Разработка однореакторного процесса конверсии гемицеллюлозы и инулина в низшие полиолы с использованием катализаторов на полимерных и магнитных носителях

Разработаны методики синтеза Ru-, Pt-, Pd-, Cu-, Ni-содержащих (и мультиметаллических) катализаторов на основе сверхсшитого полистирола (СПС) марки MN 270. Проведены физико-химическое исследование и тестирование синтезированных катализаторов в реакции гидрогенолиза гемицеллюлозы и инулина в среде субкритической воды. Показано, что оптимальными с точки зрения максимального выхода целевых продуктов являются Ru-содержащие катализаторы. Предложены методики синтеза Ru-, Pt-, Pd-, Cu-, Ni-, Pd-Pt-содержащих магнитно отделяемых катализаторов на основе частиц мезопористого диоксида кремния с иммобилизованными магнитными наночастицами (МНЧ) магнетита (Fe₃O₄ - SiO₂). При исследовании магнитных свойств у полученных носителей обнаружены гистерезис кривых намагничивания при температуре 5 К и его отсутствие при 300 К, что говорит по суперпарамагнитном характере МНЧ. Определена температура блокировки (~100 K), значение которой также является типичным для суперпарамагнитных частиц сопоставимых размеров. Полученные на основе Fe₃O₄ - SiO₂ Ru-, Pt-, Pd-, Cu-, Ni-, Pd-Pt-содержащие катализаторы, обладающие гидрофильными свойствами, с разной степенью успешности протестированы в реакциях гидрогенолиза гемицеллюлозы (ксилана) и инулина в среде субкритической воды. Разработана методика однореакторного процесса конверсии гемицеллюлозы и инулина до этилен- и пропиленгликоля с использованием оптимальных катализаторов на основе СПС MN 270 и МНЧ Fe₃O₄ - SiO₂. Исследовано влияние химического строения и текстуры катализаторов, вида исходного сырья, а также реакционных условий на выход полиолов. Определены оптимальные условия и изучены физико-химические закономерности процесса. Разработаны общие подходы и рекомендации по синтезу и совершенствованию гетерогенных каталитических систем, используемых в процессе конверсии полисахаридов.