Petroleum ChemistryPetroleum ChemistryНефтехимия0028-24213034-5626The Russian Academy of Sciences69803310.7868/S3034562625060078ArticlesСтатьиResearch ArticleKatalizatory gidrirovaniya nitrobenzola na osnove palladiya, nanesennogo na opoku ili diatomitКатализаторы гидрирования нитробензола на основе палладия, нанесенного на опоку или диатомитhttps://orcid.org/0000-0002-2657-7735ShuvalovaE. VШуваловаЕ. Вhttps://orcid.org/0000-0001-8200-0706PomogayloS. IПомогайлоС. Иhttps://orcid.org/0000-0001-5920-1139Knerel'manE. IКнерельманЕ. Иhttps://orcid.org/0000-0001-8916-0008DzhusupkalievaR. IДжусупкалиеваР. Иhttps://orcid.org/0000-0002-4354-8776PugachevaE. VПугачеваЕ. Вhttps://orcid.org/0000-0003-2312-3583KustovL. MКустовЛ. Мlmkustov@mail.ruИнститут органической химии им. Н.Д. Зелинского РАНИнститут структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАНВсероссийский институт научной и технической информации РАНФедеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАНЗападно-Казахстанский аграрно-технический университет им. Жангир ханаМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова15112025656VOL 65, NO6 (2025)ТОМ 65, №6 (2025)51051907122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://ruspoj.com/0028-2421/article/view/698033

Методами физической химии синтезированы палладиевые катализаторы, нанесённые на предварительно подготовленные природные носители — опоку и диатомит. Синтезированные катализаторы охарактеризованы физикохимическими методами и использованы для синтеза анилина в реакции гидрирования нитробензола. Исследовано влияние природы и предварительной подготовки носителей на структуру и каталитические свойства полученных катализаторов. Установлено влияние температуры процесса гидрирования и повторного использования на активность полученных катализаторов.

Методами физической химии синтезированы палладиевые катализаторы, нанесённые на предварительно подготовленные природные носители — опоку и диатомит. Синтезированные катализаторы охарактеризованы физикохимическими методами и использованы для синтеза анилина в реакции гидрирования нитробензола. Исследовано влияние природы и предварительной подготовки носителей на структуру и каталитические свойства полученных катализаторов. Установлено влияние температуры процесса гидрирования и повторного использования на активность полученных катализаторов.

