Высокоэффективные нанокомпозитные цеолитные катализаторы конверсии диметилового эфира в низшие олефины

Проект посвящен созданию новых нанокомпозитных цеолитных катализаторов превращения диметилового эфира (ДМЭ) в низшие олефины, лежащего в основе инновационных технологий нефтехимии и нефтепереработки, обеспечивающих высокий уровень экологической безопасности. Новые разрабатываемые катализаторы будут синтезированы на основе нанокомпозитных цеолитных катализаторов, модифицированных металлами (Mg, La, Zr), с последующим декорированием наночастицами Rh. Для решения этой задачи будут разработаны: методика получения наноразмерных цеолитов из промышленных образцов с использованием шаровой мельницы и ультразвуковой обработки (УЗО), методика тонкодисперсного распределения металла (Mg, La, Zr) на поверхности цеолита с использованием УЗО на стадии приготовления полиметаллических наноматериалов, а также оригинальные подходы декорирования катализаторов наночастицами Rh с использованием хитозана в качестве первичной подложки с последующими обработками композита, такими как радиационно-химическое восстановление (РХО) и сверхвысокочастотная активация (СВЧ). Будут исследованы текстурные характеристики и морфология полученных образцов катализаторов методами низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, сканирующей электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии; кислотные свойства катализаторов методами ИК-спектроскопии пиридина и 2,6-ди-трет-бутилпиридина, распределение, а также сила бренстедовских кислотных центров будет изучена методом инфракрасной спектроскопии диффузного отражения. Оригинальность предлагаемой работы заключается в комбинировании наноразмерных носителей с наночастицами металлов, в использовании методов УЗО, РХО, СВЧ при разработке нанокатализаторов. Актуальность работы связана с развитием фундаментальных представлений о свойствах малоизученных материалов на основе нанокомпозитных цеолитных катализаторов, модифицированных редкоземельными металлами и декорированных наночастицами благородных металлов, об их адсорбционной и каталитической активности. Несмотря на большой интерес к созданию наноразмерных каталитических систем, в литературе отсутствуют корреляции, устанавливающие связь между условиями приготовления таких систем с их свойствами применительно к конверсии ДМЭ в низшие олефины. Кроме того, до сих пор методы РХО и СВЧ к данным материалам почти не применялись. Предлагаемое направление будет иметь весомое значение в области повышения научной конкурентоспособности российских разработок.