Исследование влияния модификации поверхности нанесенного никелевого катализатора на кинетику реакции восстановления кратной связи «углерод-у

Исследование влияния модификации поверхности нанесенного никелевого катализатора на кинетику реакции восстановления кратной связи «углерод-углерод» при повышенном давлении

Наиболее распространенными катализаторами для восстановления промышленно важных соединений, содержащих кратную «углерод-углеродную» связь, являются никелевые катализаторы [1]. Известно [2], что как активность, так и селективность периодических металлов зависит от адсорбционной способности поверхности по отношению к реагирующим веществам. Экспериментально доказано, что целенаправленное введение в систему каталитических ядов способно выводить из зоны реакции активные центры поверхности, обладающие определённой энергией. Данный факт влечет за собой изменение селективности катализатора и может увеличивать его время жизни.

Целью данной работы являлось исследование влияния модификации сульфид-ионом поверхности нанесенного никелевого катализатора на силикагель в реакции восстановления двойной связи «углерод-углерод» при повышенном давлении.

В качестве катализатора использовали Ni/SiO2, с содержанием активного металла от 0,9 до 11%. Катализатор готовили осаждением нитрата никеля из водных растворов с последующим температурным разложением и восстановлением в токе водорода при температуре до 723K. В качестве гидрируемых модельных соединений использовались диэтиловый эфир малеиновой кислоты (ДЭМК) и пропен-2-ол-1 (аллиловый спирт). В качестве растворителя использовали дистиллированную воду. Реакцию проводили в автоклаве типа Вишневского при постоянном избыточном давлении водорода 0,8 МПа и температуре 303К, статическим методом. Выбранные условия соответствуют модели промышленного реактора.

Экспериментально доказано, что при гидрировании ДЭМК и аллилового спирта коэффициент пропорциональности падения активности при введении сульфид-иона по методике Бартоломью различается в разы, т.е. дезактивация катализатора при гидрировании ДЭМК идёт значительно быстрее, чем при гидрировании аллилового спирта. Так же установлено, что дезактивирование ведёт к незначительному росту порядка реакции по реагенту.

Можно утверждать, что сульфид, позволяет модифицировать поверхность так, что это приводит не только к дифференцированию скоростей, что имеет фундаментальное значение для выяснения реакционной активности водорода различного по энергиям адсорбции к никелю, но и позволяет варьировать восприимчивость катализатора в зависимости от стерического фактора, тем самым позволяя повысить селективность катализатора.

1. Ткач В. С., Суслов Д. С. Катализаторы на основе комплексов переходных металлов. - 2011. - 190 с.
2. Навалихина М. Д., Крылов О. В. Гетерогенные катализаторы гидрирования //Успехи химии. - 1998. - Т. 67. - №. 7. - С. 656-687.

Авторы благодарят за содействие кафедру «Технологии неорганических веществ» ФГБОУ ВО «ИГХТУ» в проведение дополнительных исследований по данной тематике работы.

Сухачев Я. П., Челышева М. Д., Никитин К. А.