Зависимость конверсии циклогексана в н-гексан на нанесенных катализаторах Rh/CeXZr1–xO2 от состава носителя

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследована серия образцов катализаторов 1Rh/CexZr1–xO2, где x = 0–1 в реакции гидроконверсии циклогексана в н-гексан. Образцы носителей и катализаторов изучены рядом физико-химических методов: низкотемпературная адсорбция–десорбция азота, взаимодополняющие методы сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и рентгеноспектрального микроанализа (РСМА), рентгенофазовый анализ (РФА), а также оценена их каталитическая активность. Достигнута производительность по н-гексану до 8,3 ммольн-гексана гкатализатора−1 ч−1 при 300°C и селективность по н-гексану до 77% при 275°C на образце 1Rh/ZrO2.1

Full Text

Restricted Access

About the authors

Кристина Евгеньевна Картавова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН

Author for correspondence.
Email: lmk@ioc.ac.ru
ORCID iD: 0009-0000-1491-2586

химический факультет

Russian Federation, Москва; Москва

Евгений Вячеславович Байер

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН

Email: lmk@ioc.ac.ru
ORCID iD: 0009-0009-9358-9769

химический факультет

Russian Federation, Москва; Москва

Михаил Юрьевич Машкин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН

Email: lmk@ioc.ac.ru
ORCID iD: 0000-0001-5760-1796

химический факультет

Russian Federation, Москва; Москва

Геннадий Борисович Капустин

Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН

Email: lmk@ioc.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-2010-6617
Russian Federation, Москва

Игорь Владимирович Мишин

Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН

Email: lmk@ioc.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-4192-650X
Russian Federation, Москва

Константин Борисович Калмыков

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: lmk@ioc.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-1616-6975

химический факультет

Russian Federation, Москва

Леонид Модестович Кустов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН

Email: lmk@ioc.ac.ru
ORCID iD: 0000-0003-2312-3583

химический факультет

Russian Federation, Москва; Москва

Александр Леонидович Кустов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН

Email: lmk@ioc.ac.ru
ORCID iD: 0000-0003-0869-8784
Russian Federation, Москва; Москва

