ИСТИНА

Метанол является важным сырьем в промышленном органическом синтезе [1], а также может быть использован как растворитель, топливная присадка, хладагент. Поскольку потребность рынка в метаноле непрерывно растет, производство его также увеличивается. Основным путем синтеза метанола в промышленности является процесс переработки синтез-газа (СО + Н2). Предложена альтернатива синтез-газу, состоящая в использовании смеси СО2 + Н2 либо смесей СО + СО2 + Н2. Такого рода процесс по- зволяет решать одновременно две задачи: синтез метанола и утилизация СО2 за счет его вовлечения в химическую реакцию, что позволяет частично контролировать его атмосферные выбросы [2]. Поскольку СО2 представляет собой довольно устойчивую молекулу, термодинамически гидрирование СО2 менее энергетически выгодно, чем гидрирование СО. В связи с этим необходима разработка эффективных катализаторов процесса получения метанола и утилизации углекислого газа: интерес представляют на- несенные и соосажденные катализаторы на основе оксидов меди и цинка и увеличение их поверхности за счет применения темплатного синтеза. В ходе работы исследовали влияние параметров синтеза и добавки оксида алюминия в состав катализатора на каталитические свойства медь-цинковых оксидных систем в реакции гидрирования СО2. Для этого синтезировали серию оксидных систем состава xAl2O3-yCuO-ZnO, где x — содержание оксида алюминия, x = 0–25 масс. %, y — суммарное содержание оксидов меди и цинка (Cu/Zn = 2:1 моль/моль), y = 10–45 масс. % для систем на основе силикагеля и 75–100 масс. % для образцов без носителя. Серию на основе силикагеля готовили по методике получения материалов семейства МСМ-41: темплатным синтезом с использованием цетилтриметиламмония бромида в качестве темплата, причем медь и цинк вводили на стадии образования силикагеля при гидролизе тетраэтоксисилана. Также был приготовлен образец сравнения, полученный нанесением металлов из водного раствора пропиткой по влагоемкости на силикагель МСМ-41, синтезированный по той же методике. Серию алюминийсодержащих образцов готовили с использованием плюроника P123 в качестве темплата (катализаторы без носителя) по методике, аналогичной методике синтеза материалов семейства SBA-15. Серию образцов, полученных соосаждением без темплата, получали осаждением из раствора нитратов алюминия, меди и цинка, в качестве осадителя использовали карбонат аммония. Также был приготовлен образец сравнения, полученный соосаждением аммиаком. Полученные системы изучили в каталитической реакции гидрирования СО2 с получением метанола, а также исследовали их физико-химические свойства методами низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, РФА, СЭМ, РСМА и др. Наиболее активными являются образцы, синтезированные с использованием в качестве темплата плюроника Р123, содержащие небольшие количества оксида алюминия, причем образец, содержащий 5.5 масс. % оксида алюминия, оказался более активным, чем содержащий 2.68 % Al2O3. Следующим по активности оказался образец, также содержащий 2.68 масс. % Al2O3, полученный соосаждением с использованием карбоната аммония. На образцах 2.68Al2O3-CuZn-CO3, 2.68Al2O3-CuZn(Р123), 8.46Al2O3-CuZn(Р123) достигнута селективность по метанолу свыше 95 %. Наиболее эффективный образец показал производительность 0.51 гметанола/гкатализатор/ч при температурах 280–320 °С.