| Название НИОКТР |
Механизмы активации и превращения С2-С4 алкенов на Cu-модифицированном цеолите ZSM-5
|
| Аннотация |
Легкие алкены (С2-С4), получаемые в ходе парового крекинга сжиженного природного газа и нафты, представляют собой доступное и недорогое углеводородное сырье. Важной научной задачей является разработка технологий для переработки легких алкенов в такие ценные химические продукты, как ароматические углеводороды и кислородсодержащие органические соединения. Перспективными катализаторами превращения лёгких алкенов по путям ароматизации и окисления являются медьсодержащие цеолиты. Данные материалы активно исследуются для процессов разложения оксидов азота, селективного окисления метана в метанол и бензола в фенол в мягких условиях. Несмотря на уникальные каталитические свойства превращение легких алкенов на Cu-цеолитах изучено недостаточно подробно.
Сведения о механизмах действия медьсодержащих цеолитов применительно к превращению легких алкенов носят фрагментарный и противоречивый характер. Остается неясным, какую роль в активации алкенов играют центры типа Cu+, Cu2+ и частицы [Cu3O3]2+. Отсутствуют детальные сведения о поверхностных интермедиатах и механизмах превращения алкенов на медьсодержащих цеолитах. Необходимы целостные фундаментальные исследования, направленные на установление природы интермедиатов, образующихся из алкенов, и свойств различных медных центров применительно к активации и превращению легких алкенов. Таким образом, предлагаемый проект представляется чрезвычайно актуальным и интересным как с научной, так и с практической точки зрения.
В рамках предлагаемого проекта впервые будет всесторонне охарактеризована стадия активации С2-С4 алкенов на различных медьсодержащих центрах в цеолите ZSM-5 с образованием соответствующих пи-комплексов, причем состояние меди будет охарактеризовано методами ЭПР, РФЭС, ЯМР ВМУ, ИКС и др. Будет изучена роль катионных центров Cu2+ и Cu+, а также оксо-частиц [Cu3O3]2+ в процессах активации и последующего превращения этилена, пропилена и изобутена. Будет реализован комплексный подход, предполагающий исследование разных по строению алкенов и разных по природе медных центров. Это позволит установить, как строение молекулы алкена, а именно наличие вторичных и третичных атомов углерода, влияет на активацию и превращение алкена с участием медных центров в цеолитах. Впервые будет проведено исследование механизмов превращения этилена и изобутена на медьсодержащих цеолитах. Методами 13С ЯМР ВМУ с использованием селективно 13С-меченных по разным положениям алкенов и ИКС будут установлены структуры поверхностных частиц, образующихся в ходе каталитического превращения. Важной особенностью предлагаемого проекта является использование образцов цеолитов, селективно модифицированных определенным типом Cu-центров, и изучение изменения состояния меди в ходе превращений С2-С4 алкенов. Впервые предполагается прояснить природу медьсодержащих центров, которые проявляют активность в олигомеризации, ароматизации и окислении С2-С4 алкенов. Отличительной особенностью предлагаемого методологического подхода к изучению механизмов превращения алкенов является использование комплекса наиболее информативных экспериментальных методов исследования (ЯМР, ИКС) и теоретических квантово-химических расчетов. Данный подход позволяет получить максимально детальное представление о природе поверхностных интермедиатов и реакционных путях. Такое комплексное исследование применительно к превращению алкенов на Cu-модифицированных цеолитах будет проведено впервые в рамках данного проекта.
Результаты успешной реализации настоящего проекта будут иметь высокую фундаментальную и практическую значимость. Будут установлены механизмы активации и превращения легких алкенов на медьсодержащих цеолитах ZSM-5, выявлены свойства и роль различных медных центров. Полученные данные и выводы на их основе внесут существенный вклад в развитие подходов к рациональному дизайну и управлению каталитическими свойствами Cu-модифицированных цеолитов для эффективной переработки углеводородного сырья.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
21000.0
|
| Дата начала |
2025-05-28
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
25-13-00070
|
| Дата контракта |
2025-05-28
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
544.46 544.47:544.344
|
| Количество просмотров |
27
|
| Руководитель работы |
Габриенко Антон Алексеевич
|
| Руководитель организации |
Бухтияров Валерий Иванович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР "ИНСТИТУТ КАТАЛИЗА ИМ. Г.К. БОРЕСКОВА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
—
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-06-24 12:37:57 UTC, 2025-06-24 12:37:57 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области химических наук
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
окисление; медь; олигомеризация; пропилен; Механизм каталитической реакции; легкие алкены; этилен; изобутен; цеолит ZSM-5; ароматизация
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
31.15.28 - Топохимия. Гетерогенный катализ
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физическая химия
|
| Приоритеты научно-технического развития |
б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения;
|
| Регистрационные номера |
—
|