References

  1. Kartavova K.E., Mashkin M.Y., Kostin M.Y., Finashina E.D., Kalmykov K.B., Kapustin G.I., Pribytkov P.V., Tkachenko O.P., Mishin I.V., Kustov L.M., Kustov A.L. Rhodium-based catalysts: an impact of the support nature on the catalytic cyclohexane ring opening // Nanomaterials. 2023. V. 13. № 936. P. 1–19. https://doi.org/10.3390/nano13050936
  2. Moraes R., Thomas K., Thomas S., Van Donk S., Grasso G., Gilson J.P., Houalla M. Ring opening of decalin and methylcyclohexane over alumina-based monofunctional WO3/Al2O3 and Ir/Al2O3 catalysts // J. of Catalysis. 2012. V. 286. P. 62–77. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2011.10.014
  3. Guan C., Zhai J., Han D. Cetane number prediction for hydrocarbons from molecular structural descriptors based on active subspace methodology // Fuel. 2019. V. 249. P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.03.092
  4. Wei Y.J., Zhang Y.J., Zhu X.D., Gu H.M., Zhu Z.Q., Liu S.H., Sun X.Y., Jiang X.L. Effects of diesel hydrocarbon components on cetane number and engine combustion and emission characteristics. // Applied Sciences. 2022. V. 12. P. 1–17. https://doi.org/10.3390/app12073549
  5. Masloboishchikova O.V., Vasina T.V., Khelkovskaya-Sergeeva E.G., Kustov L.M., Zeuthen P. Cyclohexane transformations over metal oxide catalysts. 1. Effect of the nature of metal and support on the catalytic activity in cyclohexane ring opening // Russ. Chem. Bull. 2002. V. 51. P. 237–241.
  6. Vasina T.V., Masloboishchikova O.V., Khelkovskaya-Sergeeva E.G., Kustov L.M., Zeuthen P.. Cyclohexane transformations over metal oxide catalysts. 2. Selective cyclohexane ring opening to form n-hexane over mono- and bimetallic rhodium catalysts // Russ. Chem. Bull. 2002. V. 51. P. 242–245.
  7. Kustov L.M., Stakheev A.Y., Vasina T.V., Masloboishchikova O.V., Khelkovskaya-Sergeeva E.G., Zeuthen P. Dual-function Catalysts for Ring opening of cyclic Compounds. Elsevier Masson SAS, 2001. P. 307–314. https://doi.org/10.1016/s0167-2991(01)80043-4
  8. McVicker G.B., Daage M., Touvelle M.S., Hudson C.W., Klein D.P., Baird W.C., Cook B.R., Chen J.G., Hantzer S., Vaughan D.E.W., Ellis E.S., Feeley O.C. Selective ring opening of naphthenic molecules // J. of Catalysis. 2002. V. 210. P. 137–148. https://doi.org/10.1006/jcat.2002.3685
  9. Blanco E., Piccolo L., Laurenti D., di Felice L., Catherin N., Lorentz C., Geantet C., Calemma V. Effect of H2S on the mechanisms of naphthene ring opening and isomerization over Ir/NaY: A comparative study of decalin, perhydroindan and butylcyclohexane hydroconversions // Applied Catalysis A: General. 2018. V. 550. P. 274–283. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2017.11.020
  10. Vicerich M.A., Benitez V.M., Especel C., Epron F., Pieck C.L. Influence of iridium content on the behavior of Pt-Ir/Al2O3 and Pt-Ir/TiO2 catalysts for selective ring opening of naphthenes // Applied Catalysis A: General. 2013. V. 453. P. 167–174. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2012.12.015.
  11. Zhu X., Zhou Q., Xia Y., Wang J., Chen H., Xu Q., Liu J., Feng W., Chen S. Preparation and characterization of Cu-doped TiO2 nanomaterials with anatase/rutile/brookite triphasic structure and their photocatalytic activity // J. of Materials Science: Materials in Electronics. 2021. V. 32. P. 21511–21524. https://doi.org/10.1007/s10854-021-06660-5
  12. Zhu X., Wang J., Yang D., Liu J., He L., Tang M., Feng W., Wu X. Fabrication, characterization and high photocatalytic activity of Ag-ZnO heterojunctions under UV-visible light // RSC Advances. 2021. V. 11. P. 27257–27266. https://doi.org/10.1039/d1ra05060e
  13. Mouli K.C., Choudhary O., Soni K., Dalai A.K. Improvement of cetane number of LGO by ring opening of naphthenes on Pt/Al-SBA-15 catalysts // Catalysis Today. 2012. V. 198. P. 69–76. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2012.01.027
  14. Kubička DKumar., N., Mäki-Arvela P., Tiitta M., Niemi V., Salmi T., Murzin D.Y. Ring opening of decalin over zeolites: I. Activity and selectivity of proton-form zeolites // J. of Catalysis. 2004. V. 222. P. 65–79. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2003.10.027
  15. Corma A., González-Alfaro V., Orchillés A.V. Decalin and tetralin as probe molecules for cracking and hydrotreating the light cycle oil // J. of Catalysis. 2001. V. 200. P. 34–44. https://doi.org/10.1006/jcat.2001.3181
  16. Mostad H.B., Riis T.U., Ellestad O.H. Catalytic cracking of naphthenes and naphtheno-aromatics in fixed bed micro reactors // Applied Catalysis. 1990. V. 63. P. 345–364. https://doi.org/10.1016/S0166-9834(00)81724-8
  17. Mostad H.B., Riis T.U., Ellestad O.H. Shape selectivity in Y-zeolites. Catalytic cracking of decalin-isomers in fixed bed micro reactors // Applied Catalysis. 1990. V. 58. P. 105–117. https://doi.org/10.1016/S0166-9834(00)82281-2
  18. Kartavova K.E., Mashkin Yu.M., Kalmykov K.B., Kapustin G.I., Tkachenko O.P., Mishin I.V., Dunaev S.F., Kustov A.L. Influence of the nature of promoted zirconium supports on the catalytic behavior of Rh-based catalysts in the reaction of cyclohexane ring opening to n-hexane // Russ. J. of Physic. Chemistry A. 2024. V. 98. P. 543–551. https://doi.org/10.1134/S0036024424040125
  19. Wan J., Lin J., Guo X., Wang T., Zhou R. Morphology effect on the structure-activity relationship of Rh/CeO2–ZrO2 catalysts // Chem. Engineering J. 2019. V. 368. P. 719–729. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.03.016
  20. Orlik S.N., Struzhko V.L., Mironyuk T.V., Tel’biz G.M. Effect of Acidity of the surface on the activity of rhodium promoted zirconium oxide catalysts in the reduction of NO by hydrocarbons // Theor. and Exper. Chemistry. 2001. V. 37. P. 311–314. https://doi.org/10.1023/A:1013863117597
  21. Thommes M., Kaneko K., Neimark A.V., Olivier J.P., Rodriguez-Reinoso F., Rouquerol J., Sing K.S.W. Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical Report) // Pure and Applied Chemistry. 2015. V. 87. P. 1051–1069. https://doi.org/10.1515/pac-2014-1117
  22. Patterson A.L. The Scherrer formula for X-ray particle size determination // Phys. Review. 1939. V. 56. P. 978–982. https://doi.org/10.1103/PhysRev.56.978

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Supplementary
Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 1. Results of low-temperature adsorption–desorption of N2: (a) nitrogen adsorption and desorption isotherms at 77 K, (b) pore volume distribution by size.

Download (339KB)
Indexing metadata
4. Fig. 2. X-ray diffraction patterns of carrier samples (numbers in square brackets indicate the ICDD diffraction pattern database card number).

Download (220KB)
Indexing metadata
5. Fig. 3. The main reactions of cyclohexane conversion to n-hexane and side reactions.

Download (88KB)
Indexing metadata
6. Fig. 4. Results of catalytic tests in the cyclohexane ring opening reaction.

Download (363KB)
Indexing metadata

Note

1 Дополнительные материалы доступны в электронном виде по DOI статьи: 10.31857/S0028242125010062


Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences