Węgle aktywne jako katalizatory sprzężonych reakcji odwodornienia/uwodornienia związków organicznych

Zdecydowana większość technologii otrzymywania ważnych przemysłowo produktów bazuje na reakcjach o charakterze katalitycznym. Jednym z istotniejszych procesów tego typu jest proces odwodornienia. Sektor chemiczny wykorzystuje m.in. reakcję dehydrogenacji lekkich parafin do odpowiadających im olefin (ważne reagenty w syntezie organicznej), nie mniejsze znaczenie ma również proces dehydrogenacji etylobenzenu do styrenu (surowiec wyjściowy do produkcji ważnych przemysłowo materiałów, np. polistyrenu). Komercyjnie styren otrzymuje się w reakcji katalitycznej dehydrogenacji etylobenzenu (DE), w wysokiej temperaturze, w obecności przegrzanej pary wodnej, na katalizatorach hematytowych. Zasadniczą wadą tej technologii jest jednak silnie endotermiczny charakter oraz odwracalność reakcji, powodujące stosunkowo niską konwersję substratu. Modyfikacja metody związana z wprowadzeniem do układu utleniacza (zachodzi wówczas jego hydrogenacja) pozwala wyeliminować wskazane ograniczenia. Dane literaturowe dotyczące użycia węgli aktywnych w tego typu procesach sprzężonych wskazują, że zastosowanie tych materiałów może być ciekawą alternatywą dla powszechnie używanych katalizatorów nieorganicznych. W niniejszej pracy w roli utleniacza w procesie DE zastosowano nitrobenzen oraz furfural. Proces sprzężony prowadzono w obecności węgli aktywnych otrzymanych z szerokiej gamy prekursorów (głównie materiałów odpadowych). Wykazano, że testowane materiały są aktywne w badanym procesie, prowadząc do generowania ważnych użytkowo produktów: styrenu oraz aniliny lub styrenu i 2-metylofuranu. Straight majority of technologies of industrially important products is based on reactions of catalytic character, one of such processes is dehydrogenation. Of substantial importance is for example the reaction of dehydrogenation of light paraffins to the corresponding olefins (which are important reagents in organic synthesis) as well as the process of dehydrogenation of ethylbenzene (which is a substrate for production of many industrially valuable materials like polystyrene). On the industrial scale styrene is obtained in the catalytic dehydrogenation of ethylbenzene (DE), at high temperature in the presence of overheated stream and over hematite catalysts. The main drawback of this technology is its strongly endothermic character leading to relatively low conversion of the substrate. One of the approaches permitting elimination of this drawback is the modification of the technology involving the introduction of an oxidising substance (which undergoes hydrogenation). As follows from literature data the use of activated carbon as catalysts of these coupling processes can be an interesting alternative to the use of the commonly applied inorganic catalysts. In this study, such a modification was performed with nitrobenzene or furfural as the oxidising substances. The coupling process was performed in the presence of activated carbon obtained from a number of precursors, mainly waste materials. The results have proved that the activated carbon is an effective catalyst of these processes and leads to production of industrially important products such as styrene and aniline or styrene and 2-methylfurane.

Author

• Malaika, Anna

• węgle aktywne
• activated carbons
• odwodornienie etylobenzenu
• ethylbenzene dehydrogenation
• reakcje sprzężone
• coupling reactions

Identifier

hdl:10593/2066

OAI identifier oai:identifier

oai:repozytorium.amu.edu.pl:10593/2066