Конверсия биоэтанола на оксидных катализаторах

Авторы

  • Г.Е. Ергазиева Институт проблем горения, Алматы, Казахстан
  • С. Тайрабекова Академия гражданской авиации, Алматы, Казахстан
  • M. Mамбетова Казахский национальный женский педагогический университет, Алматы, Казахстан
  • С. Озганбаева Казахский национальный женский педагогический университет, Алматы, Казахстан
  • С. Смагулова Казахский национальный женский педагогический университет, Алматы, Казахстан; Aлматинский колледж управления и рынка, Алма- ты, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc281

Ключевые слова:

биоэтанол, катализатор, модифицирование.

Аннотация

Изучена конверсия биоэтанола на нанесенных ок- сидных катализаторах (CuO, ZnO, Cr2O3, CeO2) среди которых наиболее активен в получении водорода 3% CuO/γ-Al2O3. Модифицирование 3% CuO/γ- Al2O3 катализатора Cr2O3, ZnO и CeO2 способствует росту выхода водорода в продуктах реакции. Наиболее высокая концентрация водорода при Тр-300°С и объемной скорости 1 ч-1 на CuO-ZnO/γ- Al2O3 составила 48 об.%. Определена кислотность катализаторов по адсорбции - десорбции пиридина с помощью инфракрасной спектроскопии. При увеличении содержания CuO в катализаторе от 1 до 3% количество Льюисовских кислотных центров (ЛКЦ) увеличивается от 58 до 82 мкмоль/гкт. Модифицирование оксидом хрома медного катализатора повышает число ЛКЦ от 82 до 156 мкмоль/гкт при 150 оС и от 79 до 120 мкмоль/гкт при 250 оС. Установлено, что увеличение числа Льюисовских кислотных центров в составе катализатора оказывает положительное влияние на выход водорода при конверсии биоэтанола. По данным электронной микроскопии модифицирование катализаторов приводит к повышению дисперсности катализатора и к равномерному распределению частиц на поверхности катализатора, что также способствует его большей активности в получении водорода

Библиографические ссылки

(1). E. Santacesaria, G.Carotenuto, R.Tesser, M.Di Serio. Ethanol dehydrogenation to ethyl acetate by using copper and copper chromite catalysts // Chemical Engineering Journal – 2012 -Vol.179. - P. 209-220. https://doi.org/10.1016/j.cej.2011.10.043

(2). Scott D. Barnicki. Synthetic Organic Chemicals. Handbook of Industrial Chemistry and Biotechnology – 2017 – Р. 423-530. https://doi.org/10.1007/978-3-319-52287-6_7

(3). Kh. M. Minachev, N. Ya. Usachev, Ya. I. Isakov, A. P. Rodin, V. P. Kalinin. The effect of acidity on the catalytic action of PdCu zeolites in the oxidation of ethylene to acetaldehyde// Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR, Division of chemical science - 1981- Vol. 30, I. 4 – Р. 514–520. https://doi.org/10.1007/BF00949701

(4). A.G. Sato, D.P. Volanti, I.C. De Freitas, E. Longo, J.M.C. Bueno. Site-selective ethanol conversion over supported copper catalysts // Catalysis Communications – 2012 - Vol. 26 – P. 122-126. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2012.05.008

(5). Alexandru Popa, Viorel Sasca. Catalytic conversion of ethanol over nickel salts of Keggin type heteropolyacids supported on mesoporous silica // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis – 2017 – Vol. 121, I. 2. – Р. 657–672. https://doi.org/10.1007/s11144-017-1189-8

(6). J. M. Hidalgo, Z. Tišler, R. Bulánek, P. Čičmanec, K. Raabová, D. Kubička. Partial oxidation of ethanol over ZrO2-supported vanadium catalysts // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis – 2017 – Vol. 121, I.1 - Р. 161– 173. https://doi.org/10.1007/s11144-017-1159-1

(7). Yergaziyeva G.Y., Dossumov K., Churina D.Kh., Tayrabekova S., Kalihanov K. Conversion bioethanol over zeolites // Chemical journal of Kazakhstan. – 2015. – №3.– P.252-258.

(8). G. Carotenuto, R. Tesser, M. Di Serio, E. Santacesaria. Bioethanol as feedstock for chemicals such as acetaldehyde, ethyl acetate and pure hydrogen // Biomass Conversion and Biorefinery. – 2013 - Vol. 3, I.1 – Р. 55–67. https://doi.org/10.1007/s13399-012-0045-3

(9). Ji Hwan Song, Seung Ju Han, In Kyu Song. Hydrogen Production by Steam Reforming of Ethanol Over Mesoporous Ni–Al2O3–ZrO2 Catalysts // Catalysis Surveys from Asia – 2017 – Vol. 21, I.3 – Р. 114–129. https://doi.org/10.1007/s10563-017-9230-5

(10). Wei Xia, Xichuan Mu, Fangfang Wang, Kun Chen, Huimin Si, Zhihao Li. Ethylene and propylene production from ethanol over Sr or Bi modified ZrO2 catalysts // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis – 2017 – Vol. 122, I 1. – Р. 473–484. https://doi.org/10.1007/s11144-017-1236-5

(11). S. Tayrabekova, P. Mäki-Arvela, M. Peurla, P. Paturi, K. Eränen, G.E. Ergazieva, A. Aho, D.Yu. Murzin, K. Dossumov. Catalytic dehydrogenation of ethanol into acetaldehyde and isobutanol using mono- and multicomponent copper catalyst // Comptes Rendus Chimie – 2017 – P. 1-16. https://doi.org/10.1016/j.crci.2017.05.005

(12). J. Mielby, J.O. Abildstrom, F.Wang, T. Kasama, C. Weidenthaler, S. Kegnaes. Oxidation of Bioethanol using Zeolite-Encapsulated Gold Nanoparticles // Angewandte Chemie -2014 – Vol. 126. –P. 12721- 12724. https://doi.org/10.1002/ange.201406354

(13). P. Čičmanec, K. Raabová, J. M. Hidalgo, David Kubička, R. Bulánek. Conversion of ethanol to acetaldehyde over VOX-SiO2 catalysts: the effects of support texture and vanadium speciation // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis - 2017 – Vol. 121, I.1 – Р. 353–369. https://doi.org/10.1007/s11144-017-1169-z

(14). B. Babu, Ch. V. Reddy, J. Shim, R. V. Ravikumar, J. Park. Effect of cobalt concentration on morphology of Codoped SnO2 nanostructures synthesized by solution combustion method // J. Mater. Sci: Mater. Electron. - 2016- Vol. 27 - P. 5197–5203. https://doi.org/10.1007/s10854-016-4413-9

Загрузки

Опубликован

24-01-2019

Как цитировать

Ергазиева, Г., Тайрабекова, С., Mамбетова M., Озганбаева, С., & Смагулова, С. (2019). Конверсия биоэтанола на оксидных катализаторах. Горение и плазмохимия, 17(1), 40–46. https://doi.org/10.18321/cpc281

Выпуск

Том 17 № 1 (2019): ГОРЕНИЕ И ПЛАЗМОХИМИЯ

Раздел

Статьи

Лицензия

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)