Гомогенные катализаторы окислительно-восстановительных процессов на основе растворов гетерополикислот. V. Разработка двухстадийного процесса окисления пропилена в ацетон

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены исследования по разработке гомогенного бесхлоридного 2-стадийного процесса (1 – целевая реакция, 2 – регенерация катализатора) окисления пропилена в ацетон кислородом в присутствии катализатора \({\text{Pd}}_{{{\text{aq}}}}^{{{\text{2 + }}}}\) + Мо-V-Р-гетерополикислота (ГПК-х, х – число атомов V). Получено кинетическое уравнение целевой реакции, предложен механизм. Показано, что наиболее эффективны катализаторы на основе высокованадиевых модифицированных (некеггиновских) составов ГПК-хм. Кинетика окисления C3H6 в присутствии растворов кеггиновских ГПК-х и ГПК-xм одинакова, однако технологичными оказались только катализаторы \({\text{Pd}}_{{{\text{aq}}}}^{{{\text{2 + }}}}\) + ГПК-хм. Они имеют высокую термостойкость (до 180°C), позволяющую осуществлять быструю регенерацию катализатора кислородом. Это выгодно отличает катализаторы на основе ГПК-хм от кеггиновских ГПК-х, термостойкость которых ограничена 140°C. Возможность быстрой регенерации катализатора позволила замкнуть 2-стадийный каталитический цикл окисления С3Н6 в ацетон кислородом и открыла перспективу для практической реализации процесса в присутствии \({\text{Pd}}_{{{\text{aq}}}}^{{{\text{2 + }}}}\) + ГПК-хм. Проведены успешные испытания катализатора на стабильность.

Об авторах

Ю. А. Родикова

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: rodikova@catalysis.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 5

Е. Г. Жижина

ФГБУН ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: rodikova@catalysis.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 5