катализаторыпалладийопокадиатомитгидрирование нитробензолаанилинРабота в части исследований каталитических испытаний выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 23-73-30007). Работы по синтезу катализаторов выполнены по теме государственного задания № 125021201985-8 ИСМАН. Часть исследований структуры катализаторов выполнена по теме государственного задания FFSG‑2024-0016, № государственной регистрации 124020500064-2 с использованием оборудования центра коллективного пользования «Новые нефтехимические процессы, полимерные композиты и адгезивы» ФИЦ ПХФ и МХ РАН (№ 77601).Полотнюк О.Я. К истории пуска первого про­из­водства анилина парофазным контактным восстановлением нитробензола водородом // Катализ в промышленности. 2013. № 4. С. 77–80.Мироненко Р.М., Лихолобов В.А., Бельская О.Б. Наноглобулярный углерод и палладиевые катали­заторы на его основе для процессов жидкофазного гидрирования органических соединений // Успехи химии. 2022. Т. 91. № 1. RCR5017. https://doi.org/10.1070/RCR5017Li C., Liu S., Yang F., Zhang Y., Gao Z, Yuan X., Zheng X. Synthesis of γ-Al2O3–supported Pt nanoparticles using Al-based metal-organic framework as medium and their catalytic performance for total propene oxidation and selective nitrobenzene hydrogenation // Mater. Chem. Phys. 2020. V. 240. ID 122146. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.122146Morisse C.G., McCullagh A.M., Campbell J.W., Mit­chell C., Carr R.H., Lennon D.L. Mechanistic insight into the application of alumina-supported Pd catalysts for the hydrogenation of nitrobenzene to aniline // Ind. Eng. Chem. Res. 2022. V. 61. № 30. P. 10712–10722. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.2c01134Sangeetha P., Shanthi K., Rama Rao K.S., Viswana­than B., Selvam P. Hydrogenation of nitrobenzene over palladium-supported catalysts — Effect of sup­port // Appl. Cat. A.: Gen. 2009. V. 353. № 2. P. 160–165. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2008.10.044Zhao J.X., Yao D., Li L., Li J.H., Jiao Z.F., Guo, X.Y. Enhanced catalytic performance of B-doped SiC sup­ported Ni catalysts for the hydrogenation of nitroare­nes // Appl. Catal. A: Gen. 2024. V. 678. ID 119726. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2024.119726Чепайкин Е.Г., Помогайло С.И., Ткаченко О.П., Шувалова Е.В., Кустов Л.М., Борщ В.Н., Кнерельман Е.Г., Помогайло Д.А. Синтез, структура и каталитические свойства нанокомпозитов на основе наночастиц палладия, закиси меди и магнетита, внедренных в наноцеллюлозную матрицу // Журн. физ. химии 2024. Т. 98. № 6. С. 117–124. https://doi.org/10.31857/S0044453724060176Vanyorek L., Prekob A., Sikora E., Reizer E., Muránsz­ky G., Kristály F., Viskolcz B., Fiser F. Application of carbon nanotube coated aluminosilicate beads as «sup­port on support» catalyst for hydrogenation of nit­robenzene // J. Ind. Eng. Chem. 2019. V. 79. P. 307–313. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2019.07.006Калмыков П.А., Клюев М.В. Исследование палладиевых катализаторов гидрирования на основе наноалмазов и активированного угля // Нефтехимия. 2016. Т. 56. № 1. С. 35–40. https://doi.org/10.7868/S002824211506009XJiang T., Du S., Jafari T., Zhong W., Sun Y., Song W., Luo Z., Hines W.A., Suib S.L. Synthesis of mesoporous –Fe2O3 supported palladium nanoparticles and in­vestigation of their roles as magnetically recyclable catalysts for nitrobenzene hydrogenation // Appl. Cat. A: Gen. 2015. V. 502. P. 105–113. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2015.05.013Zhu S., Lv Z., Jia X., Wang J., Li X., Dong M., Fan W. Pd nanoflakes epitaxially grown on defect MoS2 nanosheets for enhanced nitroarenes hydrogenation to anilines // Appl. Catal. B: Environ. 2024. V. 351. ID 123958. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.123958Hu Z, Cheng Y, Wu M, Duan Y, Yang Y, Lu T. A novel strategy for the preparation of supported pd as an efficient catalyst for the hydrogenation of nitrobenzene in mild conditions // Catalysts. 2023. V. 13. № 11. ID 1438. https://doi.org/10.3390/catal13111438Белых Л.Б., Скрипов Н.И., Степанова Т.П., Шмидт Ф.К. Особенности жидкофазного гидрирования нитробензола и о-нитрохлорбензола в присутствии Pd–P-содержащих наночастиц // Кинет. Катал. 2015. Т. 56. № 2. С. 182–190. https://doi.org/10.7868/S0453881115010037Hajdu V., Muránszky G., Prekob A., Kristály F., Fiser B., Lakatos J., Viskolcz B., Vanyorek L. Palladium deco­rated nickel and zinc ferrite spinel nanoparticles ap­plied in aniline synthesis — development of magnetic catalysts // J. Mater. Res. Technol. 2022. V. 19. P. 3624–3633. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.06.113Couto C.S., Madeira L.M., Nunes C.P., Araújo P. Com­mercial catalysts screening for liquid phase nitro­benzene hydrogenation // Appl. Catal. A: Gen. 2016. V. 522. P. 152–164. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2016.04.032Turáková M., Salmi T., Eränen K., Wärnå J., Mur­­zin D Yu., Králik M. Liquid phase hydrogenation of nit­ro­­benzene // Appl. Cat. A: Gen. 2015. V. 499. P. 66–76. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2015.04.002Смирнов П.В., Жакипбаев Б.Е., Староселец Д.А., Дерягина О.И., Баталин Г.А., Гареев Б.И., Вергу­нов А.В. Диатомиты и опоки месторождений западного Казахстана: литология, структурно-текстурные параметры, потенциал использования // Изв. Томск. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334. № 7. С. 187–201. https://doi.org/10.18799/24131830/2023/7/4046Xu Q., Sheng X., Jia H., Li N., Zhang J., Shi H., Niu M., Ping Q. Diatomite stabilized KOH: an efficient hetero­geneous catalyst for cyclopentanone self‐conden­sa­tion // ChemCatChem. 2020. V. 13. № 3. P. 916–923. https://doi.org/10.1002/cctc.202001538Zhao Y., Sun Q., Zhang J., Sheng J. Construction of Fe/N/C nano-clusters anchored on porous diato­mite for efficient removal of norfloxacin via the adsorption-PMS activation // Sep. Purif. Technol. 2023. V. 310. ID 123127. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.123127Zhou J, Cheng L, Ma Z, Weng X, Gao J. Integrated nanostructures of TiO2/g-C3N4/diatomite based on low-grade diatomite as efficient catalyst for photo­catalytic degradation of methylene blue: performance and mechanism // Catalysts. 2023. V. 13. № 5. ID 796. https://doi.org/10.3390/catal13050796Xue L., Liang E., Wang J. Fabrication of magnetic ZnO/ZnFe2O4/diatomite composites: improved photo­catalytic efficiency under visible light irradiation // J. Ma­ter. Sci.: Mater. Electron. 2022. V. 33. P. 1405–1424. https://doi.org/10.1007/s10854-021-07568-wДжусупкалиева Р.И., Быстрова И.М., Помогай­ло С.И., Борщ В.Н. Синтез в процессе низкотемпературного горения на основе природной опоки Co–Mn-катализаторов глубокого окисления СО и пропана // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2024. Т. 18. № 6. С. 17–27. https://doi.org/10.17073/1997-308X‑2024-6-17-27Greg S., Sing K. Absorption, specific surface, porosity. Secjnd Edition, Асаdemic Press, London. 1982. 304 p.Turáková M., Králik M., Lehock P., Pikna L., Smrč­co­vá M., Remeteiová D., Hudák A. Influence of pre­pa­ration method and palladium content on Pd/C ca­ta­lysts activity in the liquid phase hydrogenation of nitro­benzeneto aniline // Appl. Cat. A: Gen. 2014. V. 476. P. 103–112. http://dx.doi.org/10.1016/j.apcata.2014.02.025Kalmykov P.A., Magdalinova N.A., Klyuev M.V. Com­parison of palladium catalysts based on nano­diamonds and activated carbon in hydrogenation reactions // Petrol. Chemistry. 2015. V. 55. № 1. P. 63–67. https://doi.org/10.1134/S0965544115010065Pikna L., Heželová M., Demčáková S., Smrčová M., Plešingerová B., Štefanko M., Turáková M., Králik M., Puliš P., Lehocký P. Effect of support on activity of palladium catalysts in nitrobenzene hydrogenation // Chem. Pap. 2014. V 68. № 5. P. 591–598. https://doi.org/10.2478/s11696-013-0497-3