Hydrogenation of Levulinic Acid to γ-Valerolactone in the Presence of Ru-Containing Catalysts Based on Carbon Material “Sibunit” : научное издание | Научно-инновационный портал СФУ

Hydrogenation of Levulinic Acid to γ-Valerolactone in the Presence of Ru-Containing Catalysts Based on Carbon Material “Sibunit” : научное издание

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2021

Идентификатор DOI: 10.17516/1998-2836-0211

Ключевые слова: heterogeneous catalysis, gamma-valerolactone, levulinic acid, Alkyl levulinates, hydrogenation, reduction, ruthenium, гетерогенный катализ, гамма-валеролактон, левулиновая кислота, алкиллевулинаты, гидрирование, восстановление, рутений, Ru/C

Аннотация: Nanostructured 1 and 3% catalysts containing ruthenium nanoparticles supported on the initial and oxidized at different temperatures graphite-like carbon material Sibunit-4 prepared. A features of this support are mesoporous texture, hydrothermal stability and the presence of surface oxygen-containing functional groups responsible for the distribution of Ru nanoparticles and the catalyst acidic properties. The catalysts characterized using methods TEM, XPS, N2 adsorption, pHpzc and tested in the hydrogenation of levulinic acid to γ-valerolactone. It was found that the reaction rate and GVL selectivity are influenced by solvent choice, fractional composition, and acidic properties of the support. The obtained catalysts provide high activity in the reaction of direct hydrogenation of levulinic acid to γ-valerolactone (GVL yield 98 mol.%, At 160°C, 1.2 MPa H2) and high productivity (15.9 gGVL/gCat.). Obtained catalyst can be reused several times without noticeable loss of activity. Синтезированы наноструктурированные 1 и 3 % катализаторы, содержащие наночастицы рутения, закрепленные на исходном и окисленном при разных температурах графитоподобном углеродном материале Cибунит-4. Особенность данного носителя состоит в его мезопористой текстуре, гидротермальной устойчивости и наличии на поверхности кислородсодержащих функциональных групп, ответственных за распределение наночастиц Ru и кислотные свойства катализатора. Катализаторы исследованы физико-химическими методами (ПЭМ, РФЭС, адсорбция N2, pHтнз) и испытаны в реакции гидрирования левулиновой кислоты до γ-валеролактона. Установлено, что на скорость реакции и селективность процесса по отношению к ГВЛ оказывают влияние такие факторы, как выбранный растворитель, фракционный состав и кислотные свойства носителя. Полученные катализаторы показали высокую активность в реакции прямого гидрировани я левулиновой кислоты до γ- валеролактона (выход ГВЛ 98 мол.% при 160 ºС, 1.2 МПа H2) и высокую производительность (15.9 г ГВЛ/г кат.). Данный катализатор может быть использован многократно без заметной потери активности.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия

Выпуск журнала: Т. 14, 1

Номера страниц: 5-20

ISSN журнала: 19982836

Место издания: Красноярск

Издатель: Сибирский федеральный университет

Авторы

  • Sychev Valentin V. (FRC Krasnoyarsk Sci Ctr SB RAS, Inst Chem & Chem Technol SB RAS, Krasnoyarsk, Russia)
  • Baryshnikov Sergei (FRC Krasnoyarsk Sci Ctr SB RAS, Inst Chem & Chem Technol SB RAS, Krasnoyarsk, Russia)
  • Ivanov Ivan P. (FRC Krasnoyarsk Sci Ctr SB RAS, Inst Chem & Chem Technol SB RAS, Krasnoyarsk, Russia)
  • Volochaev Mikhail N. (Kirensky Inst Phys SB RAS, Krasnoyarsk, Russia)
  • Taran Oxana P. (FRC Krasnoyarsk Sci Ctr SB RAS, Inst Chem & Chem Technol SB RAS, Krasnoyarsk, Russia; Siberian Fed Univ, Krasnoyarsk, Russia)

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.