апрель 2019

Каталітичні властивості діоксиду цирконію в процесі конденсації етанолу в 1-бутанол: вплив модифікуючих добавок


Власенко Н. В. , Янушевська Олена Іванівна Янушевська О. І. , Кирієнко П. І.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Власенко Н. В., Янушевська О. І., Кирієнко П. І. Каталітичні властивості діоксиду цирконію в процесі конденсації етанолу в 1-бутанол: вплив модифікуючих добавок / Химия и современные технологии : Метериалы ІХ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2019. – C. 30


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 ZrO23РО4, 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 T(CO2), oC Ca, ммоль NH3 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.

References
  1. Ma Z.-Y., Yang C., Wei W., et al. // J. Mol. Catal. A. – 2005. – 227. – P. 119-124.