Показана возможность использования сополимеров поли-(этилен)-пропиленгликольмалеинатов (п-ЭГМ и п-ПГМ) с акриловой кислотой (АК) в качестве матрицы для получения эффективных металл-полимерных комплексов для гидрирования органических соединений. Методами электронно-микроскопического и динамического рассеяния света определен средний размер наночастиц, составивший 112 нм, имеющих сферическую форму и равномерное распределение вдоль поперечного сечения полимера. Cодержание никеля и кобальта в комплексах составляет 0,52 и 0,48 мас.% соответственно в сополимере п-ЭГМ/АК, 0,49 и 0,51 мас.% в сополимере п-ПГМ/АК. Установлено, что повышение температуры с 25 до 40 °С позволяет существенно увеличить скорость гидрирования пиридина вследствие активации катализатора и увеличения числа активных центров катализатора за счет набухания полимерной сетки и перехода ее из сжатого глобулярного состояния в развернутое. Увеличение силы тока с 1 до 3 А уменьшило выход пиперидина, что не позволяет использовать увеличение плотности тока для сокращения продолжительности синтеза. Можно заключить, что найденные нами экспериментальные условия позволяют получить конечный продукт гидрирования с более высокими скоростями и выходами.

Методами СЭМ, ПЭМ, РФА, РФЭС и хемосорбции СО изучено физико-химическое состояние нанесенной платины и поверхности носителя для ряда промышленных катализаторов 0,5 мас.%Pt/графит (свежеприготовленных, отработавших в процессе синтеза сульфата гидроксиламина гидрированием NO в серной кислоте, а также регенерированных образцов). Показано, что в ходе эксплуатации катализатора происходит агломерация частиц платины, а его регенерация приводит к увеличению дисперсности нанесенного металла. Вопреки общепринятому мнению, что при синтезе или регенерации таких катализаторов поверхность платины модифицируется серой, доказательств этому методом РФЭС не найдено. Впервые получены данные, которые свидетельствуют, что за модификацию адсорбционных свойств частиц платины в отношении СО ответственны поверхностные азотсодержащие группы графита, образующиеся в ходе приготовления катализатора. Последнее, возможно, является одним из факторов, затрагивающим ее каталитические свойства в гидрировании NO.

Изучены каталитические свойства промышленного катализатора «палладий на сибуните» – ИКТ-3-31 (0,5 мас.% Pd) в реакции восстановления ментона до ментола. Восстановление проводилось при 250–350 °С с использованием изопропанола в качестве Н-донора в условиях реакции переноса водорода (РПВ). Для сравнения в тех же условиях был проведен процесс без использования катализатора. Установлено, что при 350 °С конверсия ментона практически одинакова с катализатором и без него (61–62 %), однако в присутствии катализатора существенно (с 98 до 23 %) снижается селективность по ментолу – целевому продукту – и возрастает доля побочных продуктов (с 2 до 77 % в пересчете на прореагировавший ментон). При снижении температуры каталитической реакции до 250 °С селективность восстановления повышается до 42 %, но конверсия ментона падает до 10 %. Идентифицированы все продукты превращения ментона и предложены маршруты их образования. Отмечено, что при температурах 250–350 °С углеродный носитель сибунит катализирует дегидратацию ментола, препятствуя достижению приемлемых выходов этого целевого спирта. Другими важными побочными реакциями, катализируемыми ИКТ-3-31, являются дегидрирование и последующая ароматизация п-ментенов, приводящие к образованию замещенных бензолов – п-цимола и тимола. Успешное применение ИКТ-3-31 в РПВ возможно при вовлечении в реакцию более реакционных органических субстратов при температурах ниже 200–250 °С или при использовании более сильных Н-доноров.

В данной работе изучен процесс селективного гидрирования карбоксильной группы жирных кислот в присутствии полимерстабилизированных катализаторов на основе благородных металлов для получения высших спиртов. Исследовано влияние типа носителя и активного металла на выход целевого продукта и на скорость конверсии субстрата. Наибольшие значения выхода целевого продукта, селективности и скорости накопления стеарилового спирта были получены при использовании катализаторов 1%Pd/MN270, 1%Pt/MN500, 1%Ru/MN100. Исследование каталитических систем при многократном использовании показало, что 1%Pd/MN270 и 1%Ru/MN100 сохраняют каталитическую активность как минимум в пяти повторных циклах, тогда как 1%Pt/MN500 теряет свою эффективность уже при втором использовании вследствие термической деструкции катализатора в процессе реакции. Показано, что использование 1%Pd/MN270 в процессе гидрирования карбоксильной группы стеариновой кислоты позволяет получить 99 %-ный выход стеарилового спирта при 100 %-ной конверсии субстрата.

