Том 7, номер 2, 2022

Синтезированы гетерогенные катализаторы гидроформилирования непредельных соединений на основе наночастиц родия, иммобилизованных в поры мезопористых ароматических каркасов на основе тетрафенилметана (PAF-20, PAF-20-NH₂). Полученные материалы охарактеризованы методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Установлено, что содержание родия в полученных образцах PAF–Rh и PAF-NH2–Rh составило 2.33% и 2.57% соответственно. Показано, что полученные катализаторы проявляют высокую каталитическую активность в гидроформилировании ряда линейных алкенов С6–С12; при давлении 3.0 МПа за 6 ч выход альдегидов составил от 50 до 70%. Показана возможность многократного использования полученных катализаторов.

Синтезированы и исследованы фотокатализаторы, представляющие собой мезопористый силикат типа SBA-15, на поверхности которого сформированы частицы сульфида кадмия размером до 10 нм, допированные рутением. Полученные системы устойчивы и характеризуются высокой активностью в процессе фотокаталитического выделения водорода из водных растворов электролитов. Кажущаяся квантовая эффективность реакции для наиболее активного материала, состав активной фазы которого 0.2Ru20CdS, составила 10.9%. Катализатор показал высокую стабильность в течение 8 циклов реакции.

В реакции гидродехлорирования 1,4-дихлорбензола были исследованы ненанесенные NiMo, CoMo, NiW сульфидные катализаторы, синтезируемые in situ из маслорастворимых прекурсоров. Наибольшую активность проявляют ненанесенные NiW и NiMo сульфидные катализаторы: конверсия 1,4-дихлор-бензола при использовании обоих катализаторов при температуре 320°С и давлении водорода 4 МПа в периодическом реакторе (длительность процесса 7 ч) составляет 99%, а селективность по продуктам, не содержащим хлор, — 99 и 78%, соответственно. CoMo(S) катализатор обеспечивает при таких же условиях меньшую конверсию (88%) со 100%-ной селективностью. Для сравнения, промышленный NiW(S) катализатор обеспечивает в указанных условиях такую же конверсию, но меньшую селективность (95%), а промышленный NiMo(S) катализатор — конверсию 82% и селективность 53%. Активность синтезированных ненанесенных катализаторов не снижается при повторном использовании в течение 5 циклов, тогда как активность промышленных катализаторов снижается вследствие разрушения носителя при взаимодействии с хлористым водородом. Установлены оптимальные условия проведения реакции гидродехлорирования в присутствии ненанесенных сульфидных катализаторов и влияние соотношения основного металла и промотора на конверсию и селективность реакции. Методом рентгеновской фото-электронной спектроскопии установлено, что в сульфидных катализаторах NiW(S) вольфрам находится преимущественно в виде WOxSy в первом цикле и WO3 в пятом цикле, а никель — в NiS, Ni–W–S и Ni²⁺. Методом просвечивающей электронной микроскопии установлено образование высокодисперсных частиц NiS и WS₂.

Синтезированы смешанные PMoV-гетерополикислоты структуры Кеггина H_3+xPV_xMo_12–xO₄₀ (x = 1–3); приготовлены сульфидные катализаторы, нанесенные на Al₂O₃ путем пропитки носителя раствором смешанных гетерополикислот и цитрата Co с последующей активацией в токе H₂S; определены физико-химические характеристики приготовленных образцов и исследованы каталитические свойства в реакциях гидродесульфуризации дибензотиофена и гидрирования нафталина. Установлено, что каталитическая система, в состав которой входит CoPVMo₁₁, показала более высокую гидрирующую и гидродесульфуризующую активность при температуре 300–320°С.

Синтезированы носители катализаторов для гидроизомеризации ароматической фракции С₈ с применением различных связующих — оксида алюминия, оксида кремния (пирогенного, коллоидного, упорядоченного типа МСМ-41) и природных алюмосиликатных нанотрубок галлуазита. Полученные носители исследованы комплексом физико-химических методов анализа: просвечивающей электронной микроско- пией, низкотемпературной адсорбцией–десорбцией азота, термопрограммируемой десорбцией аммиака, энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрией, определена механическая прочность образцов на раздавливание. Установлено, что носитель, синтезированный с применением галлуазитных нанотрубок в качестве связующего, характеризуется значительным содержанием мезопор, умеренной кислотностью и относительно высоким значением механической прочности.

Работа посвящена исследованию закономерностей формирования углеводородного состава фракций гидрогенизата при гидроконверсии полиэтилена и гудрона. Каталитическую гидроконверсию гудрона, полиэтилена и их смеси проводили при температуре 450°С и давлении 7 МПа в присутствии наноразмерного катализатора MoS₂. Выявлен синергический эффект при гидроконверсии смеси полиэтилена и гудрона. С использованием данных, полученных квантово-химическими и термодинамическими расчетами модельных структур продуктов гидроконверсии гудрона, полиэтилена и их смеси, обоснован состав фракций гидрогенизата. Предложены методики вычисления структурных параметров (общее число атомов, общее число всех типов (одинарных, двойных и тройных) химических связей, параметр ненасыщенности структуры) фракций жидких продуктов гидроконверсии исходя из данных их элементного состава. Построен классификатор, систематизирующий соединения, входящие в состав фракций гидрогенизата, и позволяющий по степени ненасыщенности структуры прогнозировать некоторые физические свойства фракций (плотность, растворимость).