Ученые ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» приступили к исследованию механизмов ароматизации легких алкенов с участием цеолитов — кристаллических нанопористых материалов, которые являются перспективными катализаторами нефтехимии. Исследование позволит получить данные для дальнейшего целенаправленного дизайна катализаторов превращения алкенов в моноароматические углеводороды — ценное химическое сырье, которое применяется в производстве широкого набора продуктов, от растворителей до элементов электроники.

Объем производства легких алкенов, к которым относятся этилен и пропилен, в России ежегодно растет. Из алкенов можно получать простые ароматические углеводороды, такие как бензол, толуол, ксилолы и этилбензол, а они, в свою очередь, используются при производстве полимеров, пластмасс, растворителей, красок, комплектующих материалов электроники.

Цеолитные катализаторы традиционно применяются в нефтехимии. Это природные или синтетические твердые материалы, алюмосиликаты, особенность которых — наличие наноразмерных полостей и каналов строго определенной геометрии. Цеолиты обладают важным в плане катализа свойством — молекулярно-ситовым эффектом. Когда размер молекул участвующих в реакции веществ сопоставим с размером пор, в которых происходят химические превращения, то можно получить очень высокую селективность (способность катализатора избирательно увеличивать скорость целевой реакции) по нужному реагенту и продукту. Несмотря на то, что эти материалы давно применяются для переработки углеводородного сырья, свойства металл-модифицированных цеолитов применительно к активации и каталитическому превращению легких алкенов изучены недостаточно.

 

2_цеолит.jpg 

Исследователи из Института катализа СО РАН при поддержке Российского научного фонда решили изучить на фундаментальном уровне механизмы ароматизации этилена и пропилена на цеолите ZSM-5. В ходе работы ученые модифицируют образцы цеолита катионными или оксидными частицами меди, цинка и серебра, чтобы выяснить, каким образом активные металлические центры участвуют в реакциях превращения алкенов.

«Пока у нас недостаточно данных, чтобы понять, как получить цеолитный катализатор с заданными свойствами, чтобы он был одновременно активным и селективным для превращения легких алкенов в целевой химический продукт. Мы хотим на фундаментальном уровне, то есть на уровне химического взаимодействия молекул реагентов с активными центрами катализатора, разобраться, как действуют металл-модифицированные цеолиты, чтобы из алкенов получать ароматические соединения с высокой эффективностью и минимумом побочных реакций. Если нам будет понятен механизм превращения хотя бы в общих чертах, потенциально это позволит с точки зрения практического применения определить, как и какой катализатор необходимо приготовить, чтобы он вел нашу реакцию так, как надо», — рассказал научный сотрудник ИК СО РАН кандидат химических наук Антон Алексеевич Габриенко.

В работе используются методы спектроскопии ЯМР высокого разрешения в твердом теле, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье и теории функционала плотности. Ожидаемые результаты помогут в перспективе целенаправленно создавать катализаторы с необходимыми свойствами для эффективной переработки углеводородного сырья в моноароматические соединения.

Пресс-служба ИК СО РАН

Источники

Ученые Института катализа СО РАН изучат механизмы действия цеолитов для эффективного дизайна новых катализаторов переработки углеводородов
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 02/09/2021
Химики изучат механизмы действия цеолитов для эффективного дизайна новых катализаторов переработки углеводородов
Наука в Сибири (sbras.info), 02/09/2021
Ученые Института катализа СО РАН изучат механизмы действия цеолитов для эффективного дизайна новых катализаторов переработки углеводородов
Российский научный фонд (rscf.ru), 02/09/2021
Ученые Института катализа СО РАН изучат механизмы действия цеолитов для эффективного дизайна новых катализаторов переработки углеводородов
Российский научный фонд (рнф.рф), 02/09/2021
Ученые Института катализа СО РАН изучат механизмы действия цеолитов для эффективного дизайна новых катализаторов переработки углеводородов
Институт катализа им.Г.К.Борескова (catalysis.ru), 02/09/2021
Перспективный материал
Академгородок (academcity.org), 03/09/2021
Дизайн катализаторов для переработки алкенов
Nanonewsnet.ru, 04/09/2021

