chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2016-11-5-42-50chemicallytech-47Research ArticleCHEMISTRY AND TECHNOLOGY OF INORGANIC MATERIALSХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВOBTAINING ACTIVE COMPONENTS (Tа, Rа) of BIMETALLIC CATALYSTS ON γ-Al2O3 AND TiO2 MATRICESПОЛУЧЕНИЕ АКТИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ (Tа, Re) БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КАТАЛИЗАТОРОВ НА МАТРИЦАХ γ-Al2O3 И TiO2КуликоваЕ. С.KulikovaE. S.

аспирант, Кафедра химии и технологии редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов им. К.А. Большакова

 

Moscow, 119571 Russia

lizchkakul@mail.ruДроботД. В.DrobotD. V.

заведующий кафедрой, Кафедра химии и технологии редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов им. К.А. Большакова

 

Moscow, 119571 Russia

noemail@neicon.ruЧистяковА. В.ChistyakovA. V.

старший научный сотрудник, Лаборатория "Каталитических нанотехнологий"

Moscow, 119991 Russia

noemail@neicon.ruЦодиковМ. В.TsodikovM. V.

профессор, Лаборатория "Каталитических нанотехнологий"

 

Moscow, 119991 Russia

noemail@neicon.ruМосковский технологический университет (Институт тонких химических технологий)РоссияMoscow Technological University (Institute of Fine Chemical Technologies)Russian FederationИнститут нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАНРоссияA.V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis RANRussian Federation2016281020161154251Copyright © Kulikova E.S., Drobot D.V., Chistyakov A.V., Tsodikov M.V., 20162016Куликова Е.С., Дробот Д.В., Чистяков А.В., Цодиков М.В.Kulikova E.S., Drobot D.V., Chistyakov A.V., Tsodikov M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/47

Tantalum methylate of general formula Ta2(OMe)10 was synthesized by electrochemical synthesis as a precursor for obtaining oxomethylate complexes of tantalum and rhenium. The complex is used to prepare catalysts in reactions of cross-condensation and reductive dehydration of alcohols. The catalysts are based on γ-Al2O3 and TiO2. Ultradisperse and nanosized TiO2 is obtained by the supercritical fluid technology. The sample is characterized by different methods (DTA, XRD, DSC). It is shown that annealing at 340°C allows obtaining anatase modification of TiO2 with a specific urface of 27.3 sq.m/g which can serve as a matrix for drawing active components of catalysts. It is shown that the Ta-Re/Al2O3 catalyst allows transforming ethanol and mixtures of ethanol with glycerin into aliphatic hydrocarbons C3-C11. A technological scheme for obtaining active components of the catalysts for cross-condensation and reductive dehydration of alcohols is suggested.

Получен оксометилатный комплекс тантала и рения Та4O2(ОСН3)14(RеO4)2 из метилата тантала состава Ta2(OMe)10 и Re2O7, который использован для получения катализаторов в реакциях кросс-конденсации и восстановительной дегидратации спиртов на основе γ-Al2O3 и TiO2, полученного методом сверхкритического флюидного антисольвентного осаждения (SAS). Образцы TiO2 охарактеризованы совокупностью методов (ДТА, ДСК, РФА) и показано, что отжиг при 340°С позволяет получать TiO2 анатазной модификации, который может служить матрицей для нанесения активных компонентов катализаторов. Выявлено различие результатов у неотожженных и отожжённых образцов после проведения ДТА в атмосфере кислорода и ДСК - в атмосфере гелия. Показано, что катализатор Ta-Re/Al2O3 позволяет превращать этанол и смеси этанола с глицерином в алифатические углеводороды С3-С11. Установлено, что оптимальное содержание глицерина составляет 20% об., что обеспечивает снижение выхода тупиковой этан-этиленовой фракции и увеличение выхода целевой фракции углеводородов. Предложена принципиальная технологическая схема получения активных компонентов катализаторов в реакциях кросс-конденсации и восстановительной дегидратации спиртов.

