Физико-химические и каталитические свойства Mo-Zr/ZSM-5 катализаторов дегидроароматизации метана

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследовано влияние способа и количества циркония, введенного в катализатор 4Mo/ZSM-5, на его физико-химические и каталитические свойства в процессе неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды (бензол и нафталин). Катализатор был модифицирован цирконием методами пропитки и твердофазного смешения. Полученные цеолитные катализаторы исследованы методами ИК-спектроскопии, рентгенофазового анализа, низкотемпературной адсорбции азота, термопрограммируемой десорбции аммиака, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, синхронного термического анализа. С повышением концентрации вводимого в катализатор 4Mo/ZSM-5 циркония снижается преимущественно сила и концентрация его сильных кислотных центров, отвечающих за процесс ароматизации метана, независимо от способа модифицирования. Методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии установлена морфология и размер частиц катализаторов, распределение в них Мо и Zr, а также наличие на их поверхности коксовых отложений. Каталитические испытания и последующий термический анализ образцов показали, что добавка циркония к катализатору 4Mo/ZSM-5 приводит не только к увеличению его каталитической активности, но и стабильности работы за счет снижения скорости коксообразования. Установлено, что наиболее эффективным в процессе дегидроароматизации метана является катализатор 4Mo/ZSM-5, модифицированный 1 мас. % Zr-методом твердофазного синтеза.

About the authors

Ж. Будаев

Институт химии нефти СО РАН; Томский государственный университет

Email: pika@ipc.tsc.ru
Россия, Томск; Россия, Томск

Л. Коробицына

Институт химии нефти СО РАН

Email: pika@ipc.tsc.ru
Россия, Томск

А. Степанов

Институт химии нефти СО РАН

Email: pika@ipc.tsc.ru
Россия, Томск

Е. Герасимов

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: pika@ipc.tsc.ru
Россия, Новосибирск

А. Восмериков

Институт химии нефти СО РАН; Томский государственный университет

Author for correspondence.
Email: pika@ipc.tsc.ru
Россия, Томск; Россия, Томск

References

  1. Ma S., Guo X., Zhao L. et al. // J. Energy Chem. 2013. V. 22. P. 1. https://doi.org/10.1016/S2095-4956(13)60001-7
  2. Wang B., Albarracin-Suazo S., Pagan-Torres Y. et al. // Catal. Today. 2017. V. 285. P. 147. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2017.01.023
  3. Ramasubramanian V., Ramsurn H., Price G.L. // J. Energy Chem. 2019. V. 34. P. 20. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.09.018
  4. Corredor E.C., Chitta P., Deo M.D. // Fuel Process. Technol. 2019. V. 183. P. 55. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2018.05.038
  5. Rahman M., Infantes-Molina A., Boubnov A. et al. // J. Catal. 2019. V. 375. P. 314. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2019.06.002
  6. Chen L., Lin L., Xu Z. et al. // J. Catal. 1995. V. 157. P. 190. https://doi.org/10.1006/jcat.1995.1279
  7. Kiani D., Sourav S., Tang Y. et al. // Chem. Soc. Rev. 2021. V. 50. P. 1251. https://doi.org/10.1039/D0CS01016B
  8. Menon U., Rahman M., Khatib S.J. // Appl. Catal. A, General. 2020. V. 608. P. 117870. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2020.117870
  9. Ogawa Y., Xu Y., Zhang Z. et al. // Resources Chem. Mater. 2022. V. 1. P. 80. https://doi.org/10.1016/j.recm.2022.01.004
  10. Kosinov N., Hensen E.J.M. // Adv. Mater. 2020. V. 32. P. 2002565. https://doi.org/10.1002/adma.202002565
  11. Chen L., Lin L., Xu Z. et al. // Catal. Lett. 1996. V. 39. P. 169. https://doi.org/10.1007/BF00805578
  12. Wang L., Xu Y., Wong S. et al. // Appl. Catal. A: 1997. V. 152. P. 173. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(96)00366-3
  13. Liu S., Dong Q., Ohnishi R. et al. // Chem. Commun. 1997. № 15. P. 1445. https://doi.org/10.1039/A702731A
  14. Wang Q., Lin W. // J. Nat. Gas Chem. 2004. V. 13. P. 91. https://doi.org/10.1109/TIP.2004.823822
  15. Sridhar A., Rahman M., Infantes-Molina A. et al. // Appl. Catal. A, General. 2020. V. 589. P. 117247. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2019.117247
  16. Восмерикова Л.Н., Волынкина А.Н., Восмериков А.В. и др. // НефтеГазоХимия. 2015. № 1. С. 37. [Vosmerikova L.N., Volynkina A.N., Vosmerikov A.V. et al. // Oil & Gas Chemistry. 2015. No. 1. P. 37 (In Russ)]
  17. Korobitsyna L.L., Zharnov K.N., Stepanov A.A. et al. // Journal of Siberian Federal University. Chemistry. 2019. V. 12. P. 118. https://doi.org/10.17516/1998-2836-0111
  18. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства. Екатеринбург: УрО РАН, 1988. 200 c. [Gusev A.I. Nano-crystalline materials: methods of obtaining and properties. Yekaterinburg: IPM UrO RAN, 1998. 200 p. (In Russ.)]
  19. Shukla D., Pandya V. // J. Chem. Tech. Biotechnol. 1983. V. 44. P. 147.
  20. Vosmerikov A.V., Echevskii G.V., Korobitsyna L.L. et al. // Kinetics and Catalysis. 2005. V. 46. № 5. P. 724. https://doi.org/10.1007/s10975-005-0128-2
  21. Zaikovskii V.I., Vosmerikov A.V., Anufrienko V.F. et al. // Doklady Physical Chemistry. 2005. V. 404. P. 201. https://doi.org/10.1007/s10634-005-0060-1
  22. Denardin F.G., Perez-Lopez O.W. // Micropor. Mesopor. Mater. 2020. V. 295. P. 109961. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2019.109961
  23. Stepanov A.A., Korobitsyna L.L., Vosmerikov A.V. // Catalysis in Industry. 2022. V. 14. P. 11. https://doi.org/10.1134/S2070050422010093
  24. Song Y., Zhang Q., Xu Y. et al. // Appl. Catal. A: General. 2017. V. 530. P. 12. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2016.11.016

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (117KB)
3.

Download (256KB)
4.

Download (678KB)
5.

Download (1MB)
6.

Download (2MB)
7.

Download (773KB)

Copyright (c) 2023 Ж.Б. Будаев, Л.Л. Коробицына, А.А. Степанов, Е.Ю. Герасимов, А.В. Восмериков

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies