НАНОРАЗМЕРНЫЕ КРИОГЕННЫЕ ПОРОШКИ НА ОСНОВЕ МОЛИБДЕНИТА КАК КАТАЛИЗАТОРЫ ГИДРОКОНВЕРСИИ МОДЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ДИЗЕЛЬНОЙ ФРАКЦИИ
Аннотация
Данная работа посвящена поиску новых массивных нанодисперсных каталитических систем на основе дисульфида молибдена (MoS2), получаемых прямым твердофазным способом с привлечением криогенного подхода. Исследованы однокомпонентные наноразмерные порошки (НП) дисульфида молибдена, приготовленные в криогенных условиях (77 К), в различных газовых средах. Исследованы также двухкомпонентные композиты на основе дисульфида молибдена в сочетании с газофазными нанопорошками кобальта (Co) и никеля (Ni), как каталитическими промоторами. Частицы НП Со использовались как без оболочки, так и с пироуглеродной оболочкой на поверхности. Для получения новой серии образцов тонкому измельчению подвергался, прежде всего, моно-молибдендисульфид слоистой структуры в различных по химическому составу криогенных средах в сочетании с газофазными НП Со и Ni или без них. Для крио-образцов НП были определены дисперсность, пористость, каталитическая активность в реакциях гидродесульфуризации дибензотиофена (ДБТ), а также дизельных фракций (ДФ). Выполнена оценка гидрирующей способности протестированных образцов катализаторов. Показано, что привлечение криогенного подхода позволяет получить новые крио-катализаторы с высоким уровнем гидродесульфирующей способности как модельных S-соединений, так и компонентов нативного сырья. Обсуждаются возможные взаимосвязи между конкретными характеристиками, которые были определены в ходе проведенных исследований приготовленных крио-образцов, и их каталитической активностью. Установлено, что добавка газофазных НП в пироуглеродной оболочке в MoS2 сильно снижает каталитическую активность двухкомпонентного катализатора. Показано, что крио-катализаторы, полученные на основе моно-молибдендисульфида слоистой структуры с микро- и мезопористой структурой, характеризуются высокой активностью и стабильностью в реакциях гидродесульфуризации ДБТ и дизельных фракций нефти.
Для цитирования:
Федущак Т.А., Уймин М.А., Майков В.В., Журавков С.П., Толкачев О.С., Просвирин И.П., Коган В.М. Наноразмерные криогенные порошки на основе молибденита как катализаторы гидроконверсии модельных соединений и дизельной фракции. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 7. С. 99-108. DOI: 10.6060/ivkkt.20266907.8t.
Литература
Tretyakov Yu.D., Oleinikov N.N., Mozhaev A.P. Fundamentals of cryochemical technology. M.: Vyssh. shk. 1987. 142 p. (in Russian).
Khadzhiev S.N. Nanoheterogeneous catalysis: a new sector of nanotechnologies in chemistry and petroleum chemistry (A Review). Petrol. Chem. 2011. V. 51. N 1. P. 1-15. DOI: 10.1134/S0965544111010063.
Glikin M.A. An alternative technology for catalytical processes. The aerosol nanocatalysis. Vost.-Evrop. Zhurn. Peredovykh Tekhnol. 2014. V. 71. N 5(6). P. 4–11 (in Russian). DOI: 10.15587/1729-4061.2014.27700.
Khadzhiev S.N., Kadiev K.M., Kadieva M.Kh. Synthesis and properties of nanosized systems as efficient cata-lysts for hydroconversion of heavy petroleum feedstock. Petrol. Chem. 2014. V. 54. N 5. Р. 323-346. DOI: 10.1134/S0965544114050065.
Zhirov N.А., Akimov Al.S., Sudarev Е.А., Akimov A.S. Influence of the order of introduction of a Co-Mo-containing active component on the physicochemical properties of aluminum oxide systems. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2025. V. 68. N 8. P. 52-57. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.3t.
Afanasiev P. Synthetic approaches to the molybdenum sulfide materials. C. R. Chimie. 2008. V. 11. P. 159-182. DOI: 10.1016/j.crci.2007.04.009.
Zuoli He, Wenxiu Que. Molybdenum disulfide nano-materials: structures, properties, synthesis and recent progress on hydrogen evolution reaction. Appl. Mater. Today. 2016. V. 3. P. 23–56. DOI: 10.1016/j. apmt.2016.02.001.
