Эффективность металлоорганического каркасного соединения на основе ионов меди в низкотемпературном превращении пропана

В данной работе исследовалось влияние металлоорганического каркасного соединения в различных условиях на процесс крекинга пропана. Металлоорганические соединения – это вещества, которые являются перспективными материалами из-за своей уникальной структуры, применяемые в разнообразных отраслях промышленности. Растущий спрос на пропилен увеличивает потребность в переработке природ-ного пропана. В работе установлено, что в ходе гидротермального синтеза образуются двойные пирамидные структуры металлоорганического каркасного соединения на основе бензотрикарбоновой кислоты в качест-ве линкера и ионов Cu2+ из Cu(NO3)2 (MOF-199), способные к закреплению в полярную матрицу. В ка-честве матрицы использовался γ-Al2O3 с развитой, доступной поверхностью (Sуд = 180 м2/г), с узким распределением мезопористой структурой (12 нм). Структура была подтверждена с помощью скани-рующего электронного микроскопа (SEM). Методом РФСА доказано отсутствие примесных ионов, спо-собных влиять на каталитическую активность и селективность полученного материала. Определено, что MOF-199 проявляет каталитическую активность в процессе крекинга пропана в низко крекинговых областях температур до 900 К, снижая энергетику протекания процесса до 93 кДж/моль и оставаясь стабильным при работе 10 часов при температуре 650 К. Заключение MOF-199 в матрицу из γ-Al2O3 не меняет структуру исходного каркасного соединения, но увеличивает каталитическую актив-ность на 2%. При вводе MOF-199 в инертную матрицу не изменяется селективность по пропилену, но стабильность увеличивается. Каталитическая конверсия всех катализаторов хорошо сохраняется даже после 5 циклов реакций-регенерации.

In this work, we investigated the effect of an organometallic framework compound under various conditions on the propane cracking process. Organometallic compounds are substances that are promising materials due to their unique structure, used in a variety of industries. The growing demand for propylene is increasing the need to process natural propane. It was established in the work that in the course of hydrothermal synthesis, double pyramidal structures of an organometallic framework compound based on benzotricarboxylic acid as a linker and Cu2+ ions from Cu(NO3)2 (MOF-199) are formed, capable of being fixed in a polar matrix. The matrix was γ-Al2O3 with a developed accessible surface (Ssp = 180 m2/g), with a narrow distribution of the mesoporous structure (12 nm). The structure was confirmed using a scanning electron microscope (SEM). The absence of impurity ions capable of affecting the catalytic activity and selectivity of the obtained material has been proved by the XRD analysis. It was determined that MOF-199 exhibits catalytic activity in the process of propane cracking in low-cracking temperature ranges up to 900 K, reducing the energetics of the process to 93 kJ/mol and remaining stable when operating for 10 hours at a temperature of 650 K. Conclusion of MOF-199 in a matrix of γ-Al2O3 does not change the structure of the initial framework compound, but increases the catalytic activity by 2%. When MOF-199 is added to an inert matrix, the propylene selectivity does not change, but the stability increases. The catalytic conversion of all catalysts is well maintained even after 5 cycles of regeneration reactions.