Учеными ИОХ РАН разработан гетерогенный «моноатомный» катализатор на основе PdAg биметаллических наночастиц и исследованы его свойства в реакции селективного жидкофазного гидрирования дизамещенных алкинов в цис-олефины
В последнее десятилетие концепция «моноатомных» катализаторов привлекает пристальное внимание ученых, работающих в области гетерогенного катализа. «Моноатомные» катализаторы представляют собой гетерогенные каталитические системы, активные центры которых состоят только из одного атома металла. Такой подход позволяет резко повысить селективность катализаторов благодаря высокой степени однородности их активных центров. Однако склонность «моноатомных» активных центров к агломерации ограничивает промышленное использование этого перспективного класса катализаторов. Проблема их недостаточной стабильности может быть решена путем формирования «одноатомной» структуры активных центров на поверхности биметаллического сплава. Такие катализаторы более термодинамически стабильны и обладают высокой устойчивостью в многократных циклах «реакция-регенерация».
Исследователями Лаборатории катализа нанесенными металлами и их оксидами (№ 35) ИОХ РАН был разработан высокостабильный «моноатомный» катализатор на основе PdAg наночастиц. Формирование «моноатомной» структуры активных центров Pd1 на их поверхности достигается благодаря тому, что активные атомы Pd изолированы друг от друга неактивными атомами Ag. Кинетические характеристики PdAg/Al2O3 катализатора были изучены в селективном жидкофазном гидрировании замещенных алкинов в цис-олефины (на примере дифенилацетилена). Селективность биметаллического катализатора по цис-дифенилэтену (стильбену) оказалась чрезвычайно высокой (≈ 98%), в то время как селективность монометаллического Pd/Al2O3 катализатора резко снижается с увеличением конверсии исходного субстрата. Предложенная кинетическая модель процесса позволяет объяснить высокую селективность «моноатомного» Pd1Ag3/Al2O3 катализатора по целевому цис-олефину слабой адсорбцией промежуточного алкена на одноатомных центрах Pd1, что благоприятствует десорбции олефина и предотвращает его дальнейшее гидрирование.
Источник:
Alexander V. Rassolov, Igor S. Mashkovsky, Galina O. Bragina, Galina N. Baeva, Pavel V. Markov, Nadezhda S. Smirnova, Johan Wärnå, Alexander Yu. Stakheev, Dmitry Yu. Murzin Kinetics of liquid-phase diphenylacetylene hydrogenation on “single-atom alloy” Pd-Ag catalyst: Experimental study and kinetic analysis Mol. Catal. 2021, 506, 111550. DOI: 10.1016/j.mcat.2021.111550.