Приготовлены новые WO3-ZrO2 (WZ) катализаторы с активным металлом палладием на пористых носителях оксидах алюминия различного фазового состава. В качестве носителей использовались оксиды алюминия фирмы Sasol, формованные в виде экструдатов (E), и сферические оксиды алюминия (S), в которых фазовый состав представлен θ-Al2O3, δ-Al2O3 и α-Al2O3 модификациями оксида алюминия. Показано, что фазовый состав носителя оказывает существенное влияние на активность нанесенных катализаторов Pd/WO3-ZrO2 на его основе. При переходе от набора θ- и δ-фаз Al2O3 к фазовому составу θ- и α-Al2O3 наблюдается увеличение активности катализаторов, о чем свидетельствует смещение температурных зависимостей конверсии гептана в область более низких температур на 10–30 °С. Появление фазы α-Al2O3 сопровождается снижением удельной поверхности катализаторов, что приводит к увеличению плотности кислотных центров и, как следствие, изменению активности. Катализаторы Pd/WZ, нанесенные на носители S, характеризуются более высокой кислотностью (3,7–6,3 мкмоль/м2) по сравнению с образцами, нанесенными на носители E (2,8–3,6 мкмоль/м2). Повышенная кислотность катализаторов Pd/WZ/S приводит к усилению побочных реакций крекинга гептана с образованием газообразных С1–С4 углеводородов. В свою очередь, умеренная кислотность катализаторов Pd/WZ/E способствует более высокой селективности образования изомеров гептана (89,2–89,3 % при конверсии гептана 81,5–83,2 %), по сравнению с катализаторами, нанесенными на носители S (селективность изомеризации 84,9–85,6 % при конверсии гептана 80,4–81,4 %).

Проведено совместное окисление циклооктена и алкилбензолов под действием кислорода и системы двух катализаторов. Радикальный катализатор Fe(acac)3/NHPI вызывал образование гидроперекисей алкилбензолов, которые in situ расходовались в катализируемом MoO3/SiO2 эпоксидировании циклооктена. Присутствие циклооктена и MoO3/SiO2 ограничивало интенсивность цепного окисления, позволяя, тем не менее, радикальному катализатору Fe(acac)3/NHPI сохранять достаточную активность в окислении алкилбензолов в гидроперекиси. Кумол оказался предпочтительнее этилбензола в качестве совосстановителя, обеспечивая более активное и селективное образование эпоксициклооктана. При оптимизированных количествах компонентов и температуре 80 °С селективность образования эпоксициклооктана в присутствии этилбензола или кумола достигала, соответственно, 92 и 96 % при конверсии циклооктена более 70 %.

Исследовано влияние типа цеолита (SAPO-11, ZSM-22, ZSM-23 и ZSM-12) в составе носителя (соотношение цеолит : Al2О3 = 30 : 70) на физико-химические свойства катализаторов Pt/Al2O3-цеолит, а также выход и состав продуктов гидродеоксигенации подсолнечного масла на этих катализаторах. Показана возможность полной гидродеоксигенации подсолнечного масла при температурах 320–350 °C, давлении 4 МПа и массовой скорости подачи сырья 1 ч–1 с выходом жидких продуктов 75–82 %. Доля изоалканов и выход продуктов реакций прямой гидродеоксигенации увеличиваются с ростом концентрации кислотных центров Бренстеда в катализаторе в ряду: 1%Pt/Al2O3-ZSM-22 < 1%Pt/Al2O3-ZSM-12 < 1%Pt/Al2O3-ZSM-23 < 1%Pt/Al2O3-SAPO-11.

Изучено влияние содержания оксида вольфрама в носителе катализаторов 0,5 % Pt/WOx-Al2O3 на их кислотность, дисперсность нанесенной платины, а также каталитические свойства в процессе гидродеоксигенации подсолнечного масла. Показано, что при увеличении содержания модификатора возрастает количество бренстедовских кислотных центров на его поверхности и уменьшается дисперсность нанесенной платины в готовом катализаторе. Вне зависимости от состава носителя исследованные образцы обеспечивают полное превращение подсолнечного масла в атмосфере водорода при массовой скорости подачи жидкого сырья 1 ч–1, температуре 380 °C и общем давлении 4 МПа. При этом достигается близкий к стехиометрическому выход продуктов С5+ на уровне 82–86 мас.%. Кислотные свойства системы 0,5 % Pt/WOx-Al2O3 определяют возможность получения в результате гидродеоксигенации подсолнечного масла углеводородных компонентов дизельных топлив с высоким содержанием изоалканов. Использование катализатора с номинальным содержанием вольфрама 15 мас.% WO3 приводит к доле изопарафинов на уровне до 74 % при сохранении полного превращения исходного сырья на протяжении не менее 24 ч.

Изучены физико-химические и каталитические свойства в изодепарафинизации гидроочищенной дизельной фракции гранулированных со связующим материалом молекулярных сит SAPO-11 и SAPO-41, промотированных 0,5 мас.% Pt. Показано, что введение в состав гранул ~30 мас.% бемита, который при прокалке переходит в оксид алюминия, приводит к снижению объема микропор на 50–70 % и росту внешней удельной поверхности материала на 6–12 % по сравнению с высокодисперсными образцами упомянутых молекулярных сит. Установлено, что оба образца бифункциональных катализаторов позволяют при 340 °С, 3 МПа, 2,0 ч–1, H2 /сырье = 800 м3/м3 получать дизельное топливо с температурой застывания –42 °С и выходом ~91–92 мас.%.

В обзорной работе рассмотрены последние достижения в области исследования гетерогенных металлсодержащих катализаторов для получения экологически безопасного энергоносителя – водорода путем дегидрирования муравьиной кислоты (МК), которая является доступным и мало токсичным веществом. Хотя активность гомогенных катализаторов в реакции дегидрирования муравьиной кислоты выше, чем гетерогенных, применение последних позволяет упростить технологию и повысить экологическую безопасность процессов получения водорода из муравьиной кислоты. Повышение эффективности действия гетерогенных катализаторов дегидрирования МК на основе благородных металлов (Pd, Au, Ag) достигается путем разработки новых методов синтеза монометаллических, биметаллических и триметаллических наночастиц на различных носителях. В обзоре сопоставлена эффективность действия различных гетерогенных нано-катализаторов в реакции дегидрирования МК и обсуждены различные факторы (природа металла, размер наночастиц, их состав, природа носителя), влияющие на их активность и селективность по водороду. Значительное увеличение активности в реакции дегидрирования МК достигается в результате усиления взаимодействия наночастиц металла с поверхностью химически модифицированной подложки, способствующего уменьшению размера наночастиц, повышению однородности их распределения на подложке и к изменению электронного состояния металла. Успехи в разработке промышленных гетерогенных катализаторов получения чистого водорода из муравьиной кислоты позволят внести существенный вклад в развитие водородной энергетики.

Представлен очерк научной деятельности русского химика-органика и технолога Сергея Алексеевича Фокина (1865–1917). Имя ученого не получило широкой известности, хотя именно он внес определяющий вклад в становление химии жиров и в создание промышленного процесса гидрогенизации жиров в России, а его заслуги еще при жизни были высоко оценены отечественными и зарубежными исследователями.