора, происходящие под действием реакционной среды. Показано, что превращение изопропилового спирта в ацетон по реакции дегидрирования сопровождается разрыхлением исходной однородной глобулярной структуры катализатора с образованием нанокластеров никеля. Активными центрами в реакциях превращения спиртов выступают ионы никеля в разных степенях окисления, а также катионные и анионные вакансии.

Лабораторные образцы железосодержащих катализаторов глубокого окисления приготовлены пропиткой носителя (γ-Al2O3) раствором (NH4)3[Fe(C2O4)3] (образец FeOX/γ-Al2O3) и раствором Fe(NO3)3 (образец FeNO/γ-Al2O3). Образцы исследованы методами адсорбции (БЭТ), РФА, РФЭС, ПЭМВР. Определена активность приготовленных катализаторов в реакции окисления CO: показано, что активность образца FeOX/γ-Al2O3 выше активности образца FeNO/γ-Al2O3. Установлено, что активным компонентом катализатора, полученного пропиткой раствором Fe(NO3)3, является α-Fe2O3, а при использовании раствора (NH4)3[Fe(C2O4)3] – твердый раствор Fe3+ в γ-Al2O3. Образец FeOX/γ-Al2O3 и промышленные катализаторы ЩКЗ-1 и ИК-12-73 испытаны в процессе сжигания бурого канско-ачинского угля в кипящем слое. Показано, что использование данного образца позволяет достичь высокой (95 %) степени выгорания бурого угля и снизить уровень выбросов СО по сравнению с уровнем, получаемым при использовании инертного материала.

Синтезированы палладиевые материалы, содержащие 4,0 и 9,1 мас.% Pd на силикагеле. Методом электронной микроскопии показано, что они являются наноразмерными системами: размер частиц Pd составляет 1,70±0,72 и 1,30±0,64 нм соответственно. Изучено влияние содержания Pd и условий восстановления прекурсора (ацетата палладия) на каталитические свойства образцов Pd/SiO2 в реакции селективного гидрирования фенилацетилена (ФА) в стирол при температуре 25 °С. Показано, что увеличение содержание палладия (от 4,0 до 9,1 %) и повышение температуры восстановления (от 50 до 120 °С) не приводят к существенному укрупнению частиц Pd, вследствие чего слабо сказываются на скорости и селективности гидрирования ФА. Установлено, что наноразмерные системы Pd/SiO2 являются эффективными катализаторами промышленно важного процесса гидрирования ФА и характеризуются высокой селективностью по стиролу (96,75 и 90,3 % при конверсиях около 50 и 100 %, соответственно), заметно превышающей известный максимально достигнутый уровень селективности гидрирования алкинов (не более75 % при конверсии ~100 %).

Сложные эфиры жирных кислот (ЖК) и полиэтиленгликоля-400 (ПЭГ) – ценные поверхностно-активные соединения, получаемые химическим методом. В данной работе показана возможность замены химического синтеза полиэтиленгликолевых эфиров на ферментативный, реализуемый в более мягких условиях, по более простой и экологически более безопасной технологии. Основными препятствиями для ферментативного катализа в системе ПЭГ и высших жирных кислот являются высокая вязкость ПЭГ и низкая растворимость ЖК в воде. Эти проблемы решены подбором органических сред и других условий проведения процесса, осуществляемого панкреатической липазой. Определены оптимальные условия синтеза эфиров ЖК и ПЭГ: среда для проведения реакции – бензол/гексан в соотношении 2 : 3; оптимальная температура – 25 °С; содержание воды в системе – не более 0,2 %; мольное соотношение кислота : полиэтиленгликоль – 1 : 1,8; время реакции – 48 ч. Выход в этих условиях составил: при синтезе эфира ПЭГ и каприновой кислоты – 80 %, эфира ПЭГ и лауриновой кислоты – 78 %, эфира ПЭГ и пальмитиновой кислоты – 44 %.