оксометилатный комплекс тантала и ренияэлектрохимический синтезкросс-конденсациявосстановительная дегидратация спиртовалкоксидметилат танталадиоксид титанаSAS-технологияtantalum and rhenium oxomethylates complexelectrochemical synthesiscrosscondensationreducitive dehydration of alcoholsSAS-technologyalkoxidetantalum methoxidetitanium dioxideReferencesМоисеев И.И. // Химия и жизнь. 2015. № 8. С. 20-25.Moiseev I.I. // Himija i zhizn' [Chemistry and Life]. 2015. № 8. P. 20–25.Цодиков М. В., Яндиева Ф. А., Чистяков А. В., Губанов М. А., Гехман А. Е., Моисеев И.И. // Докл. АН [Doklady Chemistry]. 2012. Т. 447. № 5. С. 534-537.Tsodikov M. V.,Yandieva F.A., Chistyakov A.V., Gubanov M.A., Gekhman A.E., Moiseev I.I. // Doklady AN [Doklady Chemistry]. 2012. V. 447. № 5. P. 534–537.Demirbas A. // Energy Edu SciTechnol. 2006. V. 16. Р. 53-109.Demirbas A. // Energy Edu SciTechnol. 2006. V. 16. P. 53–109.Жарова П.А., Чистяков А.В., Завелев Д.Е., Кривенцов В.В., Якимчук Е.П., Крыжовец О.С., Петракова О.В., Дробот Д.В., Цодиков М.В. // Изв. РАН. Сер. хим. 2015. № 2. С. 337-345.Zharova P.A., Chistyakov A.V., Zavelev D.E., Kriventsov V.V., Yakimchuk E.P., Kryzhovets O.S., Petrakova O.V., Drobot D.V., Tsodikov M.V. // Izvestiya RAN (Ser. khim.) [Rus. Chem. Bull.]. 2015. № 2. P. 337–345.Чистяков А.В., Цодиков М.В., Мурзин В.Ю., Яндиева Ф.А., Зубавичус Я.В., Козицына Н.Ю., Гехман А.Е., Кривенцов В.В., Моисеев И.И. // Кинетика и катализ. 2011. Т. 52. № 2. С. 266-281.Chistyakov A.V., Tsodikov M.V., Murzin V.Yu., Yandieva F.A., Zubavichus JA.V., Kozitsyna N.Yu., Gekhman A.E., Kriventsov V.V., Moiseev I.I. // Kinetika i kataliz (Kinetics and Catalysis). 2011. T. 52. № 2. P. 266–281.Флид В.Р., Леонтьева С.В., Эфрос И.Е., Манулик О.С., Цодиков М.В., Лахман Л.И. // Вестник МИТХТ. 2008. Т. 3. № 4. С. 44-48.Flid V.R., Leont'eva S.V., Efros I.E., Manulik O.S., Tsodikov M.V., Lakhman L.I. // Vestnik MITHT [Fine Chem. Tech.]. 2008. V. 3. № 4. P. 44–48.Металлокомплексный катализ в органическом синтезе и синтезе полимеров : http://www.unn.ru/chem/neft/htmls/index.php?page=catalitic (дата обращения 27.03.2014)Metallokompleksnyj kataliz v organicheskom sinteze i sinteze polimerov (Metal complex catalysis in organic synthesis and polymer synthesis) : http://www.unn.ru/chem/neft/htmls/index.php?page=catalitic (data obrashhenija 27.03.2014)Цодиков М.В., Чистяков А.В., Губанов М.А., Хаджиев С.Н., Гехман А.Е., Моисеев И.И. // Изв. РАН. Сер. хим. 2013. № 3. С. 819-828.Tsodikov M.V., Chistyakov A.V., Gubanov M.A., Khadzhiev S.N., Gekhman A.E., Moiseev I.I. // Izvestiya RAN (Ser. khim.) [Rus. Chem. Bull.]. 2013. № 3. P. 819–828.Дробот Д.В., Щеглов П.А., Никишина Е.Е., Лебедева Е.Н., Зимина Г.В., Смирнова И.Н., Фомичев В.В. // Вестник МИТХТ. 2006. Т. 1. № 6. С. 5-15.Drobot D.V., Shcheglov P.A., Nikishina E.E., Lebedeva E.N., Zimina G.V., Smirnova I.N., Fomichev V.V. // Vestnik MITHT [Fine Chem. Tech.]. 2006. V. 1. № 6. P. 5–15.Дробот Д.В., Щеглов П.А., Никишина Е.Е., Лебедева Е.Н. // Неорган. материалы. 2007. Т. 43. № 5. С. 1-9.Drobot D.V., Shcheglov P.A., Nikishina E.E., Lebedeva E.N. // Neorganicheskie materialy (Inorganic Materials). 2007. V. 43. № 5. P. 1–9.Щеглов П.А. Моно-, би- и триметаллические оксоалкоксопроизводные (синтез, свойства и применение): автореф. дис. . . . канд. хим. наук. М., 2002. 25 с.Shcheglov P.A. Mono-, bi- i trimetallicheskie oksoalkoksoproizvodnye (sintez, svojstva i primenenie) (Mono-, bi - and three-metallic oxoalkoxide (synthesis, properties and applications): abstracts of dissertation . . . Ph.D. (Chem.). Moscow, 2002. 