Альдольная конденсация фурфурола и циклогексанона с использованием нанесенных Na–MgAl-катализаторов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Синтезированы Na–MgAl-катализаторы с мольным соотношением MgO : γ-Al2O3 в диапазоне 0.15–0.68. Полученные образцы исследованы методами низкотемпературной адсорбции азота, рентгено-флуоресцентного анализа, термопрограммируемой десорбции CO2. Каталитические свойства исследованы в альдольной конденсации фурфурола и циклогексанона при температурах 30–120°C, мольном соотношении фурфурол : циклогексанон 1.25 : 1. Установлено, что катализатор с соотношением MgO : Al2O3 = 0.25 наиболее активен среди исследованных образцов, что объясняется оптимальным соотношением основных активных центров на поверхности материала.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Николай Викторович Точилин

Самарский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: to4ilin.nickolai@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3757-9135
Россия, 443100, Самара

Юлия Евгеньевна Галеева

Самарский государственный технический университет

Email: to4ilin.nickolai@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-7931-1802
Россия, 443100, Самара

Елизавета Андреевна Ардакова

Самарский государственный технический университет

Email: to4ilin.nickolai@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-7110-8393
Россия, 443100, Самара

Николай Александрович Виноградов

Самарский государственный технический университет; Российский государственный университет нефти и газа им. И. М. Губкина; ООО “Газпромнефть — Промышленные инновации”

Email: to4ilin.nickolai@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7827-7953
Россия, 443100, Самара; 119991, Москва; 197350, Санкт-Петербург

Алексей Андреевич Пимерзин

Самарский государственный технический университет; Российский государственный университет нефти и газа им. И. М. Губкина; ООО “Газпромнефть — Промышленные инновации”

Email: in.nickolai@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1578-5106

к. х. н., доцент

Россия, 443100, Самара; 119991, Москва; 197350, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Deng F., Amarasekara A. Catalytic upgrading of biomass derived furans // Ind. Crops Prod. 2021. V. 159. ID113055. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2020.113055
  2. Jian H., Qian Q., Shima L., Ke S. Upgrading of biomass-derived furanic compounds into high-quality fuels involving aldol condensation strategy // Fuel. 2021. V. 12. № 306. ID121765. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121765
  3. Сорокина К.Н., Таран О.П., Медведева Т.Б., Пармон В.Н. Способ получения 5-гидроксиметилфурфурола и этанола из целлюлозы // Патент РФ № 2636004 (опубл. 2017).
  4. Ершов М.А., Григорьева Е.В., Гусева А.И., Виноградова Н.Я., Потанин Д.А., Дорохов В.С., Никульшин П.А., Овчинников К.А. Обзор производных фурфурола в качестве перспективных октаноповышающих добавок к топливу // Журнал прикладной химии. 2017. Т. 90. № 9. С. 1145–1155. [Ershov M.A., Grigor’eva E.V., Guseva A.I., Vinogradova N.Y., Potanin D.A., Dorokhov V.S., Nikul’shin P.A., Ovchinnikov K.A. A review of furfural derivatives as promising octane boosters // Russ. J. Appl. Chem. 2017. V. 90. № 9. P. 1402–1412. https://doi.org/10.1134/S1070427217090051 ]
  5. Zhang X., Li Ya., Qian Ch., An L., Wang W., Li X, Shao X., Li Zh. Research progress of catalysts for aldol condensation of biomass based compounds // RSC advances. 2023. V. 13. № 14. P. 9466–9478. https://doi.org/10.1039/d3ra00906h
  6. Lei A., Wei Z., Yin-shuang G., Ding-kai W., Kai-shuai L., Tian-tian G., Xing F., Xian-yong W. Efficient synthesis of C15 fuel precursor by heterogeneously catalyzed aldol-condensation of furfural with cyclopentanone // RSC advances. 2019. V. 9. № 7. P. 3661–3668. https://doi.org/10.1039/C8RA09517E
  7. Полежаев А.В., Бессонов И.В., Нелюб В.А., Буянова И. А., Чуднов И.С., Бородулин А.С. Исследование реакции конденсации фурфурола с ацетоном // Энциклопедия инженера-химика. 2013. № 1. С. 36–43. EDN: QAGNHH
  8. Lin Yu., Huber G. The critical role of heterogeneous catalysis in lignocellulosic biomass conversion // Energy Environ. Sci. 2009. № 2. P. 68–80. https://doi.org/10.1039/B814955K
  9. Stepanova L.N., Belskaya O.B. Catalysts based on Mg(Li)Al — Layered double hydroxides for the reaction of aldol condensation of furfural with acetone // OGE. 2021. V. 2412. № 1. P. 17–18. https://doi.org/10.1063/5.0075026
  10. Arumugam M., Kikhtyanin O., Osatiashtiani A., Kyselova V., Fila V., Paterova I., Wong K., Kubicka D.Potassium-modified bifunctional MgAl-SBA-15 for aldol condensation of furfural and acetone. // Sustain. Energy Fuels. 2023. № 7. P. 3060–3066. https://doi.org/10.1039/D3SE00404J
  11. Kikhtyanin O., Capek L., Smolakova L., Tisler Zd., Kadlec D., Lhotka M., Diblikova P., Kubicka D. Influence of Mg–Al mixed oxide compositions on their properties and performance in aldol condensation // Ind. Eng. Chem. Res. 2017. V. 56. № 45. P. 13411–13422. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b03367
  12. Kadlec D., Tisler Z., Velvarska R., Peliskova L., Akhmetzyanova U. Comparison of the properties and catalytic activity of commercially and laboratory prepared Mg/Al mixed oxides in aldol condensation of cyclohexanone with furfural // React. Kinet. Catal. Lett. 2019. № 126. P. 219–235. https://doi.org/10.1007/s11144-018-1497-7

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изотермы низкотемпературной адсорбции–десорбции азота при 77 К Na–MgAl-катализаторов.

Скачать (397KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Кривые термопрограммируемой десорбции CO2 Na–MgAl-катализаторов.

Скачать (144KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Конверсия фурфурола и циклогексанона в реакции альдольной конденсации при температуре 90°C в трех каталитических циклах (1, 2 и 3) и после реактивации при использовании Na–MgAl-катализатора с мольным соотношением MgO : Al2O3 = 0.25.

Скачать (59KB)
Метаданные
5. Схема 1.

Скачать (67KB)
Метаданные
6. Схема 2.

Скачать (41KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024