Vapour phase Guerbet condensation of ethanol to 1-butanol on CsX zeolite
Nowadays, the conversion of ethanol into valuable chemical products is getting wider application.One of such promising processes is Guerbet condensation of alcohols, which permits the obtaining of 1-butanol from renewable raw materials that are alternatives to petroleum ones.Oxide systems combining...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/92 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Catalysis and petrochemistry |
Institution
Catalysis and petrochemistry| _version_ | 1859471926580215808 |
|---|---|
| author | Patrylak, Lyubov K. Pertko, Olexandra P. Valihura, Karina V. Voloshyna, Yulia G. |
| author_facet | Patrylak, Lyubov K. Pertko, Olexandra P. Valihura, Karina V. Voloshyna, Yulia G. |
| author_sort | Patrylak, Lyubov K. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2024-12-24T10:38:54Z |
| description | Nowadays, the conversion of ethanol into valuable chemical products is getting wider application.One of such promising processes is Guerbet condensation of alcohols, which permits the obtaining of 1-butanol from renewable raw materials that are alternatives to petroleum ones.Oxide systems combining acid and basic sites in their composition are promising catalysts for such a transformation.In this study, the efficiency of the magnesium-aluminum oxide and zirconium-oxide catalysts was compared to the activity of the cesium form of X-type zeolite produced by hydrothermal ion exchange in the condensation of ethanol to 1-butanol. The integrity of the zeolite structure was confirmed by using the XRD and XRF analysis, as well as by the IR spectroscopy.The depth of exchange of native sodium for cesium was 82%. It was also found that cesium cations are localized only in ion-exchange positions of faujasite, in places SIII (supercages) and SI` (sodalite cages). CsX zeolite acid to basic sites ratio was found tobe close to optimal for this reaction. Cesium-containing zeolite at 300 °C showsethanol 35-55 % conversion and 20-25 % selectivity for 1-butanol, which is higher than the same characteristics for zirconium samples, but slightly inferior to magnesium-aluminum oxide catalysts. The obtained results indicate the promising use of zeolites of a similar nature in the process of condensation of ethanol to 1-butanol. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:18Z |
| format | Article |
| id | oai:katalizorgua:article-92 |
| institution | Catalysis and petrochemistry |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:18Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:katalizorgua:article-922024-12-24T10:38:54Z Vapour phase Guerbet condensation of ethanol to 1-butanol on CsX zeolite Vapour phase Guerbet condensation of ethanol to 1-butanol on CsX zeolite Patrylak, Lyubov K. Pertko, Olexandra P. Valihura, Karina V. Voloshyna, Yulia G. ethanol condensation, 1-butanol, acid sites, basic sites, 1-butanol yield, process selectivity ethanol condensation, 1-butanol, acid sites, basic sites, 1-butanol yield, process selectivity Nowadays, the conversion of ethanol into valuable chemical products is getting wider application.One of such promising processes is Guerbet condensation of alcohols, which permits the obtaining of 1-butanol from renewable raw materials that are alternatives to petroleum ones.Oxide systems combining acid and basic sites in their composition are promising catalysts for such a transformation.In this study, the efficiency of the magnesium-aluminum oxide and zirconium-oxide catalysts was compared to the activity of the cesium form of X-type zeolite produced by hydrothermal ion exchange in the condensation of ethanol to 1-butanol. The integrity of the zeolite structure was confirmed by using the XRD and XRF analysis, as well as by the IR spectroscopy.The depth of exchange of native sodium for cesium was 82%. It was also found that cesium cations are localized only in ion-exchange positions of faujasite, in places SIII (supercages) and