Парциальное окисление н-пентана в присутствии VPBiO-катализаторов

Abstract

Изучено селективное окисление н-пентана на VPO-катализаторах с добавкой висмута (Bi /V = 0–0,30). Катализаторы исследованы методами рентгеновского фазового анализа и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, определены их удельная поверхность и кислотные характеристики. Установлено, что введение висмута увеличивает содержание фосфора на поверхности и изменяет их кислотные характеристики. Показано, что удельная каталитическая активность образцов в окислении н-пентана коррелирует с эффективным отрицательным зарядом кислорода поверхности (Есв O 1s-электронов). Селективность образования цитраконового ангидрида растет с увеличением общей кислотности поверхности. Селективность по малеиновому ангидриду повышается с увеличением бренстедовской кислотности поверхности, в то время как селективность образования фталевого ангидрида растет с увеличением льюисовской кислотности. Предложены пути образования продуктов парциального окисления при окислении н-пентана на данных катализаторах.

Вивчено селективне окиснення н-пентану на VPO-каталізаторах з домішкою вісмуту (Bi /V = 0 – 0,30). Каталізатори досліджено методами рентгенівського фазового аналізу і рентгенівської фотоелектронної спектроскопії, визначені їх питома поверхня та кислотні характеристики. Встановлено, що введення вісмуту спричинює збільшення вмісту фосфору на поверхні та зміни їх кислотності. Показано, що питома каталітична активність зразків в окисненні н-пентану корелює з ефективним негативним зарядом кисню поверхні (Езв O 1s-електронів). Селективність утворення цитраконового ангідриду зростає зі збільшенням загальної кислотності поверхні. Селективність по малеїновому ангідриду збільшується з ростом бренстедовської кислотності поверхні, в той час як селективність утворення фталевого ангідриду зростає зі збільшенням льюїсовської кислотності. Запропоновано механізм утворення продуктів парціального окиснення при окисненні н-пентану на даних каталізаторах.

The selective oxidation of n-pentane on VPO catalysts with the bismuth additives (Bi/V = 0 – 0,30) has been studied. The catalysts have been investigated by XRD, XPS methods, their specific surface area and basic-acid characteristics have been determined. It has been established that the introduction of bismuth results in increase of a surface phosphorous content and change of their basic-acid properties. It has been shown that specific catalytic activity of the samples correlates with an effective negative charge of surface oxygen (B.E. of O 1selectrons). The selectivity to citraconic anhydride grows with the increase of a surface total acidity. The selectivity to maleic anhydride increases with the augmentation of surface. Bronsted acidity, while the selectivity to phthalic anhydride grows with the increase of Lewis acidity. The routes of products formation in partial oxidation of n-pentane on the VPBiO catalysts have been proposed.