Synthesis of heterogeneous nanocomposite catalyst ZrO2@SBA-15 for formic acid production from hemicelluloses

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Heterogeneous nanocomposite ZrO2@SBA-15 catalysts containing 10 wt. % of zirconium oxide were synthesized by two methods: co-condensation and incipient wetness impregnation. The silica support and catalysts were characterized by X-ray diffraction, gas adsorption, FTIR-spectroscopy and other physicochemical methods. As a result of zirconia introduction into the silica wall, the mesostructured of SBA-15 is preserved, but the specific surface area and pore Volume are reduced. It was established that during one-stage co-condensation synthesis, the particle fibers shorten and stick together. The catalysts were tested in the process of catalytic hydrolysis-oxidation of hemicelluloses of aspen wood. The optimal formic acid synthesis conditions were determined: 150°С, 3 h. The highest formic acid yield obtained over the catalyst obtained by co-condensation under best reaction conditions was 28.4 wt. %.

作者简介

S. Novikova

Institute of Chemistry and Chemical Technology of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: snovik.chem@gmail.com
俄罗斯联邦, Krasnoyarsk, 660036

Ya. Shaer

Institute of Chemistry and Chemical Technology of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Siberian Federal University

Email: snovik.chem@gmail.com
俄罗斯联邦, Krasnoyarsk, 660036; Krasnoyarsk, 660041

A. Eremina

Institute of Chemistry and Chemical Technology of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: snovik.chem@gmail.com
俄罗斯联邦, Krasnoyarsk, 660036

V. Sychev

Institute of Chemistry and Chemical Technology of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: snovik.chem@gmail.com
俄罗斯联邦, Krasnoyarsk, 660036

S. Baryshnikov

Institute of Chemistry and Chemical Technology of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: snovik.chem@gmail.com
俄罗斯联邦, Krasnoyarsk, 660036

O. Taran

Institute of Chemistry and Chemical Technology of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Siberian Federal University

