Мезокеуекті материалдар негізіндегі никель-молибден катализаторларында модельді ароматты көмірсутектерді гидрлеу

Авторлар

  • А.К. Абдрасилова Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан; Қазақстан-Британ техникалық университеті, Төле би к., 59, Алматы, Қазақстан
  • Г.К. Василина Алматы технологиялық университеті, Төле би к., 100, Алматы, Қазақстан
  • К.М. Абдильдина Әл-Фараби ат. Қазақ ұлттық университеті, әл-Фараби даң., 71, Алматы, Қазақстан
  • Т.С. Абильдин Әл-Фараби ат. Қазақ ұлттық университеті, әл-Фараби даң., 71, Алматы, Қазақстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc24(1)87-97

Кілт сөздер:

мезокеуекті материал, Si/Al, бифункционалды катализаторлар, гидрлеу, модельді қоспа

Аңдатпа

Бұл жұмыста әртүрлі Si/Al қатынастары бар мезокеуекті алюмосиликаттар Al–HMS негізіндегі никель-молибден бифункционалды катализаторлар модельді ароматты көмірсутекті гидроароматсыздандыру реакциясында зерттелді. Мезокеуекті алюмосиликаттар темплат әдіспен синтезделіп, рентгенфазалық талдау, азоттың төмен температуралы адсорбция-десорбциясы, аммиактың термобағдарламаланған десорбциясы және индуктивті байланысқан плазмалы атомдық-эмиссиялық спектроскопия әдістерімен сипатталды. Зерттеу нәтижелері Al–HMS құрылымындағы алюминий мөлшерінің артуы материалдардың қышқылдық қасиеттерінің өсуіне алып келетінін көрсетті. Каталитикалық сынақтар 220-300 °С температура аралығында және 6 МПа сутегі қысымында 2-метилнафталин мен н-гексадекан модельді қоспасында жүргізілді. Температураның жоғарылауы конверсияның артуына ықпал ететіні, ал Si/Al қатынасының артуы қышқылдық орталықтардың азаюына байланысты конверсияның төмендеуіне алып келетіні анықталды. Ең жоғары каталитикалық эффективтілік Si/Al = 10 болатын Ni–Mo–Al–HMS(10)–H-бентонит катализаторында 240 °С температурада және 5 сағаттық реакция уақытында байқалып, 97% конверсия мен мақсатты өнім 2-метилдекалин бойынша 93% селективтілікке қол жеткізілді. Алынған нәтижелер мезокеуекті алюмосиликаттардың гидроароматсыздандыру процестері үшін перспективті катализатор тасымалдағыштары екенін көрсетеді.

Әдебиеттер тізімі

(1) J.A. Medina Cervantes, J.N. Díaz de León, S. Fuentes Moyado, G. Alonso-Núñez. Influence of precursor compounds on the structural and catalytic properties of CoNiMo/SBA-15 catalysts used in the hydrodesulfurization of dibenzothiophene. Molecular Catalysis 547 (2023) 113399. Crossref

(2) E. Mulholland, J. Miller, Y. Bernard, K. Lee, F. Rodríguez. The role of NOx emission reductions in Euro 7/VII vehicle emission standards to reduce adverse health impacts in the EU27 through 2050. Transportation Engineering 9 (2022) 100133. Crossref

(3) H. Fan, X. Nie, C. Song, X. Guo. Identification of the synergistic promotion of P and CO2 on propane dehydrogenation and aromatization over the Zn/P-ZSM-5 catalyst. Catalysis Science & Technology 15 (2025) 5076–5089. Crossref

(4) X.Y. Meng, Y. Zhao, C. Peng, P. Liu, Y.L. Men, et al. Boosting ultra-deep hydrodesulfurization of diesel by tuning sulfidation degree of metals on NiMo/AlOOH catalyst. Chemical Engineering Science 287 (2024) 119718. Crossref

(5) J.R. Restrepo-Garcia, D. Gomora-Herrera, P. Torres-Mancera, I. Elizalde-Martínez. Hydro-co-processing of a jatropha oil and gas oil blend with a sulfided Ni–W catalyst supported on mesostructured materials Al(x)-SBA-15 type for cleaner hybrid diesel production: Effect of the Al/Si molar ratio. Fuel 351 (2023) 128890. Crossref

(6) S. Dai, M.Y. Talanova, E.A. Karakhanov, A.P. Glotov, A.V. Vutolkina. Mesoporous HMS- and MCM-41-supported Ni-Mo sulfide catalysts for selective hydrogenation of dienes from FCC gasoline. Fuel 407 (2026) 137246. Crossref

(7) Y. Wang, Y. Zhang, B. Xie, J. Wang, Y. Yu. Insights into the High Activity of Hydrotreating Catalysts for Heavy Gas Oil. Catalysts 15 (2025) 90. Crossref