Список литературы

  1. Cornell C.N., Sigman M.S. // Inorg. Chem. 2007. V. 46. P. 1903.
  2. Gligorich K.M., Sigman M.S. // Chem. Commun. 2009. P. 3854.
  3. McDonald R.I., Liu G., Stahl S.S. // Chem. Rev. 2011. V. 111. P. 2981.
  4. Sigman M.S., Werner E.W. // Acc. Chem. Res. 2012. V. 45. № 6. P. 874.
  5. Гогин Л.Л., Жижина Е.Г. // Катализ в промышленности. 2021. Т. 21. № 1−2. С. 67. Gogin L.L., Zhizhina E.G. // Catalysis in Industry. 2021. V. 13. № 3. P. 263.
  6. Smidt J., Hafner W., Jira R., Sedlmeier J., Sieber R., Kojer H., Rüttinger R. // Angew. Chem. 1959. V. 71. P. 176.
  7. Pat. 1049845 DE, 1959.
  8. Родикова Ю.А., Жижина Е.Г. // Кинетика и катализ. 2023. Т. 64. № 2. С. 121. (Rodikova Y.A., Zhizhina E.G. // Kinet. Catal. 2023. V. 64. № 2. P. 105.)
  9. Темкин О.Н. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. № 5. С. 595.
  10. Жижина Е.Г., Шитова Н.Б., Матвеев К.И. // Кинетика и катализ. 1981. Т. 22. № 6. С. 1451. (Zhizhina E.G., Shitova N.B., Matveev K.I. // Kinet. Catal. 1981. V. 22. № 6. P. 1153.)
  11. Матвеев К.И., Жижина Е.Г., Одяков В.Ф., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2014. № 3. С. 32. (Matveev K.I., Zhizhina E.G., Odyakov V.F., Parmon V.N. // Catal. Indust. 2014. V. 6. № 3. P. 202.)
  12. Одяков В.Ф., Жижина Е.Г., Матвеев К.И., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2015. № 1. С. 18. (Odyakov V.F., Zhizhina E.G., Matveev K.I., Parmon V.N. // Catal. Indust. 2015. V. 7. № 2. P. 111.)
  13. Одяков В.Ф., Жижина Е.Г. // Кинетика и катализ. 2011. Т. 52. № 6. С. 849. (Odyakov V.F., Zhizhina E.G. // Kinet. Catal. 2011. V. 52. № 6. P. 828.)
  14. Жижина Е.Г., Гогин Л.Л. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 5. С. 536. (Zhizhina E.G., Gogin L.L. // Kinet. Catal. 2021. V. 62. № 5. P. 580.)
  15. Жижина Е.Г., Гогин Л.Л., Родикова Ю.А., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 2. С. 135. (Zhizhina E.G., Gogin L.L., Rodikova Y.A., Bukhtiyarov V.I. // Kinet. Catal. 2021. V. 62. № 2. P. 197.)
  16. Пaт. 2230612 C1 RU, 2004.
  17. Пaт. 2243818 C1 RU, 2005.
  18. Пaт. 2275960 C1 RU, 2006.
  19. Одяков В.Ф., Жижина Е.Г., Максимовская Р.И., Матвеев К.И. // Кинетика и катализ. 1995. Т. 36. № 5. С. 795. (Odyakov V.F., Zhizhina E.G., Maksimovskaya R.I., Matveev K.I. // Kinet. Catal. 1995. V. 36. № 5. P. 733.)
  20. Odyakov V.F., Zhizhina E.G., Maksimovskaya R.I. // Appl. Catal. A: Gen. 2008. V. 342. P. 126.
  21. Шитова Н.Б., Кузнецова Л.И., Матвеев К.И. // Изв. Сиб. отд. АН СССР, сер. хим. наук. 1973. Т. 25. № 1. С. 25.
  22. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Ч. 3. Москва: Мир, 1969. 592 с. (Cotton F.A., Wilkinson G. Advanced inorganic chemistry: a comprehensive text. 2nd revised and augmented edition. Interscience publishers: a division of John Wiley & Sons.)
  23. Kingston J.V., Scollary G.R.A. // Chem. Commun. 1969. № 9. P. 455.
  24. Deeming A.T., Yonson B.F.G., Lewis I. // J. Organometal. Chem. 1969. V. 17. № 3. P. 40.
  25. Pat. 826603 BE, 1975.
  26. Матвеев К.И., Жижина Е.Г., Шитова Н.Б., Кузнецова Л.И. // Кинетика и катализ. 1977. Т. 18. № 2. С. 380. (Matveev K.I., Zhizhina E.G., Shitova N.B., Kuznetsova L.I. // Kinet. Catal. 1977. V. 18. № 2. P. 320.)
  27. Максимовская Р.И., Федотов М.А., Мастихин В.М., Кузнецова Л.И., Матвеев К.И. // Докл. АН СССР. 1978. Т. 240. С. 117.
  28. Zhizhina E.G., Kuznetsova L.I., Maksimovskaya R.I., Pavlova S.N., Matveev K.I. // J. Mol. Catal. 1986. V. 38. P. 345.
  29. Одяков В.Ф., Жижина Е.Г., Матвеев К.И. // ЖНХ. 2000. Т. 45. С. 1379. (Odyakov V.F., Zhizhina E.G., Matveev K.I. // Russ. J. Inorg. Chem. 2000. V. 45. № 8. P. 1258.)
  30. Zhizhina E.G., Odyakov V.F., Simonova M.V., Matveev K.I. // React. Kinet. Catal. Lett. 2003. V. 78. № 2. P. 373.
  31. Жижина Е.Г., Одяков В.Ф., Симонова М.В., Матвеев К.И. // Кинетика и катализ. 2005. Т. 46. № 3. С. 380. (Zhizhina E.G., Odyakov V.F., Simonova M.V., Matveev K.I. // Kinet. Catal. 2005. V. 46. № 3. P. 354.)
  32. Zhizhina E.G., Odyakov V.F. // Int. J. Chem. Kinet. 2014. V. 46. I. 9. P. 567.
  33. Максимов Г.М., Максимовская Р.И., Матвеев К.И. // ЖНХ. 1997. Т. 42. № 6. С. 990.
  34. Zhizhina E.G., Simonova M.V., Odyakov V.F., Matveev K.I. // Appl. Catal. A: Gen. 2007. V. 319. P. 91.
  35. Odyakov V.F., Zhizhina E.G., Rodikova Yu.A., Gogin L.L. // Eur. J. Inorg. Chem. 2015. V. 2015. № 22. P. 3618.
  36. Матвеев К.И., Шитова Н.Б., Жижина Е.Г. // Кинетика и катализ. 1976. Т. 17. № 4. С. 893. (Matveev K.I., Shitova N.B., Zhizhina E.G. // Kinet. Catal. 1976. V. 17. № 4. P. 779.)
  37. Dikshitulu L.S.A., Gopala Rao G. // Analyt. Bioanalyt. Chem. 1962. T. 189. № 5. C. 421.
  38. Zhizhina E.G., Odyakov V.F. // Appl. Catal. A: Gen. 2009. V. 358. № 2. P. 254.
  39. Одяков В.Ф., Кузнецова Л.И., Матвеев К.И. // ЖНХ. 1978. Т. 23. № 2. С. 457.
  40. Standard Potentials in Aqueous Solution. Eds. Bard A.J., Parsons R. New York: Dekker, 1985.
  41. Новый справочник химика и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия. Коллоидная химия. Санкт-Петербург: АНО НПО “Профессионал”, 2004. С. 19.
  42. Шитова Н.Б., Кузнецова Л.И., Юрченко Э.Н., Овсянникова И.А., Матвеев К.И. // Изв. АН СССР, Сер. хим. 1973. № 8. С. 1453.
  43. Пaт. 1420714 A1 SU, 1995.
  44. Пaт. 1555941 A1 SU, 1995.
  45. Gouzerh P., Proust A. // Chem. Rev. 1998. V. 98. P. 77.
  46. Кожевников И.В., Тарабанько В.Е., Матвеев К.И. // Кинетика и катализ. 1981. Т. 22. С. 619.
  47. Жижина Е.Г., Кузнецова Л.И., Матвеев К.И. // Кинетика и катализ. 1988. Т. 29. № 1. С. 130. (Zhizhina E.G., Kuznetsova L.I., Matveev K.I. // Kinet. Catal. 1988. V. 29. P. 113.)
  48. Темкин О.Н., Брук Л.Г. // Успехи химии. 1983. Т. 52. С. 117.
  49. Путин А.Ю., Кацман Е.А., Темкин О.Н., Брук Л.Г. // Журн. физ. химии. 2017. Т. 91. № 4. С. 654.
  50. Путин А.Ю., Кацман Е.А., Брук Л.Г. // Журн. физ. химии. 2019. Т. 93. № 2. С. 199.
  51. Жижина Е.Г., Симонова М.В., Одяков В.Ф., Матвеев К.И. // Катализ в промышленности. 2005. № 2. С. 17.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (76KB)
Метаданные
3.

Скачать (72KB)
Метаданные
4.

Скачать (205KB)
Метаданные

© Ю.А. Родикова, Е.Г. Жижина, 2023