Каталітичні властивості діоксиду цирконію в процесі конденсації етанолу в 1-бутанол: вплив модифікуючих добавок
Власенко Н. В.,
" width="22px">Янушевська О. І. , Кирієнко П. І.
Химия и современные технологии
Встановлено, що добавки CeO2, SiO2 і H3PO4 дозволяють істотно змінювати каталітичні властивості композитів на основі ZrO2 в процесі конденсації етанолу в 1-бутанол (реакція Гербе-Марковнікова). Це відбу-вається за рахунок зміни фазового складу ZrO2, який визначає його кислотно-основні властивості. Відомо [1], що метастабільна тетрагональна модифікація ZrO2 характеризується більшою основністю порівняно з моноклінною модифікацією ZrO2. Завдяки стабілізації метастабільної тетрагональної фази діоксиду цирконію добавками СеО2 і Н3РО4 відбувається збільшення основності бінарних оксидних композицій ZrO2-СеО2 і ZrO2-Н3РО4, що в результаті обумовлює вищу селективність каталізаторів по 1-бутанолу, порівняно з індивідуальним діоксидом цирконію. Тим часом, додавання SiO2 призводить до утворення слабо окристалізованої композиції ZrO2-SiО2, що містить виключно моноклінний ZrO2. В результаті, каталізатор ZrO2-SiО2 характеризується невеликою силою як кислотних, так і основних центрів. Тому, хоча за конверсією етанолу даний зразок переважає всі досліджені каталізатори, він є малоактивним щодо утворення 1-бутанолу.
Таблиця 1 − Кислотно-основні, каталітичні характеристики композицій з ZrO2
| Каталізатор | Основність | Кислотність | Каталітичні характеристики (Т=300°C) | |||
| Cb, ммоль СО2/г | T(CO2), oC | Ca, ммоль NH3/г | T(NH3), oC | Конверс. етанолу, % | Селектив. за 1-бутанолом, % | |
| ZrO2 | 0,24 | 150 | 0,47 | 150 | 9,9 | 19,9 |
| ZrO2-CeO2 | 0,29 | 225 | 0,25 | 150 | 13,3 | 31,6 |
| ZrO2-H3PO4 | 0,25 | 200 | 0,41 | 200 | 16,7 | 8,4 |
| ZrO2-SiO2 | 0,13 | 100 | 0,26 | 100 | 44 | 2,1 |
TCO2 и TNH3 – температури десорбції тестових речовин: СО2 и NH3, відповідно.
- Ma Z.-Y., Yang C., Wei W., et al. // J. Mol. Catal. A. – 2005. – 227. – P. 119-124.