Похожие новости

  • 05/08/2021

    В Новосибирске создали технологию для нефтяников, снижающую выбросы сероводорода в 100 раз

    Не имеющая в мире аналогов технология по переработке сероводорода при добыче нефти и газа, созданная учеными Федерального исследовательского центра (ФИЦ) "Институт катализа (ИК) имени Г. К. Борескова СО РАН", позволила снизить на месторождениях в Татарстане выбросы сероводорода - одного из самых токсичных загрязнителей экосферы в 100-150 раз.
    712
  • 18/05/2021

    Первый в таблице Менделеева

    ​​Кабардино-Балкарский государственный университет (КБГУ) вступил в научный консорциум "Технологическая водородная долина", который занимается водородными технологиями и энергетикой. В нем состоят ведущие научно-исследовательские институты и вузы России.
    368
  • 18/08/2021

    Ученые Института катализа СО РАН разрабатывают проект улучшенной водородной автомобильной заправки

    Ученые Института катализа СО РАН разрабатывают проект улучшенной водородной автомобильной заправки. Разработка новых каталитических процессов и материалов позволит получать чистый продукт, а также повысить эффективность превращения природного газа в водород.
    919
  • 28/05/2021

    PRO технологии, или как приручали нефть. От истоков до наших дней

    С момента создания на омской земле лаборатории, а затем и филиала института катализа прошло уже более 40 лет. Сегодня он носит яркое название - центр новых химических технологий ИК СО РАН, что не случайно.
    974
  • 03/08/2021

    Инновации для Арктики: новосибирские разработчики представили технологии для внедрения за Полярным кругом

    Освоение Арктики ставит множество сложнейших научно-технологических проблем, большинство их которых еще ждет своего решения. Однако наука Академгородка уже сейчас готова предложить ряд готовых технологий, которые будут востребованы за Полярным кругом.
    1450
  • 22/06/2021

    Аэрогель - самый легкий материал на Земле

    Аэрогели представляют собой легкие высокопористые материалы с уникальными свойствами. Благодаря низкой плотности и теплопроводности, сочетающимся с высокой твердостью и прозрачностью, аэрогели перспективны для изготовления теплоизоляционных материалов, а также материалов для различных медицинских целей.
    7297
  • 24/11/2017

    Юрий Аристов: суровый климат России может стать ее конкурентным преимуществом

    ​Альтернативная энергетика подразумевает возможность получать тепло и энергию из того, чего много: где-то хватает солнечных дней, где-то — ветра, а чего предостаточно в Сибири? Правильно, холода. Учёные из Института катализа им.
    2472
  • 15/04/2019

    Новосибирские ученые исследуют управление атомами наночастиц для улучшения производства полиэтилена

    ​Ученые Института катализа Сибирского отделения Российской академии наук (РАН) в рамках гранта РНФ (Российский научный фонд) изучат управление атомами наночастиц, что позволит улучшить промышленную технологию получения крупнотоннажных полимеров, в том числе полистирола и полиэтилена, сообщил ТАСС заведующий лабораторией перспективных синхротронных методов исследования Института катализа СО РАН Ян Зубавичус.
    2069
  • 13/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 3

    ​Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2. Грозит ли программе "Академгородок 2.0" "электрический шок"? В последние годы жители Новосибирска столкнулись с новой напастью: с наступлением тепла на город периодически накатывает волна тошнотворных запахов.
    948
  • 16/06/2021

    Пресс-тур «Демонстрация первых серийных изделий для ЦКП «СКИФ» в Институт ядерной физики им Г. И. Будкера

    ​​24 июня 2021 года в 11:00 состоится пресс-тур в Институт ядерной физики им Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Центральным событием станет демонстрация первых серийных изделий для ЦКП «СКИФ», изготовленных на экспериментальном производстве ИЯФ СО РАН.
    744