ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ ОСОБЕННОСТИ АКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ ЦЕОЛИТОВ С МИКРО-МЕЗОПОРИСТОЙ СТРУКТУРОЙ И МЕХАНИЗМ ДЕГИДРОАРОМАТИЗАЦИИ НИЗШИХ АЛКАНОВ С ИХ УЧАСТИЕМ (заключительный) Проект № 19-33-90052 РФФИ выполнен при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ)

Объект исследования: цинкалюмосиликат (Zn-AC) структурного типа MFI, полученный изоморфным замещением Si(IV) на Zn(II) в кристаллической решетке цеолита на стадии гидротермального синтеза путем частичной замены алюминия на цинк в исходном алюмокремнегеле (SiO2/Al2O3 + ZnO = 40). В ходе выполнения НИР за 2019-2021 годы были получены следующие результаты: 1) Методом гидротермальной кристаллизации из щелочных алюмокремнегелей получены Zn-алюмосиликаты (Zn-AC) структурного типа MFI с микро-мезопористой структурой. 2) С помощью методов термопрограммированной десорбции аммиака и ИК-спектроскопии адсорбированного СО установлено, что катализаторы отличаются друг от друга распределением и соотношением кислотных центров разного типа. Обнаружено, что образец Zn-AC (ГМДА) обладает наименьшим количеством кислотно-мостиковых Si–O(H)–Al гидроксильных групп и наибольшим содержанием силанольных групп. Цеолит Zn-АС (БКА) имеет более высокую концентрацию мостиковых гидроксильных групп Si–O(H)–Al, чем цеолит Zn-АС (бутанол), но последний образец характеризуется максимальной концентрацией экстракаркасных групп Al–OH. 3) Установлено, что наибольшей ароматизирующей активностью в процессе превращения пропана обладает Zn-AC, полученный с использованием бикарбоната аммония в качестве темплата, а максимальной стабильностью характеризуется образец, синтезированный с гексаметилендиамином. Методом дифференциального термического анализа определено количество коксовых отложений, образующихся на поверхности цинкалюмосиликатов в ходе протекания процесса ароматизации пропана, и установлено, что наибольшее количество кокса образуется на Zn-АС, полученном с БКА, а наименьшее его количество – на образце, синтезированном с ГМДА. 4) Показано, что добавление технического углерода в кристаллизационный гель в процессе синтеза цинкалюмосиликата приводит к повышению общего объема его пор в результате увеличения объема мезопор. Установлено, что оптимальное соотношение между числом активных центров катализатора и объемом образовавшихся мезопор достигается на цинкалюмосиликате, полученном на основе цеолита с добавкой на стадии его синтеза 1,0 % технического углерода, что приводит к уменьшению скорости коксообразования и соответственно к повышению стабильности работы катализатора.