Influence of Phosphorus Modifier and Nature of the Support on the Properties of Palladium Catalysts in the Chemoselective Hydrogenation of Acetylenic Compounds

L. B. Belykh; Белых Л. Б.; T. P. Sterenchuk; Стеренчук Т. П.; N. I. Skripov; Скрипов Н. И.; E. A. Milenkaya; Миленькая Е. А.; T. A. Kornaukhova; Корнаухова Т. А.; S. A. Skornikova; Скорникова С. А.; S. S. Kolesnikov; Колесников С. С.; S. S. Kolesnikov; Колесников С. С.; F. K. Schmidt; Шмидт Ф. К.

doi:10.31857/S0453881124010037

Influence of Phosphorus Modifier and Nature of the Support on the Properties of Palladium Catalysts in the Chemoselective Hydrogenation of Acetylenic Compounds

Authors: Belykh L.B.¹, Sterenchuk T.P.¹, Skripov N.I.¹, Milenkaya E.A.¹, Kornaukhova T.A.¹, Skornikova S.A.², Kolesnikov S.S.², Kolesnikov S.S.², Schmidt F.K.¹
Affiliations:
1. Irkutsk State University
2. Federal State Budget Educational Institution of Higher Education, Irkutsk National Research Technical University
Issue: Vol 65, No 1 (2024)
Pages: 22-36
Section: ARTICLES
URL: https://medjrf.com/0453-8811/article/view/660321
DOI: https://doi.org/10.31857/S0453881124010037
EDN: https://elibrary.ru/HABHYP
ID: 660321

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Efficient heterogeneous catalysts for the chemoselective hydrogenation of terminal and disubstituted alkynes and alkynols to monoenes based on Pd–P particles have been proposed. The influence of a zeolite support (Na-ZSM-5, MCM-41) and a phosphorus modifier on the properties of palladium catalysts in the semihydrogenation of acetylenic compounds is considered. It has been shown that promotion with phosphorus increases the activity of palladium catalysts in the hydrogenation of various acetylenic compounds from 2.5 to 30 times without reducing the selectivity for monoenes. High selectivity for monoenes is determined by both thermodynamic and kinetic factors. Using the example of the acetylenic alcohol hydrogenation the possibility of changing the ratio of hydrogenation rates of triple and double bonds as a result of varying the solvent nature and the structural order of the catalyst particles was demonstrated.

Keywords

hydrogenation, palladium, phosphorus, zeolite, activity, selectivity, acetylenic compounds

