Введение
1. Введение 5
2. Литературный обзор 9
2.1. 2,3-бутандиол, синтез и превращение 9
2.1.1. Синтез 2,3-бутандиола 11
2.1.1.1. Синтез из продуктов нефтепереработки 11
2.1.1.2. Ферментативный синтез 2,3-бутандиола 12
2.1.2. Продукты превращения 2,3-бутандиола 14
2.1.2.1. Получение бутадиена-1,3 16
2.1.2.2. Получение МЭК 20
2.2. Дегидратация 2,3-бутандиола 22
2.2.1. Общая схема 22
2.2.2. Механизм реакции
2.2.2.1. Кислотный механизм 23
2.2.2.2. Механизм дегидратации на твердых катализаторах
2.2.3. Кинетические и термодинамические особенности реакции 28
2.2.4. Катализаторы дегидратации 2,3-бутандиола
2.2.4.1. Оксиды металлов 31
2.2.4.2. Цеолиты 36
2.3. Фосфатные катализаторы 42
2.3.1. Синтез и структура фосфатов металлов р и d-элементов 44
2.3.2. Физико-химические свойства фосфатов
2.3.2.1. Кислотно-основные свойства 49
2.3.2.2. Пористость и поверхность 52
2.3.3. Каталитические свойства в процессах дегиратации спиртов 53
3. Экспериментальная часть 57
3.1. Синтез катализаторов 57
3.1.1. Фосфаты металлов 57
3.1.2. Цеолитные материалы 59
3.1.3. Оксидные системы 60
3.2. Физико-химические методы исследования 60
3.2.1. Рентгенофазовый анализ (РФА) 60
3.2.2. Элементный анализ 60
3.2.3. Термогравиметрический анализ 61
3.2.4. Адсорбционные измерения 61
3.2.5. Термопрограмированная десорбция аммиака (ТПД ІМНз) 61
3.2.6. ИК-спектроскопия 62
3.2.7. Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия
3.3. Методология квантово-химических расчетов 63
3.4. Каталитический эксперимент 63
3.5. Характеристики используемых веществ 65
4. Обсуждение результатов 67
4.1. Основные закономерности дегидратации 2,3-бутандиола на фосфатных катализаторах
4.1.1. Кинетика реакции, последовательность образования продуктов на фосфатах 67
4.1.2. Термодинамика реакции 69
4.1.3. Квантово-химическое исследование дегидратации 2,3-бутандиола
4.1.3.1. Изомеры 2,3-бутандиола 73
4.1.3.2. Моделирование дегидратации в системе 2,3-бутандиол/[Н+] 75
4.1.3.3. Моделирование дегидратации в системе 2,3-бутандиол/&Р 77
4.2. Дегидратация 2,3-бутандиола на фосфатах металлов III-V групп 85
4.2.1. Синтез фосфатов металлов 86
4.2.2. Структура и текстура 87 4.2.3. Кислотно-основные свойства 89
4.2.4. Каталитические свойства 93
4.3. Дегидратация 2,3-бутандиола на аморфных и кристаллических фосфатах циркония 98
4.3.1. Синтез аморфных и кристаллических Zr-фосфатов 98
4.3.2. Текстура образцов 103
4.3.3. Кислотно-основные свойства 105
4.3.4. Каталитические свойства 107
4.4. Влияние условий дегидратации 2,3-бутандиола на А1- и Zr-фосфатных катализаторах 108
4.5. Сравнение активности фосфатов с другими кислотными катализаторами дегидратации 2,3-бутандиола 113
4.5.1. Цеолиты 113
4.5.2. Оксиды 118
4.5.3. Сравнение активности и селективности кислотных катализаторов
5. Основные результаты и выводы 122
6. Список сокращений 124
7. Список литературы 125