25 p.Turova N.Ya., Korolev A.V., Tchebukov D.E., Belocon A.I., Yanovsky A.I., Struchkov Yu.I. // Polyhedron. 1996. V. 15. № 21. Р. 3869-3880.Turova N.Ya., Korolev A.V., Tchebukov D.E., Belocon A.I., Yanovsky A.I., Struchkov Yu.I. // Polyhedron. 1996. V. 15. № 21. P. 3869–3880.Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений: пер. с англ. Л.В. Христенко / под ред. Ю.А. Пентина. М.: Мир, 1991. 536 с.Nakamoto K. Infrakrasnye spektry neorganicheskih i koordinacionnyh soedinenij (Infrared Spectra of Inorganic and Coordination Compounds) : transl. from Engl. L.V. Hristenko / Ed. by. Yu.A. Pentin. M.: Mir, 1991. 536 p.Hubert-Pfalzgraf L.G. // J. Materials Сhem. 2004. V. 14. Р. 3113-3123.Hubert-Pfalzgraf L.G. // J. Materials Chem. 2004. V. 14. P. 3113–3123.Nikonova O.A., Seisenbaeva G.A., Kessler V.G. , Shcheglov P.A., Drobot D.V. // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2007. V. 52. Iss. 11. Р. 1687-1693.Gumerov F. // The Chemical Journal. October, 2008. P. 26–30.Гумеров Ф. // The Chemical Journal. Октябрь 2008. С. 26-30.Nikonova O.A., Seisenbaeva G.A., Kessler V.G., Shcheglov P.A., Drobot D.V. // Rus. J. Inorgan. Chem. 2007. V. 52. Iss. 11. P. 1687–1693.Смирнова К.А., Фомичев В.В., Дробот Д.В., Никишина Е.Е. // Тонкие химические технологии. 2015. Т. 10. № 1. С. 76-83.Smirnova K.A., Fomichev V.V., Drobot D.V., Nikishina E.E. // Tonkie khimicheskie tekhnologii (Fine Chemical Technologies). 2015. V. 10. № 1. P. 76–83.Чистяков А.В. Превращение спиртов в алифатические углеводороды в присутствии гетерогенных катализаторов, содержащих наноразмерные моно- и биметаллические активные компоненты: дис. . . . канд. хим. наук. М., 2010. С. 6-20.Chistyakov A.V. Prevrashhenie spirtov v alifaticheskie uglevodorody v prisutstvii geterogennyh katalizatorov, soderzhashhih nanorazmernye mono- i bimetallicheskie aktivnye komponenty (The conversion of alcohols into aliphatic hydrocarbons in the presence of heterogeneous catalysts containing nanosized mono and bimetallic active components): dissertation …. Ph.D. (Chem.). Moscow, 2010. P. 6–20.Карпов Ю.А., Савостин А.П., Сальников В.Д. Аналитический контроль в металлургическом производстве. М.: Академкнига, 2006. 352 с.Karpov Yu.A., Savostin A.P., Sal'nikov V.D. Analiticheskij kontrol' v metallurgicheskom proizvodstve (Analytical control in metallurgical production). M.: Akademkniga, 2006. 352 p.Топор Н.Д., Огородова Л.П., Мельчакова Л.В. Термический анализ минералов и неорганических соединений. М.: Изд-во МГУ, 1987. 188 с.Topor N.D., Ogorodova L.P., Mel'chakova L.V. Termicheskij analiz mineralov i neorganicheskih soedinenij (Thermal analysis of minerals and inorganic compounds). M.: MGU Publ., 1987. 188 p.Хабас Т.А., Вакалова Т.В., Громов А.А., Кулинич Е.А. Рентгенофазовый анализ: методические указания. Томск: ТПУ, 2007. 40 с.Khabas T.A., Vakalova T.V., Gromov A.A., Kulinich E.A. Rentgenofazovyj analiz: (X-ray analysis : guidelines). Tomsk: TPU, 2007. 40 p.Ким Д.Г., Вершинина Е.А., РыбаковаА.В., Фролова Т.В. Лабораторные работы по органической химии: учебное пособие. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. 230 с.Kim D.G., Vershinina E.A., RybakovaA.V., Frolova T.V. Laboratornye raboty po organicheskoj himii (Laboratory works on the organic chemistry: a tutorial). Chelyabinsk: Publ. Center YuUrGU, 2010. 230 p.Тарасевич Б.Н. ИК-спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы. М.: МГУ, 2012. 54 с.Tarasevich B.N. IK spektry osnovnyh klassov organicheskih soedinenij. Spravochnye materialy. (IR spectra of general classes of organic compounds). M.: MGU Publ., 2012. 54 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.