(8) P. Anastas, M. Nolasco, F. Kerton, M. Kirchhoff, P. Licence, et al. The Power of the United Nations Sustainable Development Goals in Sustainable Chemistry and Engineering Research. ACS Sustainable Chemistry & Engineering 9 (2021) 8015–8017. Crossref

(9) D.E. Romero, M. Rigutto, E.J.M. Hensen. Influence of the size, order and topology of mesopores in bifunctional Pd-containing acidic SBA-15 and M41S catalysts for n-hexadecane hydrocracking. Fuel Processing Technology 232 (2022) 107259. Crossref

(10) H. Li, Z. Su, X. Zhang, T. Chen. Bimetallic Pt-Pd nanoparticles on hierarchical core-shell zeolite for deep hydrogenation of naphthalene. Microporous and Mesoporous Materials 395 (2025) 113686. Crossref

(11) L. Wei, H. Wang, Q. Dong, Y. Li, H. Xiang. A Review on the Research Progress of Zeolite Catalysts for Heavy Oil Cracking. Catalysts 15 (2025) 401. Crossref

(12) I.B. Dauda, M. Yusuf, S. Gbadamasi, M. Bello, A.Y. Atta, et al. Highly Selective Hierarchical ZnO/ZSM-5 Catalysts for Propane Aromatization. ACS Omega 5 (2020) 2725–2733. Crossref

(13) A.T. Massenova, M.K. Kalykberdiyev, A.S. Sass, N.R. Kenzin, A.Z. Abilmagzhanov, et al. Catalytic hydrodearomatization of motor fuels as a method of producing eco-friendly fuels. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series Chemistry and Technology 5 (2019) 37–45. Crossref

(14) T. Delrieux, S. Sharma, F. Maurer, J. Czechowsky, C.N. Borca, et al. Tracking Sulfur Poisoning of Pd/Al2O3 Catalysts for Methane Oxidation on Different Complexity Scales. ACS Catalysis 15 (2025) 13470–13485. Crossref

(15) P. Wu, S. Ma, W. Zhu. Green pathways to low-sulfur diesel: advances and challenges in desulfurization technologies. Green Chemistry 28 (2026) 37–95. Crossref

(16) A.Y. Goren, M. Temiz, D. Erdemir, I. Dincer. The role of effective catalysts for hydrogen production: A performance evaluation. Energy 315 (2025) 134257. Crossref

(17) S. Liu, T. Wang, X. Wu, J. Li, S. Liu, et al. Sulfur poisoning and thermal regeneration of silica-alumina supported platinum catalyst for soot oxidation. Surfaces and Interfaces 68 (2025) 106732. Crossref

(18) A. Kokliukhin, M. Nikulshina, A. Mozhaev, C. Lancelot, C. Lamonier, et al. Bulk hydrotreating MonW12-nS2 catalysts based on SiMonW12-n heteropolyacids prepared by alumina elimination method. Catalysis Today 377 (2021) 26–37. Crossref

(19) Z.M. El-Deeb, W.A. Aboutaleb, R.S. Mohamed, A.S. Dhmees, A.I. Ahmed. Gasoline and diesel-like fuel production via hydrocracking of hydrotreated tire pyrolytic oil over Ni-W/MCM-41 derived from blast furnace slag. Journal of the Energy Institute 103 (2022) 84–93. Crossref

(20) N.R. Demikhova, M.I. Rubtsova, G.A. Kireev, K.A. Cherednichenko, V.A. Vinokurov, et al. Micro-mesoporous catalysts based on ZSM-5 zeolite synthesized from natural clay nanotubes: Preparation and application in the isomerization of C-8 aromatic fraction. Chemical Engineering Journal 453 (2023) 139581. Crossref

(21) G. Vassilina, K. Umbetkaliyeva, A. Abdrassilova, T. Vassilina, Z. Zakirov. The mesoporous aluminosilicate application as support for bifunctional catalysts for n-hexadecane hydroconversion. Open Chemistry 20 (2022) 225–236. Crossref

(22) M. Blachnio, M. Zienkiewicz-Strzalka, A. Derylo-Marczewska. Mesoporous Silicas of Well-Organized Structure: Synthesis, Characterization, and Investigation of Physical Processes Occurring in Confined Pore Spaces. International Journal of Molecular Sciences 26 (2025) 9255. Crossref

(23) M. Onaka, N. Hashimoto, Y. Kitabata, R. Yamasaki. Aluminum-rich mesoporous aluminosilicate (Al-HMS) as a solid acid catalyst for the Diels–Alder reaction of acrylates with 1,3-dienes. Applied Catalysis A: General 241 (2003) 307–317. Crossref

(24) G. Busca. Acid catalysts in industrial hydrocarbon chemistry. Chemical Reviews 107 (2007) 5366–5410. Crossref

(25) J.C. Bedoya, R. Valdez, L. Cota, M.A. Alvarez-Amparán, A. Olivas. Performance of Al-MCM-41 nanospheres as catalysts for dimethyl ether production. Catalysis Today 388–389 (2022) 55–62. Crossref

