Effect of Deposition Sequence on Catalytic Activity of CrOx–ZrO2–SiO2 in Nonoxidative Propane Dehydrogenation

E. V. Golubina; Голубина Е. В.; I. Yu. Kaplin; Каплин И. Ю.; I. K. Uzhuev; Ужуев И. К.; A. V. Gorodnova; Городнова А. В.; O. Ya. Isaikina; Исайкина О. Я.; K. I. Maslakov; Маслаков К. И.; E. S. Lokteva; Локтева Е. С.

doi:10.31857/S0044453723090054

Влияние порядка введения компонентов на каталитическую активность CrO_x–ZrO₂–SiO₂ в неокислительном дегидрировании пропана

Авторы: Голубина Е.В.¹, Каплин И.Ю.¹, Ужуев И.К.¹, Городнова А.В.¹, Исайкина О.Я.¹, Маслаков К.И.¹, Локтева Е.С.¹
Учреждения:
1. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Химический факультет
Выпуск: Том 97, № 9 (2023)
Страницы: 1227-1238
Раздел: ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗ
Статья получена: 15.10.2023
Статья опубликована: 01.09.2023
URL: https://journals.rcsi.science/0044-4537/article/view/136646
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044453723090054
EDN: https://elibrary.ru/XJLJAO
ID: 136646

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Проведено сравнение катализаторов CrO_x–ZrO₂–SiO₂ (9 мас. % оксида хрома (в расчете на Cr₂O₃), мольное отношение (Cr + Zr)/Si = 0.8), полученных варьированием порядка введения компонентов: (1) одновременное осаждение всех компонентов; (2) нанесение CrO_x на ZrO₂–SiO₂ методом пропитки; (3) совместное осаждение CrO_x и ZrO₂ на SiO₂. В качестве предшественника SiO₂ в методах (1) и (2) использовали ТЭОС, в методе (3) применяли SiO₂, полученный прокаливанием рисовой шелухи. Катализаторы протестированы в реакции неокислительного дегидрирования пропана в проточной системе с неподвижным слоем катализатора при 500–600°С. Совместное осаждение CrO_x и ZrO₂ обеспечивает высокую эффективность катализаторов. При 500 и 550°С наиболее эффективен CrZr/SiO₂, полученный осаждением CrO_x и ZrO₂ на SiO₂; при 600°С лучше работает катализатор CrZrSi, полученный одновременным осаждением всех компонентов. Методами СЭМ-ЭДА, РФА, ТПВ-Н₂ и КР-спектроскопии показано, что в катализаторах, полученных совместным осаждением CrO_x и ZrO₂, эти компоненты, образующие активные центры, равномерно распределены, тесно контактируют и хорошо диспергированы, а Cr⁶⁺ легко восстанавливается водородом реакционной среды до Cr³⁺.

Ключевые слова

неокислительное дегидрирование пропана, оксиды хрома, диоксид циркония, диоксид кремния, пропитка, совместное осаждение, рисовая шелуха

Список литературы

Chen S., Chang X., Sun G. et al. // Chemical Society Reviews. 2021. V. 50. P. 3315.
Nawaz Z. //Reviews in Chemical Engineering, 2015. V. 31. P. 413.
Li C., Wang G. // Chemical Society Reviews. 2021. V. 50. P. 4359.
Huš M., Kopač D., Likozar B. // J. of Catalysis. 2020. V. 386. P. 126.
Otroshchenko T., Jiang G., Kondratenko V.A. et al. // Chemical Society Reviews. 2021. V. 50. P. 473.
Fridman V.Z., Xing R. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2017. V. 56. P. 7937.
Otroshchenko T.P., Rodemerck U., Linke D. et al. // J. of Catalysis. 2017. V. 356. P. 197.
Michorczyk P., Pietrzyk P., Ogonowski J. // Microporous and Mesoporous Materials. 2012. V. 161. P. 56.
Sattler J.J.H.B., Ruiz-Martinez J., Santillan-Jimenez E., et al. // Chemical Reviews. 2014. V. 114. P. 10613.
Otroshchenko T., Kondratenko V.A., Rodemerck U. et al. // J. of Catalysis. 2017. V. 348. P. 282.
Golubina E.V., Kaplin I.Y., Gorodnova A.V. et al. // Molecules. 2022. V. 27. 6095.
Adam F., Appaturi J.N., Iqbal A. // Catalysis Today. 2012. V. 190. P. 2–14
Furgal J.C., Lenora C.U. // Physical Sciences Reviews. 2020. V. 5. P. 20190024.
Azat S., Korobeinyk A.V., Moustakas K. et al. // J. of Cleaner Production. 2019. V. 217. P. 352.
Schlumberger C., Thommes M. // Advanced Materials Interfaces. 2021. V. 8. P. 2002181.
Kongwudthiti S., Praserthdam P., Tanakulrungsank W., et al. // J. of Materials Processing Technology. 2003. V. 136. P. 186.
Ma Y., Wang Y., Wu W. et al. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2021. V. 60. P. 230.
Wang D., Zhang C., Zhu M. et al. // ChemistrySelect. 2017. V. 2. P. 4823.
Esposito S., Turco M., Bagnasco G. et al. // Applied Catalysis A: General. 2010. V. 372. P. 48.
Ciszak C., Mermoux M., Gutierrez G. et al. // J. of Raman Spectroscopy. 2019. V. 50. P. 425.
Marinković Stanojević Z.V., Romčević N., Stojanović B. // J. of the European Ceramic Society. 2007. V. 27. P. 903.
Chakrabarti A., Gierada M., Handzlik J. et al. // Topics in Catalysis. 2016. V. 59. P. 725.
Wang F., Fan J.-L., Zhao Y. et al. // J. of Fluorine Chemistry. 2014. V. 166. P. 78.
Camposeco R., Castillo S., Nava N. et al. // Topics in Catalysis. 2020. V. 63. P. 481.
Hoang D.L., Lieske H. // Thermochimica Acta. 2000. V. 345. P. 93–99
Zhong L., Yu Y., Cai W. et al. // Physical Chemistry Chemical Physics. 2015. V. 17. P. 15036.
Каплин И.Ю., Локтева Е.С., Голубина Е.В. et al. // Кинетика и катализ. 2017. V. 58. P. 598.
Shi L., Zhu P., Yang R. et al. // Catalysis Communications. 2017. V. 89. P. 1.