Учеными ИОХ РАН проведено исследование влияния размера наночастиц Pd на селективность реакции жидкофазного гидрирования замещенных алкинов

Селективное гидрирование алкинов имеет большое значение как для промышленности, так и для лабораторной практики. Гидрирование ацетилена до этилена широко применяется при производстве полимеров. Этиленовая фракция нефти после парового крекинга содержит значительные количества ацетилена, что приводит к замедлению процесса полимеризации этилена за счет адсорбции ацетилена на активных центрах катализатора. Селективное гидрирование фенилацетилена также является промышленно важным процессом в рамках очистки технического стирола — мономера для производства полистирола, ненасыщенных полиэфиров, бутадиен-стирольных каучуков, латексов. Традиционно для селективного гидрирования алкинов используются катализаторы на основе Pd. При проведении селективного гидрирования чрезвычайно важно контролировать кинетику реакции и останавливать процесс на стадии образования целевого олефина, предотвращая полное его гидрирование.

Последняя работа сотрудников лаборатории №35 ИОХ РАН посвящена детальному изучению влияния размера наночастиц Pd на протекание жидкофазного гидрирования замещенных алкинов. Дифенилацетилен выступал в роли модельной молекулы, а в качестве катализаторов были использованы системы на основе наночастиц палладия различного размера, нанесенные на оксид алюминия. Основной целью исследований была разработка кинетической модели, способной адекватно описать взаимосвязь между размером частиц Pd и кинетикой реакции. Было обнаружено, что с увеличением размера наночастиц палладия скорость гидрирования значительно замедляется после завершения стадии гидрирования алкина, что позволяет контролировать процесс кинетически и добиваться высокой селективности в образовании цис‑олефинов. Полученные экспериментальные данные были проанализированы с использованием геометрического подхода, который явно учитывает кристаллографические формы активного металла и вклад различных активных центров в протекание реакции. Предложенная кинетическая модель продемонстрировала отличное согласие теории и эксперимента, что открывает новые возможности создания высокоселективных катализаторов синтеза цис‑олефинов.

Источник:

Pavel V. Markov, Igor S. Mashkovsky, Galina O. Bragina, Johan Warna, Valerii I. Bukhtiyarov, Alexander Yu. Stakheev, Dmitry Yu. Murzin Experimental and theoretical analysis of particle size effect in liquid-phase hydrogenation of diphenylacetylene Chem. Eng. J., 2021, 404, 126409. DOI: 10.1016/j.cej.2020.126409.