(26) F.J. Méndez, M. González-Mota, H. Vargas-Villagrán, G. González-García, X. Bokhimi, et al. Sulfided NiMo/(Al)-MCM-41 Catalysts for Anisole Hydrodeoxygenation: Impact of Aluminium Incorporation in the Mesostructured Support. ChemistrySelect 7 (2022) 1–11. Crossref

(27) M. Yuan, Zh. Zheng, Y. Yu, Y. Wang, W. Wang, et al. Topology-enhanced oil adsorption by flower-like mesoporous silica nanoparticles for advanced cosmetic oil control. RSC Advances 16 (2026) 6865–6875. Crossref

(28) L.A. Calzada, D. Pérez-Estrada, M. Sánchez-Ramírez, D. Gómora-Herrera, A. Gómez-Cortés, et al. Boosting the Hydrodeoxygenation Activity and Selectivity of Ni/(M)-SBA-15 Catalysts by Chemical Alteration of the Support. ACS Omega 8 (2023) 42849–42866. Crossref

(29) J. Li, Z. Wang, Y. Ma, C. Xu, Sh. Zhou. Synthesis of Mesoporous Silica-Supported NiCo Bimetallic Nanocatalysts and Their Enhanced Catalytic Hydrogenation Performance. ACS Omega 8 (2023) 12339–12347. Crossref

(30) H. Taghvaei, A. Moaddeli, A. Khalafi-Nezhad, A. Iulianelli. Catalytic hydrodeoxygenation of lignin pyrolytic-oil over Ni catalysts supported on spherical Al-MCM-41 nanoparticles: Effect of Si/Al ratio and Ni loading. Fuel 293 (2021) 120493. Crossref

(31) T.R. Pauly, T.J. Pinnavaia. Pore size modification of mesoporous HMS molecular sieve silicas with wormhole framework structures. Chemistry of Materials 13 (2001) 987–993. Crossref

(32) S. Soltani, A. Zamaniyan, J.T. Darian, S. Soltanali. The effect of Si/Al ratio of ZSM-12 zeolite on its morphology, acidity and crystal size for the catalytic performance in the HTO process. RSC Advances 14 (2024) 5380–5389. Crossref

(33) T. Klimova, J. Reyes, O. Gutiérrez, L. Lizama. Novel bifunctional NiMo/Al-SBA-15 catalysts for deep hydrodesulfurization: effect of support Si/Al ratio. Applied Catalysis A: General 335 (2008) 159–171. Crossref

(34) A. Kostyniuk, D. Bajec, B. Likozar. Hydrocracking, hydrogenation and isomerization of model biomass tar in a packed bed reactor over bimetallic NiMo zeolite catalysts: Tailoring structure/acidity. Applied Catalysis A: General 612 (2021) 118004. Crossref

(35) J. Gajardo, J. Colmenares-Zerpa, A.F. Peixoto, D.S.A. Silva, J.A. Silva, et al. Revealing the effects of high Al loading incorporation in the SBA-15 silica mesoporous material. Journal of Porous Materials 30 (2023) 1687–1707. Crossref

(36) Y. Shi, G. Wang, J. Mei, Ch. Xiao, D. Hu, et al. The Influence of Pore Structure and Acidity on the Hydrodesulfurization of Dibenzothiophene over NiMo-Supported Catalysts. ACS Omega 5 (2020) 15576–15585. Crossref

(37) T. Wu, Sh. Chen, G. Yuan, X. Pan, J. Du, et al. High Metal-Acid Balance and Selective Hydrogenation Activity Catalysts for Hydrocracking of 1-Methylnaphthalene to Benzene, Toluene, and Xylene. Industrial & Engineering Chemistry Research 59 (2020) 5546–5556. Crossref

(38) E. Díaz, P. Rapado-Gallego, I. Prieto, S. Ordóñez. 1-Methylnaphthalene Hydrogenation over Supported Precious Metal Catalysts: A Kinetic Study for Deciphering the Roles of the Metal and Support. Industrial & Engineering Chemistry Research 64 (2025) 9640–9649. Crossref

(39) P. Rapado-Gallego, E. Díaz, J.I. Fidalgo-Martínez, E. Sánchez-Cortezón, S. Ordóñez. Evaluation of industrial aromatic oils as potential hydrogen carriers: Study of the hydrogenation step. Fuel 362 (2024) 130918. Crossref

Жүктеулер

Жарияланды

2026-04-06

Журналдың саны

Бөлім

Статьи

Дәйексөзді қалай келтіруге болады

Абдрасилова, А., Василина, Г., Абдильдина, К., & Абильдин, Т. (2026). Мезокеуекті материалдар негізіндегі никель-молибден катализаторларында модельді ароматты көмірсутектерді гидрлеу. Горение и плазмохимия, 24(1), 87-97. https://doi.org/10.18321/cpc24(1)87-97