Влияние химического и фазового состава нанокристаллических сложных оксидов гадолиния на протекание процесса крекинга пропана

Изучено влияние химического состава и типа кристаллической структуры сложных оксидов гадолиния на их каталитическую активность. Показано, что нанокристаллические порошки Gd₂Ti₂O₇, Gd₂Zr₂O₇ и Gd₂Hf₂O₇ образуют высокосимметричные гранецентрированные кубические кристаллические структуры, имеющие локализованную (в Gd₂Ti₂O₇) и делокализованную (в Gd₂Zr₂O₇ и Gd₂Hf₂O₇) кислородную вакансию. В то же время низкосимметричные кристаллические структуры формируются в Gd₂(WO₄)₃ (моноклинная структура) и Gd₂(МоO₄)₃ (смесь моноклинной и ромбической структур). В ходе каталитических экспериментов установлено, что формирование кубической структуры способствует увеличению степени превращения пропана и смещению крекинговых температур в более низкую область. Образование такого типа нанокристаллических оксидов способствует протеканию реакции дегидрирования с селективностью по пропилену до 80% при температурах до 700 К. Формирование смеси моноклинной и ромбической структур в Gd₂(МоO₄)₃ приводит к смещению степени конверсии в область каталитических температур 700–900 К с преобладанием реакции дегидрирования в 80%. В случае моноклинной структуры Gd₂(WO₄)₃ в тех же областях крекинговых температур параллельно протекает процесс деструкции, что снижает селективность по пропилену до 50%, при этом способствует выходу этилена 30%.