NICKEL PHOSPHIDE CATALYST BASED ON MESOPOROUS NANOSPHERICAL POLYMER IN HYDROCONVERSION OF GUAIACOL AND FURFURAL

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Получен нанесенный никельфосфидный катализатор in situ в условиях синтеза мезопористого резорцинформальдегидного полимера. Катализатор испытан в гидрировании гваякола и фурфурола в толуоле при давлении водорода 4 МПа. Исследованы характеристики гидрирования фурфурола в зависимости от давления водорода, массы загруженного катализатора, температуры и продолжительности процесса. Оценена активность полученного никельфосфидного катализатора в гидрировании смеси гваякола и фурфурола в толуоле.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

I Sh.

Moscow Lomonosov State University

Email: sammy-power96@yandex.ru
ORCID ID: 0000-0003-2029-693X
Rússia, Moscow, 119991

Максим Бороноев

Moscow Lomonosov State University

Email: maxbv04@gmail.com
ORCID ID: 0000-0001-6129-598X

н.с., химический факультет

Rússia, Moscow, 119991

E. Roldugina

Moscow Lomonosov State University

Email: rolduginakate@mail.ru
ORCID ID: 0000-0002-9194-1097
Rússia, Moscow, 119991

Юлия Кардашева

Moscow Lomonosov State University

Email: yuskard@petrol.chem.msu.ru
ORCID ID: 0000-0002-6580-1082

к.х.н., химический факультет

Rússia, Moscow, 119991

Сергей Кардашев

Moscow Lomonosov State University

Autor responsável pela correspondência
Email: chemus6@gmail.com
ORCID ID: 0000-0003-1818-7697