Full Text

References

Johnston S.K., Cherkasov N., Pérez-Barrado E., Aho E., Murzin D. Y., Ibhadon D. Y., Francesconi M. G. // Appl. Catal. A. Gen. 2017. V. 544. P. 40.
Vilе G., Albani D., Almora-Barrios N., Lоpez N., Pеrez-Ramirez J. // ChemCatChem. 2016. V. 8. P. 21.
Denisova E.A., Kostyukovich A. Yu., Fakhrutdinov A. N., Korabelnikova V. A., Galushko A. S., nanikov V. P. // ACS Catal. 2022. V. 12. P. 6980.
Li Y., Yan K., Cao Y., Ge X., Zhou X., Yuan W., Chen D., Duan X. // ACS Catal. 2022. V. 12. P. 12138.
Garcia-Ortiz A., Vidal J. D., Iborra S., Climent M. J., Cored J., Ruano D., Pérez-Dieste V., Concepción P., Corma P. // J. Catal. 2020. V. 389. P. 706.
Gong T., Huang Y., Qin L., Zhang W., Li J., Hui L., Feng L. // Appl. Surf. Sci. 2019. V. 495. P. 143495.
Рассолов А.В., Брагина А. В., Баева Г. Н., Машковский И. С., Смирнова Н. С., Герасимов Е. Ю., Бухтияров Е. Ю., Зубавичус Е. Ю., Стахеев А. Ю. // Кинетика и катализ. 2022. Т 63. № 6. С. 798. (Rassolov A. V., Bragina G. O., Baeva G. N., Mashkovsky I. S., Smirnova N. S., Gerasimov E. Yu., Zubavichus Y. V., Stakheev A. Y. // Kinet. Catal. 2022. V. 63. № 6. P. 756.)
Liu Y., McCue A. J., Li D. // ACS Catal. 2021. V. 11. P. 9102.
Albani D., Shahrokhi D., Chen Z., Mitchell Z., Hauert Z., López N., Pérez-Ramírez J. // Nature Commun. 2018. V. 9. P. 2634.
Crespo-Quesada M., Yarulin A., Jin M., Xia Y., Kiwi-Minsker Y. // J. Am. Chem. Soc. 2011. V. 133. P. 12787.
Belykh L.B., Skripov L. B., Sterenchuk L. B., Gvozdovskaya L. B., Sanzhieva L. B., Schmidt F. K. // J. Nanopart. Res. 2019. V. 21. № 9. P. 198.
Скрипов Н.И., Белых Н. И., Стеренчук Н. И., Гвоздовская Н. И., Жердев В. В., Дашабылова Т. М., Шмидт Ф. К. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. № 4. C. 526. (Skripov N. I., Belykh L. B., Sterenchuk T. P., Gvozdovskaya K. L., Zherdev V. V., Dashabylova T. M., Schmidt F. K. // Kinet. Catal. 2020. V. 61. № 4. P. 575.)
Скрипов Н.И., Белых Н. И., Стеренчук Н. И., Корнаухова Т. А., Миленькая Е. А., Шмидт Ф. К. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 2. С. 223. (Skripov N. I., Belykh L. B., Sterenchuk T. P., Kornaukhova T. A., Milenkaya E. A., Schmidt F. K. // Kinet. Catal. 2022. V. 63. № 2. P. 197.)
Belykh L.B., Skripov N. I., Sterenchuk T. P., Akimov V. V., Tauson V. L., Savanovich T. A., Schmidt F. K. // Appl. Catal. A: Gen. 2020. V. 589. Р. 117293.
Belykh L.B., Skripov N. I., Sterenchuk T. P., Akimov V. V., Tauson V. L., Milenkaya E. A., Schmidt F. K. // Eur. J. Inorg. Chem. 2021. V. 44. P. 4586.
Гордон А., Форд Р. Спутник химика. Москва: Мир, 1976. 572 с. (Gordon A. J., Ford R. A. The Chemist’s Companion; Wiley & Sons: New York, 1972.)
Matthews J.C., Nashua N. H., Wood L. L. USA, Patent 3,474,464, 1969.
Замалютин В.В., Кацман Е. А., Рябов А. В., Скрябина М. А., Шпынева М. А., Данюшевский В. Я., Флид В. Р. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 2. С. 267. (Zamalyutin V. V., Katsman E. A., Ryabov A. V., Skryabina M. A., Shpyneva M. A., Danyushevsky V. Y., Flid V. R. // Kinet. Catal. 2022. V. 63. № 2. P. 234.)
Стахеев А.Ю., Марков П. В., Тараненко А. С., Брагина Г. О., Баева Г. Н., Ткаченко О. П., Машковский И. С., Кашин А. С. // Кинетика и катализ. 2015. Т. 56. № 6. С. 721. (Stakheev A. Yu., Markov P. V., Taranenko A. S., Bragina G. O., Baeva G. N., Tkachenko O. P., Mashkovskii I. S., Kashin A. S. // Kinet. Catal. 2015. V. 56. № 6. P. 733.)
Al-Wadhaf H.A. // Catal. Indust. 2015. V. 7. № 3. P. 234.
Жармагамбетова А.К., Сейткалиева А. К., Талгатов Э. Т., Ауезханова А. С., Джардималиева Г. И., Помогайло А. Д. // Кинетика и катализ. 2016. Т. 57. № 3. С. 362. (Zharmagambetova A. K., Seitkalieva K. S., Talgatov E. T., Auezkhanova A. S., Dzhardimalieva G. I., Pomogailo G. I. // Kinet. Catal. 2016. V. 57. № 3. P. 360.)
Mastalir A., Kiraly Z., Berger F. // Appl. Catal. A: Gen. 2004. V. 269. № 1–2. P. 161.
Hamilton C.A., Jackson S. D., Kelly G. J., Spence G. J., de Bruin D. // Appl. Catal. A: Gen. 2002. V. 237. № 1–2. P. 201.
Al-Wadhaf H.A., Karpov V. M., Katsman E. A. // Catal. Comm. 2018. V. 116. P. 67.
Semagina N., Grasemann M., Xanthopoulos N., Renken A., Kiwi-Minsker A. // J. Catal. 2007. V. 251. № 1. P. 213.
Carenco S., Leyva-Perez A., Concepcion P., Boissiere C., Mezailles N., Sanchez C., Corma A. // Nano Today. 2012. V. 7. № 1. P. 21.
Liu Y., McCue A.J., Miao C., Feng J., Li D., Anderson J. A. // J. Catal. 2018. V. 364. P. 406.
Markov P.V., Mashkovsky I. S., Bragina G. O., Warna J., Gerasimov E. Yu., Bukhtiyarov V. I., Stakheev A. Yu., Murzin D. Yu. // Chem. Eng. J. 2019. V. 358. P. 520.
Белых Л.Б., Скрипов Н. И., Стеренчук Т. П., Акимов В. В., Таусон В. Л., Лихацкий М. Н., Миленькая Е. А., Корнаухова Т. А., Шмидт Т. А. // Кинетика и катализ. 2023. № 6. С. 749.
Cherkasov N., Ibhadon A. O., McCue A.O., Anderson A. O., Johnston S. K. // Appl. Catal. A: Gen. 2015. V. 497. P. 22.
Khoshkhoo M.S., Scudino S., Thomas J., Gemming T., Wendrock H., Eckert J. // Mater. Lett. 2013. V. 108. P. 343.