SI` (sodalite cages). CsX zeolite acid to basic sites ratio was found tobe close to optimal for this reaction. Cesium-containing zeolite at 300 °C showsethanol 35-55 % conversion and 20-25 % selectivity for 1-butanol, which is higher than the same characteristics for zirconium samples, but slightly inferior to magnesium-aluminum oxide catalysts. The obtained results indicate the promising use of zeolites of a similar nature in the process of condensation of ethanol to 1-butanol. Перетворення етанолу у цінні хімічні продукти набуває все ширшого застосування. Одним із таких перспективних процесів є конденсація спиртів за Гербе, що дозволяє отримувати 1-бутанол із альтернативної нафтовій відновлювальної сировини. Багатообіцяючими каталізаторами такого перетворення є оксидні системи, що поєднують у своєму складі кислотні та основні центри. У даній роботі оцінено активність у конденсації етанолу до 1-бутанолу цезієвої форми  цеоліту типу Х, одержаної гідротермальним іонним обміном, а також проведено порівняння її ефективності з магній-алюміній-оксидними та цирконій-оксидними каталізаторами. Цілісність цеолітної структури підтверджено методами рентгенофазового та рентгенофлуорисцентного аналізу, а також  ІЧ-спектроскопії. Ступінь обміну натрію на цезій склав 82 %. Знайдено також, що катіони цезію локалізовані лише у іонообмінних позиціях фожазиту – в місцях SIII (великі порожнини) та SI` (содалітові комірки). Встановлено, що цеоліт CsX має близькі до оптимального для даного перетворення співвідношення між кількістю кислотних та основних центрів. Цезійвмісний цеоліт за 350 °С демонструє 35-55 % конверсію етанолу та 20-25 % селективність за 1-бутанолом, що є вищим за показники для цирконієвих зразків, але дещо поступається магній-алюмінієвим каталізаторам. Одержані результати свідчать про перспективність використання цеолітів близької природи у процесі конденсації етанолу до 1-бутанолу. V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2023-09-07 Article Article application/pdf https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/92 10.15407/kataliz2023.34.050 Catalysis and petrochemistry; No. 34 (2023): Catalysis and petrochemistry; 50-59 Каталіз та нафтохімія; № 34 (2023): Каталіз та нафтохімія; 50-59 2707-5796 2412-4176 10.15407/kataliz2023.34 en https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/92/88 Copyright (c) 2023 Catalysis and petrochemistry |
| spellingShingle | ethanol condensation 1-butanol acid sites basic sites 1-butanol yield process selectivity Patrylak, Lyubov K. Pertko, Olexandra P. Valihura, Karina V. Voloshyna, Yulia G. Vapour phase Guerbet condensation of ethanol to 1-butanol on CsX zeolite |
| title | Vapour phase Guerbet condensation of ethanol to 1-butanol on CsX zeolite |
| title_alt | Vapour phase Guerbet condensation of ethanol to 1-butanol on CsX zeolite |
| title_full | Vapour phase Guerbet condensation of ethanol to 1-butanol on CsX zeolite |
| title_fullStr | Vapour phase Guerbet condensation of ethanol to 1-butanol on CsX zeolite |
| title_full_unstemmed | Vapour phase Guerbet condensation of ethanol to 1-butanol on CsX zeolite |
| title_short | Vapour phase Guerbet condensation of ethanol to 1-butanol on CsX zeolite |
| title_sort | vapour phase guerbet condensation of ethanol to 1-butanol on csx zeolite |
| topic | ethanol condensation 1-butanol acid sites basic sites 1-butanol yield process selectivity |
| topic_facet | ethanol condensation 1-butanol acid sites basic sites 1-butanol yield process selectivity ethanol condensation 1-butanol acid sites basic sites 1-butanol yield process selectivity |
| url | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/92 |
| work_keys_str_mv | AT patrylaklyubovk vapourphaseguerbetcondensationofethanolto1butanoloncsxzeolite AT pertkoolexandrap vapourphaseguerbetcondensationofethanolto1butanoloncsxzeolite AT valihurakarinav vapourphaseguerbetcondensationofethanolto1butanoloncsxzeolite AT voloshynayuliag vapourphaseguerbetcondensationofethanolto1butanoloncsxzeolite |