Akimov Al.S., Petrenko T.V., Gerasimov E.Yu., Akimov A.S. Physicochemical and catalytic properties of NiMo-containing alumina-oxide catalytic systems. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2025. V. 68. N 8. P. 32 -40. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.1t.
Huirache-Acuna R., Flores M.I.Z., Albiter M.A. Ni-Mo-W Catalysts Synthesized by Mechanical Alloying for HDS of Dibenzothiophene. AZo J. Mater. Online. 2006. V. 2. P. 48–57. DOI: 10.2240/azojomo0224.
Plantenga F., Leliveld R. Sulfur in fuels: more stringent sulfur specifications for fuels are driving innovation. Appl. Catal. A: Gen. 2003. V. 248. P. 1–7. DOI: 10.1016/S0926-860X(03)00133-9.
Kouzu M., Uchida K., Kuriki Y., Ikazaki F. Microcrystalline molybdenum sulfide prepared by mechanical milling as an unsupported model catalyst for the hydrodesulfurization of diesel fuel. Appl. Catal. A: Gen. 2004. V. 276. N 1–2. P. 241–249. DOI: 10.1016/j.apcata.2004.08.010.
Polyakov M., Indris S., Schwamborn S., Mazheika A., Poisot M., Kienle L., Bensch W., Muhler M., Grünert W. Mechanochemical activation of MoS2 – Surface properties and catalytic activities in hydrogenation and isomer-ization of alkenes and in H2/D2 exchange. J. Catal. 2008. V. 260. N 2. P. 236–244. DOI: 10.1016/j.jcat.2008.10.005.
Feduschak T., Akimov A., Morozov M., Uymin M., Zaikovskii V., Prosvirin I., Vosmerikov A., Zhuravkov S., Vlasov V., Kogan V. Synthesis and characterization of mechanically activated bulky molybdenum sulphide catalysts. C. R. Chimie. 2016. N 19. P. 1315–1325. DOI: 10.1016/j.crci.2016.01.011.
Kimura K., Arai K., Uchida K., Kuriki Y., Ikazaki F. Catalytic activity of molybdenum sulfide prepared by mechanical milling. Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 2000. V. 25. P. 147-150.
Startsev A.N., Zakharov I.I. Sulfide hydrodesulfurisation catalysts: structure of the active component and mechanism of the catalytic action. Russ. Chem. Rev. 2003. V. 72. N 6. P. 517-536. DOI: 10.1070/RC2003v072n06ABEH000772.
Mikubaeva E.V., Akimov A.S., Zhuravkov S.P., Sizova N.V., Vosmerikov A.V., Prosvirin I.P., Zaikovskii V.I., Uimin M.A., Maikov V.V. Lisovaya K.N., Fedushchak T.A. Influence of conditions of cryogenic molybdenite grinding on the activity of bulk sulfide hydrotreating catalysts. Petrol. Chem. 2020. V. 60. N 3. P. 365-372. DOI: 10.1134/S0965544120030147.
Akimov Al.S., Zhirov N.A., Sudarev E.A., Akimov A.S. The mechanically activated composites based on tungsten disulfide: synthesis and properties. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 8. P. 36-43. DOI: 10.6060/ivkkt.20246708.2t.
Fedushchak T.A., Uimin M.A., Maikov V.V., Akimov A.S., Zhuravkov S.P., Vosmerikov A.V., Prosvirin I.P., Velichkina L.M., Stepanov A.A., Kogan V.M. Novel molybdenite-based nanopowder catalysts for hydrodesul-furization. Petrol. Chem. 2021. V. 61. N 7. P. 794-805. DOI: 10.1134/S0965544121070033.
Fedushchak T. A., Uimin M. A., Maikov V. V., Zhurav-kov S.P., Vlasov V.A., Prosvirin I.P., Repev N.A., Kogan V.M. Cryogenic dispersion of molybdenite as a method to enhance activity of molybdenite-based bulky catalysts. Izv. AN. Ser. Khim. 2024 V. 73. N 5. P. 1156-1164 (in Russian). DOI: 10.1007/s11172-024-4230-x.
Tomina N.N., Pimerzin A.A., Moiseev I.K. Sulfide catalysts for hydrotreating oil fractions. Ross. Khim. Zhurn. 2008. N 4. P. 41-51 (in Russian).
