Селективное гидрирование ацетилена на палладиевых стекловолокнистых катализаторах

• Автор: Гуляева, Юлия Константиновна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Содержание
Список используемых сокращений и обозначений
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Общие особенности процесса селективного гидрирования ацетилена
1.1.1 Селективность реакции
1.1.2 Лигандный (электронный) и геометрический эффекты. Роль р-Рс1Н фазы
1.1.3 Процессы олигомеризации
1.1.4 Механизм реакции и ключевые интермедиаты
1.2. Катализаторы селективного гидрирования
1.2.1 Биметаллические катализаторы, промоторы
1.2.2 Монометаллические катализаторы: стабилизация высокодисперсных частиц палладия
1.3 Стекловолокнистые материалы и катализаторы на их основе
1.3.1 Стекла
1.3.2 Стекловолокна. Структура алюминий-, и цирконий-силикатных стекол
1.3.3 Р1 и Рб-стекповолокнистые катализаторы
1.4 Заключение к Главе
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1 Материалы и реактивы
2.2 Нитридирование и дегидроксилирование стекловолокон
2.3 Приготовление Рб/СВ катализаторов и термопрограммируемые эксперименты
2.4 Селективное удаление палладия
2.5 Физико-химические методы исследования стекловолокон и катализаторов
2.5.1 Инфракрасная спектроскопия и ультрафиолетовая спектроскопия..
2.5.2 ЯМР спектроскопия
2.5.3 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.5.4 Спектроскопия рассеяния медленных ионов высокого разрешения.
2.5.5 Просвечивающая электронная микроскопия

2.6 Селективное гидрирование ацетилена
2.6.1 Испытания Рс1/СВ катализаторов
2.6.2 Методика проведения кинетических исследований при атмосферном давлении
2.6.3 Методика проведения изотопных исследований с использованием 13С2Н
2.6.4 Анализ состава реакционной смеси
Глава 3. Синтез и испытание Р(1 сгскловолокнистых катализаторов в
селективном гидрировании ацетилена
3.1 Стекловолокнистые материалы, модифицированные алюминием, цирконием и редкоземельными элементами
3.2 Основные стадии синтеза стекловолокнистых катализаторов
3.3 Охарактеризование стекловолокнистых катализаторов методами РФЭС и НААБГ-ЗТЕМ
3.4 Селективное гидрирование ацетилена на стекловолокнистых катализаторах
3.5 Влияние локализации палладия в стекловолокне на каталитические свойства
3.6 Оптимизация ключевых параметров стадий синтеза стекловолокнистых катализаторов
3.7 Сравнение Рб/СВ с биметаллическим коммерческим катализатором
Глава 4. Изотопно-кинетические исследования реакции селективного
гидрирования ацетилена на Р(1 стекловолокнистых катализаторах
4.1 Катализаторы для изотопно-кинетических исследований
4.2 Кинетические исследования
4.3 881ТКА исследования с использованием меченого 13С2Н
4.4 Сравнение активности палладиевых стекловолокнистых катализаторов с традиционными моно- и биметаллическими нанесенными системами
Заключение
Выводы
Список литературы
Благодарности

Список используемых сокращений и обозначений

HAADF-STEM
HS-LEIS

SSITKA

иксдо

УФ-Вид
спектроскопия

спектроскопия
объемная скорость подачи газа, Gas Hourly Space Velocity, ч'
темнопольная сканирующая просвечивающая электронная микроскопия с регистрацией высокоугловых рассеянных электронов, High-Angle Annular Dark-Field - Scanning Transmission Electron Microscopy
спектроскопия рассеяния медленных ионов высокого разрешения, High Sensitivity - Low Energy Ion Scattering дифракция медленных электронов, Low Energy Electron Diffraction
миллиардная доля, parts per billion миллионная доля, parts per million селективность, %
анализ кинетики переноса изотопной метки в стационарных условиях протекания реакции, Steady State Isotopic Transient Kinetic Analysis
частота оборотов активного центра, Turnover Frequency, с'1 конверсия, %
рентгеновская дифракция, X-ray Diffraction инфракрасная спектроскопия диффузного отражения рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия термопрограммируемое окисление ультрафиолетовая и видимая спектроскопия
спектроскопия ядерного магнитного резонанса

эти Рс1 наночастицы проявят высокую селективность в реакции гидрирования ацетилена в избытке этилена. Дополнительным преимуществом катализаторов на основе стекловолокнистых материалов является отсутствие пористой структуры, что позволит избежать накопления олигомерных продуктов, приводящих к дезактивации катализатора.
Таким образом, одной из основных задач настоящей работы является разработка эффективных способов введения катионов палладия с целью последующего формирования небольших наночастиц (кластеров) в объеме стекловолокон. Кроме этого, большой интерес вызывает вопрос, объемные или поверхностные частицы палладия в стекловолокне дают основной вклад в активность и селективность в реакции селективного гидрирования ацетилена. Необходимо выявить кинетические особенности процесса в широкой области конверсий ацетилена, особенно в области его высоких степеней превращения (> 99 %), и определить с какой скоростью образуется основной побочный продукт, этан, из ацетилена и из этилена. Наконец, важно сравнить каталитические свойства палладиевых стекловолокнистых катализаторов с моно- и биметаллическими катализаторами, нанесенными на традиционные носители.