Изучение и разработка катализаторов для получения низших олефинов из спиртов

Аннотационный отсчет

Изучение и разработка катализаторов для получения низших олефинов из спиртов.

Цель настоящей работы является получение низших олефинов (в основном С2-С4) из спиртов. К решению этой задачи можно подойти двумя путями:

1.  Получение олефинов путем дегидратации соответствующих спиртов.

2.  МТО процесс (метанол в олефины). Получение С2-С4 олефинов из метанола.

Изучение влияние сульфат SO₄^2- и хлорид Cl^- ионов на кислотно-основные и каталитические свойства алюмооксидных катализаторов в реакции дегидратации этанола.

Для изучения поверхностных кислотно-основных свойств модифицированных оксидов алюминия был применен метод спиновых – зондов. Метод спиновых зондов уже давно используется для охарактеризования донорных и акцепторных центров на поверхности оксида алюминия. Несмотря на это природа таких центров и в настоящее времени не совсем ясна. Тем не менее, совокупность накопленных экспериментальных данных свидетельствует о том, что донорные и акцепторные центры тесно связаны с основными и кислотными свойствами оксидов и могут отражать изменения этих свойств при различных их модификациях.

В качестве зонда для донорных центров использовали радикалы, возникающие при адсорбции акцепторных молекул тринитробензола (2х10^–2М раствора в толуоле). Для диагностики сильных акцепторных центров использовали радикалы, возникающие при адсорбции молекул толуола.

Концентрация слабых акцепторных центров определялась по  разработанной нами методики. В качестве зонда использовали радикалы, возникающие при адсорбции донорных молекул антрацена (4х10^–2М раствора в толуоле). Применение данной методики на порядок увеличило количество детектируемых акцепторных центров и позволило уменьшить температуру предварительной обработки образцов. Это может оказаться полезным при изучении кислотных свойств термически нестабильных образцов или образцов, изначально полученных прокаливанием при невысоких температурах.

Было установлено, что при модифицировании оксида алюминия сульфат ионами количество слабых акцепторных центров линейно возрастает и даже небольшие добавки сульфат SO₄^2- ионов приводят к резкому увеличению концентрации детектируемых слабых акцепторных центров. Концентрация же сильных акцепторных центров практически не изменялась при введении от 0 до 4 масс. % сульфат ионов SO₄^2- в оксид алюминия и возрастала больше чем в 2 раза при введении 8 масс. сульфат SO₄^2- ионов. При модифицировании оксида алюминия хлорид ионов Cl^- наблюдается практически пропорциональный рост количества слабых и сильных кислотных центров с увеличением концентрации вводимых хлорид ионов Cl^-.

Были получены линейные корреляция между концентраций донорных, слабых и сильных акцепторных центров и удельной скоростью образования этилена в реакции дегидратации этанола.

Помимо процессов дегидратации спиртов, разработанная методика определения слабых кислотных центров может оказаться крайне полезной и при исследовании других кислотно-основных каталитических процессов.