Взаимодействие кислорода и одноатомных алифатических спиртов С2-С4 c поверхностью серебряного катализатора

Самохвалова С.М. Водянкина О.В. Курина Л.Н. Статья в формате PDF 114 KB Одним из промышленных методов получения альдегидов и кетонов является окисление соответствующих спиртов кислородом воздуха. Таким способом синтезируют формальдегид, ацетон, масляный и изо-масляный альдегиды, метилэтилкетон и ряд других. В качестве катализаторов предложены массивные и нанесенные на различные носители серебряные и медные системы [1]. Наибольшей активностью, селективностью и длительностью работы обладают массивные серебряные катализаторы. Согласно литературным данным [2] среди серебряных контактов в процессе парциального окисления этиленгликоля хорошие результаты были получены для поликристаллического Ag, синтезированного электролизом расплава нитратов солей. С целью выяснения роли различных кислородсодержащих центров поверхности кристаллов серебра в механизме образования основных (альдегидов и кетонов) и побочных продуктов при окислении одноатомных алифатических спиртов в работе методами термодесорбции (ТПД) и температурно-программированной реакции (ТПР) проведён комплекс исследований по изучению взаимодействия реагентов: кислорода и спирта с поверхностью массивного Ag, приготовленного по методике [2].

Адсорбция кислорода на поверхности серебряного катализатора осуществлялась при варьировании температуры и времени обработки. Показано, что обработка Ag кислородом при 473 K в течение 1 мин. приводит к образованию на поверхности атомарноадсорбированной формы кислорода в виде поверхностного оксида Ag2sO (Тmax десорбции = 545 К), а также кислорода, глубоко растворённого в объёме кристаллической решётки серебра (Оβ , Оγ) (Тmax = 923 К). При увеличении времени обработки поверхности до 15 минут при 473 K в ТПД спектре появляется дополнительный пик десорбции кислорода (Тmax = 688 К), который может быть отнесён к атомарной форме (О ), возникающей в результате кислород-индуцированной перестройки поверхности серебра. При ТадсО2 = 773 К в течение 15 мин. наблюдается исчезновение пика десорбции атомарно-адсорбированного кислорода Ag2sO, устойчивого до 573 К.

Для изучения роли различных форм кислорода, образующихся на Ag, в процессе окисления спиртов проведены исследования взаимодействия этанола, пропанола и бутанола нормального и изостроения, а также втор-бутанола (Тадс спиртов 423 К) с предварительно окисленной в различных условиях поверхностью катализатора. На неокисленном серебре адсорбция спиртов незначительна. Предобработка серебра кислородом меняет наблюдаемую картину, при этом характер взаимодействия одноатомных спиртов зависит от прочности связи кислорода с поверхностью катализатора. Анализ продуктов ТПР спектров показал, что образование альдегидов и кетонов протекает параллельно с участием Оα  и Оγ форм адсорбированного кислорода в результате окисления и по реакции дегидрирования, соответственно. При взаимодействии спиртов с поверхностным оксидом Ag2Os происходит глубокое окисление с образованием СО2, а также, в случае бутанолов, деструкция углеводородного скелета по С-С связи. В продуктах десорбции обнаружены формальдегид, ацетальдегид, низкомолекулярные спирты, СО2.

Список литературы:

  1. Брайловский С.М., Темкин О.П., Трофимова П.В. // Проблемы кинетики и катализа т.19 с.146-172.
  2. Самойленко В.Н., Петров Л.А., Боронин А.И., Мурзахметов К.Т., Кощеев С.В. и др. // Журн. физ. химии. 2001. Т.75. №10. С.1759-1766.

Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ № МД-243.2003.03 и гранта МО РФ № Е02-5.0-340.






Строительство нового газопровода в Иран начнется с декабря в Балашихе.

Для того, чтобы лично курировать этот вопрос от лица Администрации Президента, в город лично прибыл Михаил Валентинович Кротов . Как утверждает глава городской администрации Николай Кобелев , в 15-м микрорайоне целый квартал ветхого жилого фонда будет снесен для разворачивания промзоны строительства.