Синтез і властивості VPO-каталізаторів окиснення н-бутану у малеїновий ангідрид

• Date: 2022
• Main Author: Diyuk, Olena A.
• Format: Article
• Language: Ukrainian
• Published: V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2022
• Subjects: VPO-каталізатори; н-бутан; малеїновий ангідрид; каталітичне окиснення
• Online Access: https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/81
• Journal Title: Catalysis and petrochemistry

Традиційним та баротермальним методами було синтезовано масивні та нанесені ванадій-фосфорні  оксидні VPO-каталізатори. Показано, що використання в якості носія для VPO-фази пірогенного аеросилу, в залежності від часу його введення в реакційну суміш, може привести до утворення фази прекурсору гідро-фосфату ванадилу VOHPO4∙0.5H2O, або фази пірофосфату ванадилу (VO)2P2O7, каталітично активної в  реакції селективного окиснення н-бутану до малеїнового ангідриду. Використання у якості носія для VPO-фази модифікованого аеросилогелю, сформованого на основі аеросилу, приводить до утворення фази VOHPO4∙0.5H2O. Визначено, що природа носія впливає на особливості формування фази VOHPO4∙0.5H2O,  зокрема, на співвідношення кристалографічних площин в отриманій VPO-фазі. Використання аеросилу як носія веде до зниження відносного вмісту базальної площини, в той час як використання аеросилогелю приводить до зростання відносного вмісту базальної площини у нанесеній VPO-фазі. Досліджено каталітичні  властивості масивних та нанесених VPO-зразків в реакції селективного окиснення н-бутану до малеїнового ангідриду у стандартній (1.7об%) та збагаченій (3.4об%) на н-бутан сумішах. Встановлено, що в збагаченій суміші для масивних зразків різко знижуються конверсія н-бутану та селективність за малеїновим ангідридом. Встановлено, що нанесені VPO-системи мають більшу питому швидкість окиснення н-бутану та більшу продуктивність, порівняно з масивними зразками. Показано, що використання баротермального синтезу та аеросилогелю як носія дозволило підвищити селективність за малеїновим ангідридом, що пов’язано зі  збільшенням відносного вмісту базальної площини VPO-фази. Досягнуті покращені каталітичні властивості, нанесених на аеросилогель VPO-каталізаторів, роблять перспективним використання технології рециклу, що в свою чергу може зробити виробництво малеїнового ангідриду більш економічно вигідним.