к.х.н., химический факультет

Rússia, Moscow, 119991

Bibliografia

  1. Lu Q., Li W.-Z., Zhu X.-F. Overview of fuel properties of biomass fast pyrolysis oils // Energy Convers. Manage. 2009. V. 50, № 5. P. 1376–1383. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2009.01.001
  2. Jin W., Pastor-Pérez L., Shen D., Sepúlveda-Escribano A., Gu S., Ramirez Reina T. Catalytic upgrading of biomass model compounds: novel approaches and lessons learnt from traditional hydrodeoxygenation – a review // ChemCatChem. 2019. V. 11, № 3. P. 924–960. https://doi.org/10.1002/cctc.201801722
  3. Ouedraogo A.S., Bhoi P.R. Recent progress of metals supported catalysts for hydrodeoxygenation of biomass derived pyrolysis oil // J. Clean. Prod. 2020. V. 253. ID 119957. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.119957
  4. Qu L., Jiang X., Zhang Z., Zhang X.-g., Song G.-y., Wang H.-l., Yuan Y.-p., Chang Y.-l. A review of hydrodeoxygenation of bio-oil: model compounds, catalysts, and equipment // Green Chem. 2021. V. 23, № 23. P. 9348–9376. https://doi.org/10.1039/D1GC03183J
  5. Gollakota A.R.K., Shu C.-M., Sarangi P.K., Shadangi K.P., Rakshit S., Kennedy J.F., Gupta V.K., Sharma M. Catalytic hydrodeoxygenation of bio-oil and model compounds - choice of catalysts, and mechanisms // Renew. Sustain. Energy Rev. 2023. V. 187. ID 113700. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113700
  6. Kim S., Kwon E.E., Kim Y.T., Jung S., Kim H.J., Huber G.W., Lee J. Recent advances in hydrodeoxygenation of biomass-derived oxygenates over heterogeneous catalysts // Green Chem. 2019. V. 21, № 14. P. 3715–3743. https://doi.org/10.1039/C9GC01210A
  7. Yao G., Wu G., Dai W., Guan N., Li L. Hydrodeoxygenation of lignin-derived phenolic compounds over bi-functional Ru/H-Beta under mild conditions // Fuel. 2015. V. 150. P. 175–183. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.02.035
  8. Golubeva M.A., Maximov A.L. Transition metal compounds in the hydrodeoxygenation of biomass derivatives // Renew. Sustain. Energy Rev. 2025. V. 210. ID 115153. https://doi.org/10.1016/j.rser.2024.115153
  9. Бороноев М.П., Шакиров И.И., Ролдугина Е.А., Кардашева Ю.С., Кардашев С.В., Максимов А.Л., Караханов Э.А. Гидрирование гваякола на наноразмерных рутениевых нанесенных катализаторах: влияние размера частиц носителя и присутствия оксигенатов бионефти // Журн. прикл. химии. 2022. Т. 95, № 10. С. 1263–1272. http://doi.org/10.31857/S004446182210005X
  10. [Boronoev M.P., Shakirov I.I., Roldugina E.A., Kardasheva Y.S., Kardashev S.V., Maksimov A.L., Karakhanov E.A. Hydrogenation of guaiacol on nanoscale supported ruthenium catalysts: influence of support particle size and the presence of bio-oil oxygenates // Russ. J. Appl. Chem. 2022. V. 95, № 10. P. 1555–1563. https://doi.org/10.1134/S1070427222100068]
  11. Liang C., Li Z., Dai S. Mesoporous carbon materials: synthesis and modification // Angew. Chem. Int. Ed. 2008. V. 47, № 20. P. 3696–3717. https://doi.org/10.1002/anie.200702046
  12. Wei J., Liang Y., Zhang X., Simon G.P., Zhao D., Zhang J., Jiang S., Wang H. Controllable synthesis of mesoporous carbon nanospheres and Fe–N/carbon nanospheres as efficient oxygen reduction electrocatalysts // Nanoscale. 2015. V. 7, № 14. P. 6247–6254. https://doi.org/10.1039/C5NR00331H
  13. Peroni M., Lee I., Huang X., Baráth E., Gutiérrez O.Y., Lercher J.A. Deoxygenation of palmitic acid on unsupported transition-metal phosphides // ACS Catal. 2017. V. 7, № 9. P. 6331–6341. https://doi.org/10.1021/acscatal.7b01294
  14. Golubeva M.A., Maximov A.L. Hydroprocessing of furfural over in situ generated nickel phosphide based catalysts in different solvents // Appl. Catal. A: Gen. 2020. V. 608. ID 117890. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2020.117890
  15. Wu S.-K., Lai P.-C., Lin Y.-C. Atmospheric hydrodeoxygenation of guaiacol over nickel phosphide catalysts: effect of phosphorus composition // Catal. Lett. 2014. V. 144, № 5. P. 878–889. https://doi.org/10.1007/s10562-014-1231-7
  16. Cecilia J.A., Infantes-Molina A., Rodríguez-Castellón E., Jiménez-López A. A novel method for preparing an active nickel phosphide catalyst for HDS of dibenzothiophene // J. Catal. 2009. V. 263, № 1. P. 4–15. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2009.02.013
  17. Bui P., Cecilia J.A., Oyama S.T., Takagaki A., Infantes-Molina A., Zhao H., Li D., Rodríguez-Castellón E., Jiménez-López A. Studies of the synthesis of transition metal phosphides and their activity in the hydrodeoxygenation of a biofuel model compound // J. Catal. 2012. V. 294. P. 184–198. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2012.07.021
  18. Wang R., Smith K.J. The effect of preparation conditions on the properties of high-surface area Ni₂P catalysts // Appl. Catal. A: Gen. 2010. V. 380, № 1‒2. P. 149–164. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2010.03.055
  19. Dai X., Song H., Yan Z., Li F., Chen Y., Wang X., Yuan D., Zhang J., Wang Y. Effect of preparation temperature on the structures and hydrodeoxygenation performance of Ni₂P/C catalysts prepared by decomposition of hypophosphites // New J. Chem. 2018. V. 42, № 24. P. 19917–19923. https://doi.org/10.1039/C8NJ04628J
  20. d’Aquino A.I., Danforth S.J., Clinkingbeard T.R., Ilic B., Pullan L., Reynolds M.A., Murray B.D., Bussell M.E. Highly-active nickel phosphide hydrotreating catalysts prepared in situ using nickel hypophosphite precursors // J. Catal. 2016. V. 335. P. 204–214. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2015.12.006
  21. Li Y., Fu J., Chen B. Highly selective hydrodeoxygenation of anisole, phenol and guaiacol to benzene over nickel phosphide // RSC Adv. 2017. V. 7, № 25. P. 15272–15277. https://doi.org/10.1039/C7RA00989E
  22. Gonçalves V.O.O., de Souza P.M., Cabioc’h T., da Silva V.T., Noronha F.B., Richard F. Hydrodeoxygenation of m-cresol over nickel and nickel phosphide based catalysts. Influence of the nature of the active phase and the support // Appl. Catal. B: Environ. 2017. V. 219. P. 619–628. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.07.042
  23. Шакиров И.И., Бороноев М.П., Кардашев С.В., Путилин Ф.Н., Караханов Э.А. Селективное гидрирование фенола с использованием нанесенного на мезопористый наносферический полимер Ni₂P-катализатора // Наногетерогенный катализ. 2021. Т. 6, № 2. С. 92–99. https://doi.org/10.56304/S2414215821020076
  24. [Shakirov I.I., Boronoev M.P., Kardashev S.V., Putilin F.N., Karakhanov E.A. Selective hydrogenation of phenol using a Ni₂P catalyst supported on mesoporous polymeric nano-spheres // Pet. Chem. 2021. V. 61, № 10. P. 1111–1117. https://doi.org/10.1134/S0965544121100042]

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Рис. 1. Микрофотография (а) и распределение сферических частиц по размерам (б) мез-опористого резорцинформальдегидного полимера

Baixar (70KB)
Metadados
3. Рис. 2. Изотерма адсорбции–десорбции азота мезопористого резорцинформальдегидного полимера.

Baixar (38KB)
Metadados
4. Рис. 3. Дифрактограмма никельфосфидного катализатора, нанесенного на мезопористый полимер.

Baixar (60KB)
Metadados
5. Рис. 4. Микрофотография никельфосфидного катализатора, нанесенного на мезопористый полимер (а), и распределение наночастиц Ni2P по размерам (б).

Baixar (74KB)
Metadados
6. Рис. 5. Спектры термопрограммируемой десорбции аммиака мезопористого полимера и никельфосфидного катализатора.

Baixar (52KB)
Metadados
7. Рис. 6. Деконволюции Ni2p (а) и P2p (б) рентгеновских фотоэлектронных спектров ни-кельфосфидного катализатора.

Baixar (70KB)
Metadados
8. Рис. 7. Конверсия фурфурола и селективности образования продуктов его гидрирования в присутствии никельфосфидного катализатора в зависимости от: а – температуры; б – давления водорода; в – загрузки катализатора; г – продолжительности процесса гидрирования.

Baixar (88KB)
Metadados
9. Рис. 8. Конверсия гваякола и селективности образования продуктов его гидрирования в присутствии никельфосфидного катализатора в зависимости от: а – температуры гидрирования; б –продолжительности процесса гидрирования.

Baixar (113KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».