Иваново, Ивановская область, Россия
Иваново, Ивановская область, Россия
Иваново, Ивановская область, Россия
Иваново, Ивановская область, Россия
Иваново, Ивановская область, Россия
УДК 544.476.2 Каталитический центр. Активный центр. Частота оборота (катализатора)
В работе исследована активность скелетного никелевого катализатора при его частичной контролируемой дезактивации в реакции жидкофазного гидрирования 4-нитрофенолята натрия. Реакцию проводили в водных растворах гидроксида натрия при температуре 303 К и атмосферном давлении водорода в реакторе периодического действия. В качестве дезактивирующего агента использовали водный раствор сульфида натрия с pH равной водородному показателю растворителя в реакторе. Для оценки характера дезактивации катализатора использовали методику Бартоломью К.Г. С помощью этой методики также определено количество активных атомов никеля, блокируемых одним сульфид-ионом. В качестве параметра, показывающего устойчивость катализатора к дезактивации, предложен TONдезакт. Впервые предложен метод расчета значений TONдезакт для каталитических систем жидкофазного гидрирования в условиях дезактивации каталитическими ядами. Установлено, что в 0,01 М NaOH начальное падение активности связано со снижением каталитических свойств активных центров, однако впоследствии активность отдельных центров остается стабильной, а снижение общей активности катализатора происходит за счет их пропорционального блокирования, что приводит к селективному характеру дезактивации по Бартоломью К.Г. В 0,1 М NaOH яд пропорционально выводит активные центры из зоны реакции, что приводит к неселективному характеру отравления. Кинетические закономерности объяснены накоплением на поверхности катализатора различных полупродуктов при разных концентрациях введенного сульфид-иона. Показано, что при введении малых количеств каталитического яда скорость реакции и абсолютная активность могут незначительно увеличиваться, однако при дальнейшем увеличении концентрации сульфид-иона активность катализатора безвозвратно теряется.
скелетный никелевый катализатор, 4 нитрофенолят натрия, дезактивация катализатора, жидкофазная гидрогенизация, каталитический яд, TONдезакт, TON
1. Kunin A.V., Ilyin A.A., Morozov L.N., Smirnov N.N., Nikiforova T.E., Prozorov D.A., Rumyantsev R.N., Afineevskiy A.V, Borisova O.A., Grishin I.S., Veres K.A., Kurnikova A.A., Gabrin V.A., Gordina N.E. Сatalysts and adsorbents for conversion of natural gas, fertilizers production, purification of technological liquids // ChemChemTech. 2023. V. 66, No. 7. P. 132-150. DOIhttps://doi.org/10.6060/ivkkt.20236607.6849j.
2. Afineevsky A.V., Prozorov D.A., Osadchaya T.Yu., Gordina N.E. Аdsorption-catalytic deformation in the synthesis of hydrogenation catalysts // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2023. V. 59, No. 1. P. 1-6. DOIhttps://doi.org/10.31857/S0044185622700012.
3. Черданцев Ю.П., Чернов И.П., Тюрин Ю.И. Методы исследования систем металл-водород. Томск: «Изд-во: ТПУ», 2008. 286 с.
4. Lukin M.V., Prozorov D.A., Ulitin M.V., Vdovin Yu.A. Controlled deactivation of a skeletal nickel catalyst with sodium silfide in liquid-phase hydrogenation reactions // Kinetics and Catalysis. 2013. V. 54, No. 4. P. 412-419. DOI:https://doi.org/10.1134/S0023158413040101.
5. Клячко А.Л. Теплота адсорбции на поверхности с дискретной неоднородностью // Кинетика и катализ. 1978. Т.19, № 5. С.1218-1223.
6. Островский Н.М. Кинетика дезактивации катализаторов: математические модели и их применение. М.: «Наука», 2001. 335 с.
7. Сокольский Д.В. Гидрирование в растворах. Алма-Ата: «Наука», 1979. 436 с.
8. Андерсон Дж. Структура металлических катализаторов. М.: Мир, 1978. 485 с.
9. Пат. РФ 2669201 / Прозоров Д.А., Афинеевский А.В., Никитин К.А., Сухачев Я.П., Челышева М.Д. Опубл. 2018.
10. Шмонина В.П., Середенко В.В., Кулажанов К.С. Влияние заместителей на кинетику восстановления нитрогруппы в ароматических соединениях в условиях гетерогенно-каталитического превращения // Журн. общей химии. 1974. Вып. 4. С. 346-355.
11. Gelder E.A., Jackson S.D., Lok C.M. The hydrogenation of nitrobenzene to aniline: a new mechanism // Chem. Commun. 2005. No. 4. Р. 522-524.
12. Afineevsky A.V., Prozorov D.A., Osadchaya T.Yu., Gordina N.E. Effect of adsorption-catalytic deformation and partial deactivation on the determination of the absolute activity of a liquid phase hydrogenation catalyst // Fine Chemical Technologies. 2023. V. 18, No. 4. Р. 341–354. DOI:https://doi.org/10.32362/2410-6593-2023-18-4-341-354.
13. Прозоров Д.А., Афинеевский А.В., Князев А.В., Лукин М.В., Осадчая Т.Ю., Румянцев Р.Н. Каталитические свойства и дезактивация скелетного никеля в реакциях жидкофазной гидрогенизации. Казань: «Бук», 2018. 316 с.
14. Койфман О.И., Барбов А.В., Гостикин В.П., Комаров А.А., Лефедова О.В., Меркин А.А., Немцева М.П., Романенко Ю.Е., Улитин М.В., Шаронов Н.Ю. Теория и практика процессов жидкофазной гидрогенизации замещенных нитробензолов. М.: Красанд. 2016. 528 с.
