Изучение адсорбционных свойств мезопористых силикагелей, допированных редкоземельными элементами и модифицированных наночастицами переходных металлов, и их каталитической активности в реакции гидрирования

Мезопористые силикагели (МС) находят широкое применение в катализе, молекулярной адсорбции и разделении. Широкую их применимость обеспечивают уникальные свойства этого материала, такие как контролируемый размер пор, большой поровый объем и площадь поверхности. Кроме того, МС обладают высокой химической, термической и механической стабильностью, низкой токсичностью и каталитической инертностью. Проект посвящен разработке новых катализаторов селективного гидрирования ароматических углеводородов, лежащих в основе новых эффективных технологий нефтехимии и нефтепереработки, обеспечивающих высокий уровень экологической безопасности. Новые разрабатываемые катализаторы будут синтезированы на основе мезопористых силикагелей, которые обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с применяемыми в настоящее время в промышленности носителями.Реакция гидрирования бензола и его производных является одной из основных реакций нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, направленных в частности, на повышение качества топлив, имеющих ограничения по содержанию ароматических соединений. В промышленности процессы гидрирования осуществляют в жестких условиях (высокие температура и давление водорода). Имеющийся научный задел по данной тематике позволяет ожидать, что полученные катализаторы на основе мезопористого силикагеля, допированного редкоземельными элементами, и модифицированного переходными металлами, в сравнении с уже имеющимися и используемыми в промышленности катализаторами гидрирования, будет обладать рядом преимуществ: низкие давление и температура эксперимента, высокая конверсия и возобновляемость катализатора.Актуальность работы связана с развитием фундаментальных представлений о свойствах наноструктур, об их адсорбционной и каталитической активности, о свойствах ранее не изученных материалов на основе МС, допированных редкоземельными элементами и модифицированных наночастицами переходных металлов. Актуальность исследования определяется также потребностью совершенствования и модернизации технологических процессов нефтеперерабатывающих, нефтехимических, химических предприятий, связанных с очисткой нефтяных фракций от ацетиленовых и олефиновых углеводородов, получением синтетических полимеров, в частности, капролактама.Цель проекта: изучение адсорбционных свойств мезопористых силикагелей, допированных редкоземельными элементами и модифицированных наночастицами переходных металлов, и их каталитической активности в реакции гидрирования. Научная новизна исследований заключается в том, что будут получены фундаментальные знания о каталитической активности новых материалов на основе МС, определены физико-химические и термодинамические особенности образования активированных комплексов при гидрировании на этих катализаторах ароматических углеводородов. На основе полученных данных будет предложен механизм гидрирования на синтезированных катализаторах исследуемых углеводородов; найдены оптимальные условия синтеза МС с заданными морфологическими и текстурными характеристиками поверхности; влияние на каталитическую активность встроенных в сетку мезопористого силикагеля редкоземельных элементов и модифицирования переходными металлами.