В работе продемонстрирована возможность использования арктического дизельного топлива с низким содержанием серы для получения синтез-газа, пригодного для питания твердооксидных топливных элементов, в одну стадию по реакции предриформинга на Ni-MgO структурированных катализаторах на основе никелевого высокопористого пеноячеистого материала (ВПЯМ). Были приготовлены катализаторы составов (мас.%): 10,7NiO-10MgO/ВПЯМ, 20NiO-10MgO/ВПЯМ, исследованы их свойства в предриформинге АДТ при 550 °С. Методом ПЭМ исследована микроструктура покрытия в катализаторах до и после реакции. Выявлено, что ключевым фактором, влияющим на стабильность работы катализаторов предриформинга, является устойчивость к зауглероживанию. Определены кинетические параметры реакции. Полученные результаты могут быть востребованы при создании энергоустановок на основе топливных элементов, работающих на арктическом дизельном топливе в условиях Крайнего Севера.

Исследовано влияние концентрации палладия в катализаторах Pd/SO₄/ZrO₂/Al₂O₃ на показатели реакции изомеризации н-гексана. Установлено, что оптимальное содержание палладия в катализаторах составляет 0,3–0,75 мас.%. Показано, что температуры активации при прокаливании в токе воздуха и в среде Н₂ оказывают влияние на каталитические свойства системы Pd/SO₄/ZrO₂/Al₂O₃. Наибольшее содержание высокооктановых изомеров гексана (2,2-диметилбутана и 2,3-диметилбутана) наблюдается при использовании катализаторов, которые предварительно были прокалены при температурах от 350 до 400 °С с последующим восстановлением при температуре 200–250 °С.

В статье представлены результаты исследования парового крекинга тяжелой нефти при температуре 425 °С и давлении 2,0 МПа в присутствии дисперсных катализаторов на основе железа и молибдена в сларри-реакторе. Катализаторы были получены путем разложения водорастворимых предшественников солей металлов in situ. В случае парового крекинга было обнаружено увеличение выхода ПСН (сумма жидких продуктов) по сравнению с термическим крекингом (80 и 77 мас.% соответственно). Применение дисперсных монометаллических катализаторов (железо- и молибденсодержащего), а также биметаллического катализатора в каталитическом паровом крекинге (КПК) тяжелой нефти привело к увеличению выхода ПСН. Кроме того, в процессе КПК было обнаружено увеличение выхода светлых фракций (Т_кип < 350 °С) по сравнению с паровым и термическим крекингом, а также снижение вязкости и плотности продуктов по сравнению с исходным сырьем.

Изучено влияние мезопористого алюмосиликата (МП-Al-Si) и его смеси c наноразмерным порошком никеля (МП-Al-Si/Ni) на состав продуктов крекинга природных битумов республики Татарстан с содержанием фракций н.к.-200 °С менее 7 мас.% в реакторе-автоклаве. Показано, что добавка к битуму мезопористого алюмосиликата (5 мас.%) способствует глубокой деструкции высокомолекулярных компонентов и увеличивает содержание фракций, выкипающих до 360 °C. При использовании смеси МП-Al-Si/1%Ni замедляется более чем в 2 раза процесс коксообразования, при этом содержание фракций н.к.-360 °С увеличивается на 14,2–14,7 %, а продуктов деструкции смол и асфальтенов – на 1,4–2,7 мас.% по сравнению с их содержанием в продуктах крекинга битумов в присутствии МП-Al-Si. Применение МП-Al-Si позволяет эффективно перерабатывать тяжелое углеводородное сырье в бензиновые и дизельные фракции при низких выходах газа и продуктов уплотнения.

Традиционный метод получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) из древесного сырья является многостадийным и основан на интеграции экологически опасных процессов варки и отбелки целлюлозы и кислотного гидролиза аморфной части целлюлозы. В работе описан усовершенствованный одностадийный каталитический метод получения микрокристаллической целлюлозы из хвойной и лиственной древесины, основанный на пероксидной делигнификации древесины в среде уксусная кислота – вода в мягких условиях (100 °С, атмосферное давление) в присутствии экологически безопасного твердого катализатора TiO2. Проведена экспериментальная и математическая оптимизация процессов получения МКЦ пероксидной каталитической делигнификацией различных видов древесины. Установлены следующие оптимальные режимы получения МКЦ с выходом 36,3–42,0 мас.% от абсолютно сухой древесины и содержанием остаточного лигнина ≤1,0 мас.%, гемицеллюлоз ≤6,0 мас.%: для осины – 5 мас.% Н2О2, 25 мас.% СН3СООН, гидромодуль = 10; для березы − 5 мас.% Н2О2, 25 мас.% СН3СООН, гидромодуль = 15; для пихты – 6 мас.% Н2О2, 30 мас.% СН3СООН, гидромодуль = 15; для лиственницы – 6 мас.% Н2О2, 30 мас.% СН3СООН, гидромодуль = 15.