Научный архив: статьи

В работе представлен обзор методов и условий испытаний медь-цинк-алюминиевых (CuO/ZnO/Al2O3) катализаторов, применяемых в процессах конверсии монооксида углерода. Проанализированы литературные источники, касающиеся условий проведения данных процессов и способов оценки каталитической активности. Анализ показал, что наблюдаются значительные различия в подходах к проведению экспериментов. Различные научные группы проводят исследования при существенно отличающихся параметрах: условия восстановления катализатора, состав реакционных газовых смесей, температура проведения процесса и т. д. В работе представлены некоторые варианты определения активности и соответствующие им условия испытаний. Показано, что в настоящее время отсутствует единая методика, позволяющая оценивать активность и селективность катализаторов. На основании анализа промышленных условий ведения процесса и данных литературы предложены параметры лабораторных испытаний каталитической активности низкотемпературного катализатора в процессе конверсии оксида углерода водяным паром, которые могут способствовать стандартизации методик испытаний.

В работе рассматриваются вопросы, связанные с катализаторами реакций с участием водорода. Приведены данные о различных способах синтеза нанесенных и массивных катализаторов схожего химического состава. Показаны некоторые физико-химические и эксплуатационные характеристики катализаторов, получаемых нанесением активного металла на различные подложки. Представлены данные об особенностях адсорбции водорода в различных состояниях на поверхности катализатора. Полученные данные были определены методами низкотемпературной адсорбции, инфракрасной спектрометрии и калориметрии. Разобраны особенности определения активности катализаторов в различных реакциях с участием водорода, таких как жидкофазная гидрогенизация, метанирование, синтез метанола и гидроочистка. Также приводятся данные о каталитических ядах и влиянии их на активность катализаторов. Данные, представленные в обзоре, позволяют понять коррелируют ли между собой активность катализаторов с методом их синтеза.

В работе исследованы активность и устойчивость никелевых катализаторов, синтезированных методом механоактивации (МА), в реакции жидкофазного гидрирования диэтилового эфира малеиновой кислоты (ДЭМК). Показано, что нормированные начальные скорости реакции при степенях превращения <5 % являются надежным индикатором активности и позволяют корректно рассчитывать частоту оборота (TOF). Количество активных центров определяли методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Устойчивость катализаторов оценивали по времени снижения активности в два раза с расчетом числа оборотов (TON). Установлено, что катализаторы, полученные методом МА, превосходят по активности и долговечности как промышленный скелетный никель, так и аналогичные Ni/SiO₂-катализаторы, синтезированные пропиточным методом. Наибольшую устойчивость продемонстрировал катализатор Ni (25 % масс.)/SiO₂ с модификатором NH₄NO₃ (TOF = 0,50 с⁻¹, TON = 12307), что связано с повышенной дисперсностью металла и усиленным взаимодействием металл-носитель. Показано, что увеличение содержания Ni, энергии механоактивации и использование NH₄NO₃ в качестве модификатора способствуют росту устойчивости. Метод МА позволяет целенаправленно регулировать структурно-текстурные характеристики катализатора, снижает ресурсозатраты и количество отходов, что делает его перспективным для промышленного применения в процессах гидрирования.