Введение к работе
Актуальность проблемы. Сокращение запасов нефти и повышение ее стоимости являются .основными причинами необходимости поисков альтернативного решения проблем производства жидких тошшв, а также химических продуктов. В связи с этим значительно возрос ин-терес к каталитическому синтезу углеводородов и других органических продуктов из СО и и?. Эта реакция имеет важное практическое значение. Вместе с тем она интересна и в теоретическом плане. В частности можно отметить, что при изашодействии СО и ft, термодинамически вероятно образование широкого круга химических продуктов. Это дает возможность рассматривать эту реакции как чувствительный тест на селективность катализатора при изменении его состава и свойств.
Одним из главных направлений развития синтеза углеводородов из СО и Hg является поиск новых многокомпонентных, В ТОМ ЧИСЛ8, биметаллических нанесенных каталитических систем. Одним из перс- . пективных катализаторов является система Ni-Pd. В связи с этим, представляло интерес сравнительное исследование свойств Ni-,Pd- и Ni-Pd-катвлизатсров в реакции синтеза углеводородов из СО и BV,. Поведение Hi-Pd-систем в таких реакциях описано мало. Не исследовано влияние промоторов на свойства яі-ра-катализатора.
Целью работы явились синтез ні-, Pi- и Ni-Pd-систэм, нанесенных на оксид алюминия, и изучение их каталитических и адсорбционных свойств.
Научная новизна. Впервые изучены кэталитхпескнв свойства би-
металлических Hi-Pd-катвлизаторов, нанесенных на ~]-i.lo0^, в синтезе углеводородов из СО и li). Выявлены закономерности образования углеводородов в зависимости от условий проведения процесса и способа приготовления катализаторов, wi-, Pd- и Ni-Pd-катализато-рц проявили высокую активность в реакции метанообразования, а NiQ^Pdo/Aig0! (прожиточный) катализатор - в образовании алканов Сг,-С4> выход которых при 2bCJ составил 94 г/м исходной реакционной смеси (С0:Н^=1:1), что в 1,5 раза Еыше, чем у Ni-кзтализатора.
Впервые проведено комплексное исследование физико-химических свойств биметаллических Ui-Bd/AioO, катализаторов с применением адсорбционного метода, РФЭС, РФА и ИК-спектроскопии адсорбирован-ного состояния.
Исследованы адсорбционные свойства Hi-, Pd- и Nl-Fcl/Alo0~ каталиаатороп при взаимодействии с HV>, 09 и СО. Легирование никелевого катализатора палладием приводит к изменению стехиометрии адсорбции, удельной поверхности, дисперсности и степени восстановления биметаллических контактов.
Методом РФЭС обнаружено обогащение поверхности металлической фазы палладием у катализаторов Ni8QPd20/Al203 и Nig-PdyAlgO, (иммерсионный).
G помощью ИК-спектроскопии обнаружены характерные отличия, присущие биметаллическим Ni-Pd/Al2o3 катализаторам.
Практическая значимость. Полученные результаты важны для выявления механизма формирования моно- и биметаллических нанесашшх катализаторов и регулирования их поверхностных и каталитических свойств. Ряд полученных закономерностей (изменение активности об-
рззца с одіювремєшшм повышением селективности по углеводородам С2-Сд) будет использован для разработки перспективных катализаторов синтеза углеводородов из СО и Н,.
Апробация работы. Результаты работы докладывались па Всесоюзних конференциях "Химические синтезы на основе одноуглеродных молекул" (Москеэ. 1987 и 1991 г.г.); Всесоюзной научно-практической конференции "Создание высокоэффективных процессов переработки и использования твердых горших ископаемых, получение альтернативных моторных топлив и нефтехимических продуктов из угля" (Донецк. 1Э89 г.); 1 Всесоюзном совещании "Научные основи приготовления и технологии катализаторов" (Минск. 1989 г.).
Объем и структура работы. Диссертация изложена на /«^страницах машинописного текста, содерзят -^табл. и то рис. Список цитируемой литературы включает***»^ наименований. ГаСотя состоит из введения, 3 глав, заключения, внеодов, списка цитируемой литературы и приложения.
В главе I диссертационной работы приведен литературный обзор, в котором рассмотрены адсорбционные и каталитические свойства, механизмы реакций получения углеводородов из СО и Н, на катализаторах, приготовленных на основе металлов VIS группы. В главе 2 приведены характеристики используемых в работе веществ и методики эксперимента. В глзеэ 3 изложен и.обсужден полученный экспериментальный материал по исследованию Ni-, Pd- и Ш-га-катализаторов.
В руководстве работой принимал участие д.х.н. Л.Т.Кондратьев