Введение
Глава 1. Литературный обзор 11
1.1. Карбоновые кислоты как перспективный стартовый материал 11
1.2. Получение валериановой кислоты из лигноцеллюлозы 12
1.3. Кетонизации карбоновых кислот 13
1.3.1. Роль реакции кетонизации карбоновых кислот в конверсии биомассы .13
1.3.2. Механизм реакции кетонизации карбоновых кислот 16
1.3.3. Катализаторы кетонизации карбоновых кислот 20
1.3.4. Влияние газовой атмосферы на протекание реакции кетонизации карбоновых кислот 24
1.3.5. Кинетические закономерности каталитической реакции кетонизации карбоновых кислот 25
1.4. Гидрирование кетонов 26
1.4.1. Восстановление карбонильных соединений до предельных углеводородов 26
1.4.2. Механизм реакции гидрирования кетонов 26
1.4.3. Основные факторы, влияющие на каталитическое гидрирование кетонов в алканы 28
1.5. Каскадный процесс превращения карбоновых кислот в алканы 34
1.6. Заключение к главе 1 35
Глава 2. Экспериментальная часть 37
2.1. Исходные материалы и реагенты 37
2.2. Катализаторы 37
2.2.1. Оксидные катализаторы для реакции кетонизации валериановой кислоты 37
2.2.2. Нанесенные Pd и Pt катализаторы для реакций гидрирования 5-нонанона и каскадного превращения валериановой кислоты 39
2.3. Исследование образцов катализаторов физико-химическими методами 41
2.3.1. Исследование текстурных свойств 41
2.3.2. Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения 41
2.3.3. Рентгенофазовый анализ 41
2.3.4. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 42
2.3.5. Подготовка образцов для исследования методами электронной и ИК-Фурье спектроскопии 42
2.4. Аппаратура и методики проведения каталитических экспериментов 43
2.4.1. Методика проведения реакции кетонизации валериановой кислоты в парофазном режиме 43
2.4.2. Методика проведения реакции гидрирования 5-нонанона и каскадного превращения валериановой кислоты в парофазном режиме 44
2.5. Анализ реакционной смеси методом ГЖХ 44
2.6. Обработка результатов 45
Глава 3. Изучение реакции кетонизации валериановой кислоты 46
3.1. Выбор оптимальной температуры проведения реакции кетонизации валериановой кислоты в 5-нонанон 46
3.2. Выбор оптимального оксидного катализатора для реакции кетонизации валериановой кислоты 47
3.2.1. Каталитические системы MхOу/ZrO2 48
3.2.2. Каталитические системы MхOу/TiO2 50
3.2.3. Каталитические системы MxOy/Al2O3 52
3.3. Изучение кинетических закономерностей реакции парофазной кетонизации валериановой кислоты в присутствии ZrO2 катализатора 54
3.3.1. Влияние процессов массопереноса в реакции кетонизации валериановой кислоты 55
3.3.2. Влияние температуры и времени контакта 57
3.4. Влияние газовой среды на активность катализаторов CeO2, 10%CeO2/ZrO2 и ZrO2 в реакции кетонизации валериановой кислоты 59
3.5. Изучение механизма реакции кетонизации валериановой кислоты в присутствии ZrO2 катализатора 70
3.5.1. Исследование методом электронной спектроскопии диффузного отражения 70
3.5.2. Исследование методом ИК-Фурье спектроскопии 74
3.5.3. Схема механизма реакции кетонизации валериановой кислоты в присутствии ZrO2 катализатора 82
3.6. Заключение к главе 3 84
Глава 4. Исследование реакции гидрирования 5-нонанона в н-нонан 86
4.1.Исследование нанесенных катализаторов Pd/MxOy и Pt/MxOy физико-химическими методами 86
4.1.1. Исследование методом просвечивающей электронной микроскопии 86
4.1.2. Исследование образцов Pd и Pt катализаторов методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии 87
4.2.Выбор оптимального катализатора Pd/MxOy или Pt/MxOy для проведения реакции гидрирования 5-нонанона в н-нонан 91
4.2.1.Влияние температуры и давления водорода 91
4.2.2. Селективность образования 5-нонанола 95
4.2.3. Размерный эффект 96
4.2.4. Влияние диоксида углерода и паров воды 99
4.3. Изучение кинетических закономерностей реакции парофазного гидрирования 5-нонанона в н-нонан в присутствии Pd/ZrO2 103
4.3.1. Исследование влияния процессов массопереноса в реакции гидрирования 5-нонанона 103
4.3.2. Влияние температуры и времени контакта 104
4.4. Заключение к главе 4 107
Глава 5. Исследование каскадного процесса превращения валериановой кислоты в н-нонан 109
5.1. Изучение активности Pd и Pt катализаторов на основе оксидов ZrO2 и 10%CeO2/ZrO2 в каскадном процессе превращения валериановой кислоты 109
5.2. Изучение образцов катализаторов Pd и Pt на смешанных оксидах методами ПЭМВР и РФЭС 111
5.3. Изучение кинетических особенностей газофазного каскадного процесса превращения валериановой кислоты в н–нонан 114
5.4. Эффективность каскадного процесса превращения валериановой кислоты в н-нонан 118
5.6. Заключение к главе 5 119
Выводы 121
Литература 124
