Tổng hợp 2-methylpyrazine bằng phương pháp xúc tác trên vật liệu xúc tác dựa trên đồng được tăng cường bởi Cr thông qua phản ứng cyclo-dehydrogenation

Fangli Jing1, Yuanyuan Zhang1, Shizhong Luo1, Wei Chu1, Hui Zhang1, Xinyu Shi1
1Department of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu, China

Tóm tắt

Phản ứng cyclo-dehydrogenation của etylen diamine và propylene glycol để tạo ra 2-methylpyrazine được thực hiện ở điều kiện khí quyển tại 380°C. Các chất xúc tác Cu-Zn/Al2O3 được tăng cường bởi Cr được chuẩn bị bằng phương pháp ngâm tẩm và được đặc trưng bằng các kỹ thuật ICP-AES, hấp phụ/khử hấp phụ N2, XRD, XPS, hấp phụ hóa học N2O, TPR và NH3-TPD. Các dạng crom vô định hình tồn tại trong chất xúc tác Cu-Zn-Cr/Al2O3 đã nâng cao sự phân tán của thành phần hoạt tính Cu, thúc đẩy quá trình khử chất xúc tác. Hơn nữa, hiệu suất xúc tác đã được cải thiện đáng kể. Độ axit của chất xúc tác đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường độ chọn lọc của 2-MP. Để tối ưu hóa các tham số phản ứng, ảnh hưởng của hàm lượng crom khác nhau, nhiệt độ phản ứng, vận tốc dòng chất lỏng theo giờ (LHSV), tỉ lệ mol của các chất phản ứng và thời gian hoạt động lên mẫu sản phẩm đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy việc bổ sung chất xúc tác Cr đã cho hoạt tính xúc tác, độ ổn định và độ chọn lọc của 2-methylpyrazine đạt được kết quả đầy hứa hẹn.

Từ khóa

#xúc tác #2-methylpyrazine #cyclo-dehydrogenation #Cu-Zn/Al2O3 #Cr #hoạt tính xúc tác #tính chọn lọc

Tài liệu tham khảo

Cenker M, Trenton and Baxter G E 1961 US 3005820

Su W Y and Knifton J F 1988 US 4788289

Subrahmanyam, M, Kulkarni S J and Rao A V R 1995 Indian J. Chem. Technol. 2 237

Seetharamanjaneya S P, Raghavan K V, Rao P K and Kulkarni S J 2002 US 143180 A1

Forni L, Stern G and Gatti M 1987 Appl. Catal. 29 161

Subrahmanyam M, Muralidhar G and Kulkarni S J 2000 IN 185171

Forni L and Pollesel P 1991 J. Catal. 130 403

Sato K 1978 US 4097478

Subrahmanyam M, Muralidhar G and Verma P K 2001 IN 185482

Lee Y K, Park S E and Kwon Y S 1990 US 4966970

Shoji T, Nakaishi T and Mikata M 1996 JP 08225543A

Balpanov D S, Krichevskii L A and Kagarlitskii A D 2001 Russ. J. Appl. Chem. 74 2125

Fedolyak G T, Morozov A V, Kagarlitskii A D, Krichevskii L A and Akad I 1990 Nauk Kaz. SSR, Ser. Khim. 6 85

Shoji T and Nakaishi T 1997 US 5693806

Forni L and Nestori S 1998 Stud. Surf. Sci. Catal. 41 291

Anand R and Rao B S 2002 Catal. Commun. 3 29

Anand R, Hegde S G, Rao B S and Gopinath C S 2002 Catal. Lett. 84 265

Dixon J K 1946 US 2400398

Pfann H F, Greenwich and Dixon J K 1947 US 2414552

Park I, Lee J, Rhee Y, Han Y and Kim H 2003 Appl. Catal. A: Gen 253 249

Park I, Rhee Y, Lee J, Han Y H, Jeon J and Kim H 2003 Res. Chem. Intermed. 29 575

Cesar D V, Perez C A, Salim V M M and Schmal M 1999 Appl. Catal. A: Gen 176 205

Velu S, Suzuki K and Osaki T 1999 Catal. Lett. 62 159

Lindstrom B, Pettersson L J and Menon P G 2002 Appl. Catal. A: Gen. 234 111

Fujiwara M, Kieffer R, Ando H and Souma Y 1995 Appl. Catal. A: Gen. 121 113

Fujiwara M, Ando H, Tanaka M and Souma Y 1995 Appl. Catal. A: Gen. 130 105

Murcia-Mascaros S, Navarro R M, Gomez-Sainero L and Fierro J L G 2001 J. Catal. 198 338

Diaz G, Perez-Hernandez R, Gomez-Cortes A, Benaissa M, Mariscal R and Fierro J L G 1999 J. Catal. 187 1

Campos-Martin J M, Guerrero-Ruiz A and Fierro J L G 1995 J. Catal. 156 208

Mathew T, Rao B S and Gopinath C S 2004 J. Catal. 222 107

Ilinich O, Ruettinger W, Liu X S and Farrauto R 2007 J. Catal. 247 112

Zhai X, Shamoto J, Xie H and Han Y 2008 Fuel 87 430

Tan Y, Xie H, Cui H and Han Y 2005 Catal. Today 104 25

Chen C S, Cheng W H and Lin S S 2003 Appl. Catal. A: Gen. 238 55

Huang L H, Chu W, Long Y, Ci Z M and Luo S Z 2006 Catal. Lett. 108 113

Chu W, Zhang T, He C H and Wu Y T 2002 Catal. Lett. 79 129

Guerreiro E D, Gorriz O F, Larsen G and Arrua L A 2000 Appl. Catal. A: Gen 204 33

Turco M, Bagnasco G, Cammarano C, Senese P, Costantino U and Sisani M 2007 Appl. Catal. B: Environ. 77 46

Gervasini A and Bennici S 2005 Appl. Catal. A: Gen 281 199

Zhao Y, Li F, Zhang R, Evans D G and Duan X 2002 Chem. Mater. 14 4286

Mathew T, Vijayaraj M, Pal S, Tope B B, Hegde S G, Rao B S and Gopinath C S 2004 J. Catal. 227 175

Mathew T, Tope B B, Shiju N R, Hegde S G, Rao B S and Gopinath C S 2002 PCCP 4 4260

Barthos R, Lonyi F, Onyestyak G and Valyon J 2001 Solid State Ionics 141 253

Katada N, Endo J, Notsu K, Yasunobu N, Naito N and Niwa M 2000 J. Phys. Chem. B104 10321

Roessner F, Hagen A, Mroczek U, Karge H G and Steinberg K H 1993 Stud. Surf. Sci. Catal. B75 1707