Исследование влияния структуры носителя на активность Cr-содержащих катализаторов в реакции дегидрирования пропана с участием СО2

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Синтезирована и исследована серия хромоксидных катализаторов нанесенных на SiO2 с содержанием хрома 5 мас. %. Силикагель синтезировали по методике с использованием бромида цетилтриметиламмония в качестве темплата и углеводородов, способных к солюбилизации в мицеллах CTMABr, а именно гексана, циклогексана и толуола в качестве “расширителей”. Полученная серия носителей и катализаторов охарактеризована рядом физико-химических методов анализа: низкотемпературная адсорбция N2, РФА, СЭМ–РСМА, УФ-вид-спектроскопии диффузного отражения. Показано, что наиболее высокой каталитической активностью в реакции дегидрирования пропана в присутствии СО2 обладает образец на поверхности которого сосуществуют Cr(III) и Cr(VI) – 5Cr/SiO2_hexane, при температуре 750°C конверсия пропана составила 59.8%, селективность по пропилену 56.2%.

Full Text

Restricted Access

About the authors

М. А. Тедеева

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова; Институт органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН

Author for correspondence.
Email: maritedeeva@mail.ru

Химический факультет

Russian Federation, 119991 Москва; 119991 Москва

М. Ю. Машкин

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова; Институт органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН

Email: maritedeeva@mail.ru

Химический факультет

Russian Federation, 119991 Москва; 119991 Москва

Е. М. Куприкова

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: maritedeeva@mail.ru

Химический факультет

Russian Federation, 119991 Москва

П. В. Прибытков

Химический факультет

Email: maritedeeva@mail.ru
Russian Federation, 119991 Москва; 119991 Москва

К. Б. Калмыков

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: maritedeeva@mail.ru

Химический факультет

Russian Federation, 119991 Москва

А. В. Леонов

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: maritedeeva@mail.ru

Химический факультет

Russian Federation, 119991 Москва

Н. А. Давшан

Институт органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН

Email: maritedeeva@mail.ru
Russian Federation, 119991 Москва

С. Ф. Дунаев

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: maritedeeva@mail.ru

Химический факультет

Russian Federation, 119991 Москва

А. Л. Кустов

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова; Институт органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН

Email: kyst@list.ru
Russian Federation, 119991 Москва; 119991 Москва

References

  1. Rafiee A., Khalilpour R.K., Milani D., Panahi M. // J. Environ. Chem. Eng. 2018. V. 6. P. 5771.
  2. Rigamonti M.G., Shah M., Gambu T.G. et al. // ACS Catal. 2022. V. 12. P. 9339.
  3. Kim K.O., Evdokimenko N.D., Pribytkov P.V. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2021. V. 95. P. 2422.
  4. Medvedev A., Kustov A.L., Beldova D.A. et al. // Energies. 2023. V. 16. P. 4335.
  5. Medvedev A., Kustov A.L., Beldova D.A. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. P. 1279.
  6. Mishanin I.I., Bogdan T.V., Koklin A.E., Bogdan V.I. // Chem. Eng. J. Elsevier B.V. 2022. V. 446. P. 137184.
  7. Mishanin I.I., Bogdan V.I. // Mendeleev Commun. 2020. V. 30. P. 359.
  8. Vertepov E., Fedorova A.A., Batkin A.M. et al. // Catalysts. 2023. V. 13. P. 1231.
  9. Bugrova T.A., Mamontov G.V. // Kinet. Catal. 2018. V. 59. P. 143.
  10. Golubina E.V., Kaplin I.Y., Uzhuev I.K. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2023. V. 97. P. 1860.
  11. Phung T.K., Pham T.L.M., Vu K.B., Busca G. // J. Environ. Chem. Eng. 2021. V. 9. P. 105673.
  12. Wang Z.Y., He Z.H., Li L.Y., et al. // Rare Met. Nonferrous Metals Society of China. 2022. V. 41. P. 2129.
  13. Oliveira J.F.S., Volanti D.P., Bueno J.M.C., Ferreira A.P. // Appl. Catal. A Gen. 2018. V. 558. P. 55.
  14. Botavina M.A., Agafonov Y.A., Gaidai N.A. et al. // Catal. Sci. Technol. Royal Society of Chemistry. 2016. V. 6. P. 840.
  15. Mashkin M., Tedeeva M., Fedorova A. et al. // Micropor. Mesopor. Mater. Elsevier Inc., 2022. V. 338, № May. P. 111967.
  16. Igonina M., Tedeeva M., Kalmykov K. et al. // Catalysts. 2023. V. 13. № 5. P. 906.
  17. Tedeeva M.A., Kustov A.L., Pribytkov P.V. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2021. V. 95. P. 55.
  18. Takehira K., Ohishi Y., Shishido T. et al. // J. Catal. 2004. V. 224. P. 404.
  19. Tedeeva M.A., Kustov A.L., Pribytkov P.V. et al. // Fuel. 2022. V. 313. P. 122698.
  20. Wu J.-L., Chen M., Liu Y.-M. et al. // Catalysis Communications. 2013. V. 30. P. 61.
  21. Atanga M.A., Rezaei F., Jawad A. et al. // Appl. Catal. B Environ. Elsevier, 2018. V. 220. P. 429.
  22. Santhosh K.M., Hammer N., Rønning M. et al. // J. Catal. Elsevier Inc., 2009. V. 261. P. 116.
  23. Tedeeva M.A., Kustov A.L., Pribytkov P.V. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2018. V. 92. P. 2403.
  24. Chernyak S.A., Kustov A.L., Stolbov D.N. et al. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 578. P. 152099.
  25. Fujimoto K., Watanabe K., Ishikawa S. et al. // Colloids and Surfaces A. 2021. V. 609. P. 125647.
  26. Irfan M., Usman M., Mansha A. et al. // Sci. World J. 2014. V. 2014. P. 1.
  27. Gates-Rector S., Blanton T. // Powder Diffr. 2019. V. 34. P. 352.
  28. Michorczyk P., Ogonowski J., Zeńczak K. // J. Mol. Catal. A Chem. 2011. V. 349. P. 1.
  29. Cheng Y., Zhou L., Xu J. et al. // Micropor. Mesopor. Mater. 2016. V. 234. P. 370.
  30. Michorczyk P., Ogonowski J., Kuśtrowski P., Chmielarz L. // Appl. Catal. A Gen. 2008. V. 349. P. 62.
  31. Botavina M.A., Martra G., Agafonov Y.A. et al. // Appl. Catal. A: Gen. 2008. V. 347. P. 126.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Adsorption isotherms (a) for the supports and pore volume distributions based on the BJH method (b) and DFT (c); p/p˚ is the relative pressure, d is the pore diameter, A is the adsorption.

Download (43KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Electron micrograph (a), elemental maps for the 5Cr/SiO2_CTMABr sample (b, c).

Download (48KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Electron micrograph (a), elemental maps for the 5Cr/SiO2_hexane sample (b, c).

Download (44KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Electron micrograph (a), elemental maps for the 5Cr/SiO2_cyclohexane sample (b, c).

Download (53KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Electron micrograph (a), elemental maps for the 5Cr/SiO2_toluene sample (b, c).

Download (51KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Diffraction patterns of freshly prepared catalyst samples.

Download (27KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. UV-VIS diffuse reflectance spectra for catalyst samples.

Download (21KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Dependences: a – propane conversion (X) and b – propylene selectivity (S) on temperature for the synthesized catalysts.

Download (39KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences