Russian Journal of Physical Chemistry ARussian Journal of Physical Chemistry AЖурнал физической химии0044-45373034-5537The Russian Academy of Sciences66899510.31857/S0044453724040041QFJCAECHEMICAL KINETICS AND CATALYSISХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗResearch ArticleВлияние природы промотированных циркониевых носителей на каталитическое поведение катализаторов на основе Rh в реакции раскрытия циклогексана в н-гексанВлияние природы промотированных циркониевых носителей на каталитическое поведение катализаторов на основе Rh в реакции раскрытия циклогексана в н-гексанКартавоваК. Е.
Russian Federation
kyst@list.ruМашкинМ. Ю.
Russian Federation
kyst@list.ruКалмыковК. Б.
Russian Federation
kyst@list.ruКапустинГ. И.
Russian Federation
kyst@list.ruТкаченкоО. П.
Russian Federation
kyst@list.ruМишинИ. В.
Russian Federation
kyst@list.ruДунаевС. Ф.
Russian Federation
kyst@list.ruКустовА. Л.
Russian Federation
kyst@list.ruМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваИнститут органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН10042024984314127022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0044-4537/article/view/668995

В связи с ростом спроса на энергию возникает необходимость поиска источников дополнительных видов топлива. Возможным вариантом решения данной проблемы является использование смесей дизельного топлива с легким газойлем, при этом требуется соответствие стандартам по цетановому числу. Перспективным для решения данной задачи представляется процесс раскрытия кольца циклических углеводородов. В данной работе катализаторы на основе родия с циркониевыми носителями, допированными добавками других, стабилизирующих поверхность оксида циркония оксидов (SiO2, TiO2, WO3, Y2O3, La2O3), синтезированы и охарактеризованы методом низкотемпературной адсорбции-десорбции азота; проведены рентгенофазовый анализ и сканирующая электронная микроскопия с энергодисперсионным анализом, ИК-спектроскопией диффузного отражения с CD3CN в качестве молекулы-зонда, а также каталитические исследования в реакции раскрытия кольца циклогексана. Катализатор Rh/ZrO2-TiO2 является наиболее селективным по отношению к н-гексану (77 %) при температуре 300 °C. Образец Rh/ZrO2-SiO2 обладал наибольшей производительностью по отношению к н-гексану: достигнутый выход составил 6.6 ммольн-гексана гкат−1 ч−1.

В связи с ростом спроса на энергию возникает необходимость поиска источников дополнительных видов топлива. Возможным вариантом решения данной проблемы является использование смесей дизельного топлива с легким газойлем, при этом требуется соответствие стандартам по цетановому числу. Перспективным для решения данной задачи представляется процесс раскрытия кольца циклических углеводородов. В данной работе катализаторы на основе родия с циркониевыми носителями, допированными добавками других, стабилизирующих поверхность оксида циркония оксидов (SiO2, TiO2, WO3, Y2O3, La2O3), синтезированы и охарактеризованы методом низкотемпературной адсорбции-десорбции азота; проведены рентгенофазовый анализ и сканирующая электронная микроскопия с энергодисперсионным анализом, ИК-спектроскопией диффузного отражения с CD3CN в качестве молекулы-зонда, а также каталитические исследования в реакции раскрытия кольца циклогексана. Катализатор Rh/ZrO2-TiO2 является наиболее селективным по отношению к н-гексану (77 %) при температуре 300 °C. Образец Rh/ZrO2-SiO2 обладал наибольшей производительностью по отношению к н-гексану: достигнутый выход составил 6.6 ммольн-гексана гкат−1 ч−1.

раскрытие циклародийоксид циркониягетерогенный катализциклогексанн-гексанМинистерство науки и высшего образования Российской ФедерацииMinistry of Science and Higher Education of the Russian Federation075-15-2023-585Lu Y., Shao M., Zheng C. et al. // Atmos. Environ. 2020. V. 231. P. 117536.Moraes R., Thomas K., Thomas S. et al. // J. Catal. 2012. V. 286. P. 62.Wei Y.-J., Zhang Y.-J., Zhu X.-D. et al. // Appl. Sci. 2022. V. 12. № 7. P. 3549.Guan C., Zhai J., Han D. // Fuel. Elsevier. 2019. V. 249. P. 1.McVicker G.B., Daage M., Touvelle M.S. et al. // J. Catal. 2002. V. 210. № 1. P. 137.Kustov L.M., Vasina T.V., Masloboishchikova O.V. et al. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2000. V. 130. P. 227.Vasina T.V., Masloboishchikova O.V., Khelkovskaya-Sergeeva E.G. et al. // Russ. Chem. Bull. 2002. V. 51. № 2. P. 242.Masloboishchikova O.V., Vasina T.V., Khelkovskaya-Sergeeva E.G. et al. // Russ. Chem. Bull. 2002. V. 51. № 2. P. 237.Kartavova K.E., Mashkin M.Y., Kostin M.Y. et al. // Nanomaterials. 2023. V. 13. № 5. P. 936.Calemma V., Ferrari M., Rabl S., Weitkamp J. // Fuel. 2013. V. 111. P. 763.Liu Y.J., Liang Z.H., Liu X., Yuan L.J. // Ranliao Huaxue Xuebao / Journal Fuel Chem. Technol. 2022. V. 50. № 5. P. 576.Chandra Mouli K., Dalai A.K. // Appl. Catal. A Gen. 2009. V. 364. P. 80.Vicerich M.A., Benitez V.M., Especel C. et al. // Appl. Catal. A Gen. 2013. V. 453. P. 167.Zhu X., Zhou Q., Xia Y. et al. // J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2021. V. 32. № 16. P. 21511.Zhu X., Wang J., Yang D. et al. // RSC Adv. 2021. V. 11. № 44. P. 27257.Mouli K.C., Choudhary O., Soni K., Dalai A.K. // Catal. Today. 2012. V. 198. № 1. P. 69.Kustov L.M., Stakheev A.Y., Vasina T.V. et al. // Studies in Surface Science and Catalysis. 2001. V. 138. P. 307.Kustov L.M., Kustov A.L. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2020. V. 94. № 2. P. 317.Thommes M., Kaneko K., Neimark A.V. et al. // Pure Appl. Chem. 2015. V. 87. № 9–10. P. 1051.Hadjiivanov K. // Adv. Catal. 2014. V. 57. P. 99.Köck E.M., Kogler M., Götsch T. et al. // Dalt. Trans. 2017. V. 46. № 14. P. 4554.Ouyang F., Kondo J.N., Maruya K., Domen K. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1996. V. 92. № 22. P. 4491.Tsyganenko A.A., Filimonov V.N. // Spectrosc. Lett. 1972. V. 5. № 12. P. 477.Tsyganenko A.A., Filimonov V.N. // J. Mol. Struct. 1973. V. 19. № 2. P. 579.Ivanov A. V., Kustov L.M. // Russ. Chem. Bull. 2000. V. 49. № 1. P. 39.Medin A.S., Borovkov V.Y., Kazansky V.B. et al. // Zeolites. 1990. V. 10. № 7. P. 668.Dessau R. // J. Catal. 1987. V. 104. № 2. P. 484.Knözinger H., Huber S. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1998. V. 94. № 15. P. 2047.Pelmenschikov A.G., van Santen R.A., Janchen J., Meijer E. // J. Phys. Chem. 1993. V. 97. № 42. P. 11071.Bräuer P., Ng P.L., Situmorang O. et al. // RSC Adv. 2017. V. 7, № 83. P. 52604.Kustov L.M. // Top. Catal. 1997. V. 4. № 1–2. P. 131.Davydov A. Molecular Spectroscopy of Oxide Catalyst Surfaces. Wiley Interscience Publ. Wiley, 2003. 466 p.Jung K.-D., Bell A.T. // J. Catal. 2000. V. 193. № 2. P. 207.Tsyganenko A.A., Filimonov V.N. // Spectrosc. Lett. 1972. V. 5. № 12. P. 477.Ivanov A.V., Kustov L.M., Kazanskii V.B. // Kinet. Catal. 1997. № 38. P. 432.Gotić M., Ivanda M., Popović S., Musić S. // Mater. Sci. Eng. B. 2000. V. 77. № 2. P. 193.Marikutsa A., Yang L., Rumyantseva M. et al. // Sensors Actuators B Chem. 2018. V. 277. P. 336.Manoilova O.V., Podkolzin S.G., Tope B. et al. // J. Phys. Chem. B. 2004. V. 108. № 40. P. 15770.Sperling B.A., Maslar J.E., Ivanov S.V. // J. Vac. Sci. Technol. A Vacuum, Surfaces, Film. 2018. V. 36. № 3. P. 031513.Nieminen M., Putkonen M., Niinistö L. // Appl. Surf. Sci. 2001. V. 174. № 2. P. 155.Kannan S.K., Sundrarajan M. // Bull. Mater. Sci. 2015. V. 38. № 4. P. 945.Hadjiivanov K.I., Panayotov D.A., Mihaylov M.Y. et al. // Chem. Rev. 2021. V. 121. № 3. P. 1286.Purcell K.F., Drago R.S. // J. Am. Chem. Soc. 1966. V. 88. № 5. P. 919.Chakarova K., Strauss I., Mihaylov M. et al. // Microporous Mesoporous Mater. 2019. V. 281. P. 110.Ragon F., Campo B., Yang Q. et al. // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. № 7. P. 3294.Guillerm V., Ragon F., Dan-Hardi M. et al. // Angew. Chemie. Int. Ed. 2012. V. 51. № 37. P. 9267.Fu G., Bueken B., De Vos D. // Small Methods. 2018. V. 2. № 12. P. 1.Devic T., Wagner V., Guillou N. et al. // Microporous Mesoporous Mater. 2011. V. 140. № 1. P. 25.