КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СКЕЛЕТНЫХ НИКЕЛЕВЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ, ПРОМОТИРОВАННЫХ Ru И Rh, В РЕАКЦИИ ГИДРИРОВАНИЯ МАСЛЯНОГО АЛЬДЕГИДА

Аннотация

Аннотация. Селективное гидрирование альдегидов играет важную роль в органическом синтезе, нефтехимических процессах и производстве тонких химических продуктов. Эффективность таких реакций в значительной степени определяется активностью, селективностью и стабильностью применяемых катализаторов. Никелевые катализаторы широко используются благодаря высокой способности к активации водорода и экономической доступности, однако их структурная нестабильность и чувствительность к реакционной среде ограничивают практическое применение. В связи с этим модификация никелевых катализаторов благородными металлами является эффективным подходом к повышению их каталитических свойств. В настоящей работе исследованы каталитическая активность, селективность и стабильность скелетных никелевых катализаторов, промотированных рутением (Ru) и родием (Rh), в реакции жидкофазного гидрирования масляного альдегида. Эксперименты по гидрированию проводились при атмосферном давлении в водной и этанольной средах. Характеристика катализаторов осуществлялась на основе кинетики поглощения водорода, определения энергии активации, адсорбционных исследований, а также с использованием рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии и инфракрасной спектроскопии. Полученные результаты показали, что катализаторы Ni–1,0 мас.% Ru и Ni–1,0 мас.% Rh обладают существенно более высокой скоростью поглощения водорода по сравнению с немодифицированным никелем — в 2,2 и 1,7 раза соответственно в водной среде. Процесс гидрирования протекает с высокой селективностью по отношению к н-бутанолу, который является основным продуктом реакции. Выход н-бутанола достигает 98–99 % на катализаторе Ni–Ru и 95–96 % на системе Ni–Rh, при этом образование пропана как побочного продукта остается минимальным. Структурные и адсорбционные исследования показали, что введение Ru и Rh способствует повышению дисперсности металла, увеличению удельной поверхности и росту количества адсорбированного водорода. Установлено, что водная среда замедляет деградацию катализатора и повышает его долговременную стабильность. В целом полученные результаты подтверждают, что никелевые катализаторы, промотированные рутением и родием, являются перспективными, селективными и энергоэффективными системами для процессов жидкофазного гидрирования альдегидов.