Email: snovik.chem@gmail.com
俄罗斯联邦, Krasnoyarsk, 660036; Krasnoyarsk, 660041

参考

  1. Kresge C.T., Leonowicz M.E., Roth J.C. et al. // Nature. 1992. V. 359. № 6397. P. 710. https://doi.org/10.1038/359710a0
  2. Grams J., Jankowska A., Goscianska J. // Microporous Mesoporous Mater. 2023. V. 362. P. 112761. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2023.112761
  3. Reina A., Carmona‐Chávez R., Pulido‐Díaz et al. // ChemCatChem. 2023. V. 15. № 11. P. e202300285. https://doi.org/10.1002/cctc.202300285
  4. Wang J., Wang P., Wu Z. et al. // Rev. Chem. Engineer. 2023. V. 39. № 4. P. 541. https://doi.org/10.1515/revce-2021-0029
  5. Naranov E., Golubev O., Zanaveskin K. et al. // ACS Omega. 2020. V. 5. № 12. P. 6611. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b04373
  6. Kokliukhin A., Nikulshina M., Sheldaisov-Meshcheryakov et al. // Catal. Lett. 2018. V. 148. P. 2869. https://doi.org/10.1007/s10562-018-2480-7
  7. Wang W., Zhang H., Zhou F. et al. // ACS Appl. Mate. Interf. 2023. V. 15. № 28. P. 33654. https://doi.org/10.1021/acsami.3c06165
  8. Ding Y., Peng W., Zhang et al. // J. Colloid and Interface Science. 2023. V. 630. P. 879. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.10.048
  9. Ghosh A., Chowdhury B., Bhaumik A. // Catalysts. 2023. V. 13. № 2. P. 354. https://doi.org/10.3390/catal13020354
  10. Yang G., Wang L., Jiang H. // Reaction Chem. Engineer. 2020. V. 5. № 9. P. 1833. https://doi.org/10.1039/D0RE00160K
  11. Tosuwan P., Chen S.-Y., Tateno et al. // Catal. Comm. 2022. V. 170. P. 106488. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2022.106488
  12. Mondal U., Yadav G.D. // Reaction Chem. Engineer. 2022. V. 7. № 6. P. 1391. https://doi.org/10.1039/D2RE00025C
  13. Li L., Yan B., Li H. et al. // Renewable Energy. 2020. V. 146. P. 643. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.07.015
  14. Chen L., Yan W., He X. et al. // Radioanal. Nucl. Chem. 2020. V. 326. № 2. P. 1027. https://doi.org/10.1007/s10967-020-07372-6
  15. Tamizhdurai P., Sakthinathan S., Santhana Krishnan et al. // J. Molecular Structure. 2019. V. 1176. P. 650. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2018.09.007
  16. Tang Y., Chen Y., Wu Y. et al. // Microporous Mesoporous Mater. 2016. V. 224. P. 420. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2015.11.053
  17. Sabbaghi A., Lam F.L.Y., Hu X. // J. Molecular Catalysis A: Chem. 2015. V. 409. P. 69. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2015.08.005
  18. Cheng C., Li H., Fu Q. et al. // Comput. Mater. Sci. 2018. V. 147. P. 81. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2018.01.051
  19. Landau M.V., Titelman L., Vradman L. et al. // Chem. Commun. 2003. V. 5. P. 594. https://doi.org/10.1039/b211585a
  20. Wei Y., Li Y., Tan Y. et al. // Mater. Lett. 2015. V. 141. P. 145. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.11.066
  21. Ogura M., Guillet-Nicolas R., Brouri D. et al. // Microporous Mesoporous Mater. 2016. V. 225. P. 440. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2016.01.026
  22. Chen W.-K., Tseng H.-H., Wei M.-C. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. № 34. P. 19555. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.08.154
  23. Kaminski P., Ziolek M. // J. Catalysis. 2014. V. 312. P. 249. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2014.02.005.
  24. Gracia M.D., Balu A.M., Campelo J.M. et al. // Appl. Catal. A: General. 2009. V. 371. № 1. P. 85. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2009.09.033
  25. Taran O.P., Sychev V.V., Kuznetsov B.N. // Catal. Industry. 2021. V. 13. P. 289. https://doi.org/10.1134/S2070050421030119
  26. Mu S., Liu K., Li H. et al. // Fuel Processing Technology. 2022. V. 233. P. 107292. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2022.107292
  27. Sychev V.V., Malyar Y.N., Skripnikov A. et al. // Molecules. 2022. V. 27. № 24. P. 8756. https://doi.org/10.3390/molecules27248756
  28. Zhao D., Huo Q., Feng J. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1998. V. 120. № 24. P. 6024. https://doi.org/10.1021/ja974025i
  29. Parfenov V., Ponomarenko I., Novikova S. // Mater. Chem. Phys. 2019. V. 232. P. 193. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.04.087
  30. Parfenov V., Ponomarenko I., Zharkov S., Kirik S. // Glass Phys. Chem. 2014. V. 40. P. 69. https://doi.org/10.1134/S1087659614010179
  31. Thunyaratchatanon C., Luengnaruemitchai A., Chaisuwan N. et al. // Microporous and Mesoporous Materials. 2017. V. 253. P. 18. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2017.06.015
  32. Gutiérrez O.Y., Ayala E., Puente I. et al. // Chem. Engineer. Comm. 2009. V. 196. № 10. P. 1163. https://doi.org/10.1080/00986440902831789
  33. Rouquerol J., Rouquerol F., Llewellyn P. et al. // Adsorption by powders and porous solids: principles, methodology and applications. Academic press, 2013.
  34. Jaroniec M., Solovyov L.A. // Langmuir. 2006. V. 22. № 16. P. 6757. https://doi.org/10.1021/la0609571
  35. Xi J., Zhang Y., Xia Q. et al. // Appl. Catal. A: General. 2013. V. 459. P. 52. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2013.03.047
  36. Luo C., Wang S., Liu H. // Angewandte Chemie Int. Edition. 2007. V. 46. № 40. P. 7636. https://doi.org/10.1002/anie.200702661
  37. Tikhov S., Mel’gunova E., Mel’gunov M. et al. // Inorg. Mater. 2017. V. 53. P. 1322. https://doi.org/10.1134/S0020168517120172
  38. Huang Y.-Y., McCarthy T.J., Sachtler W.M. // Appl. Catal. A: General. 1996. V. 148. № 1. P. 135. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(96)00223-2
  39. Rissanen J.V., Lagerquist L., Eränen K. et al. // Carbohydrate Polymers. 2022. V. 293. P. 119740. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119740
  40. Borovkova V.S., Malyar Y.N., Sudakova I.G. et al. // Polymers. 2022. V. 14. P. 4521. https://doi.org/10.3390/polym14214521
  41. Sairanen E., Karinen R., Lehtonen J. // Catal. Lett. 2014. V. 144. P. 1839. https://doi.org/10.1007/s10562-014-1350-1
  42. Rackemann D.W., Doherty W.O.S. // Biofuels Bioprod. Bioref. 2011. V. 5. № 2. P. 198. https://doi.org/10.1002/bbb.267
  43. Almhofer L., Bischof R.H., Madera M. et al. // Can. J. Chem. Engineer. 2023. V. 101. № 4. P. 2033. https://doi.org/10.1002/cjce.24593

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».