Кинетика и катализ, 2021, T. 62, № 4, стр. 446-458

Селективное О-метилирование фенола диметилкарбонатом на катализаторах, нанесенных на CaO

Zhifang Zhang a, Zhongying Xu b, Shaoying Li b, Shijun Chen b, Ying Tang bc*

a Школа химии и химической инженерии Юйлиньского университета
719000 Юйлинь, Китай

b Ключевая лаборатория по контролю загрязнения окружающей среды и технологии защиты резервуаров на нефтяных месторождениях провинции Шэньси, Сианьский университет Шию
710065 Сиань, Китай

c Государственная ключевая лаборатория контроля загрязнения нефтью, Исследовательский институт безопасности и экологических технологий CNPC
102206 Пекин, Китай

* E-mail: tangying78@xsyu.edu.cn

Поступила в редакцию 24.01.2021
После доработки 12.02.2021
Принята к публикации 12.02.2021

Аннотация

Показано, что катализаторы на основе СаО являются эффективными гетерогенными катализаторами метилирования фенола диметилкарбонатом (ДМК) в закрытом реакторе высокого давления. Для достижения максимальной конверсии фенола проведены опыты по оптимизации состава катализатора и условий проведения реакции. Наилучшие каталитические характеристики продемонстрировал CaO, модифицированный KCl. При температуре реакции 200°C, молярном соотношении фенол : ДМК = 1 : 2, 3% загрузке катализатора 15%KCl/CaO и продолжительности реакции 9 ч была достигнута 100% конверсия фенола при 95% селективности по анизолу. Структура и свойства катализаторов подробно охарактеризованы с помощью ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием (FTIR), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и метода БЭТ. Обнаружено, что существует сильная взаимосвязь между основностью поверхности катализаторов и их каталитическими характеристиками в отношении конверсии фенола и селективности по анизолу.

Ключевые слова: анизол, фенол, диметилкарбонат, реакция метилирования

DOI: 10.31857/S045388112104016X

Список литературы

  1. Perego C., Ingallina P. // Green Chem. 2004. V. 56. P. 247.

  2. Vijayaraj M., Gopinath C.S. // Appl. Catal. A: Gen. 2007. V. 320. P. 64.

  3. Byun E., Hong B., de Castro K.A., Lim M., Rhee H. // J. Org. Chem. 2007. V. 72. P. 9815.

  4. Oae S., Kiritani R.B. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1966. V. 39. P. 611.

  5. Santacesaria E., Grasso D., Gelosa D., Carra S. // Appl. Catal. A: Gen. 1990. V. 64. P. 83.

  6. Pochet S., Su S., Doepper R., Renken A. // Chem. Eng. Technol. 1994. V. 17. P. 108.

  7. Pochet S., Minsker L.K., Doepper R., Renken A. // Chem. Eng. Sci. 1996. V. 51. P. 2933.

  8. Bautista F.M., Campelo J.M., Garcia A., Luna D., Marinas J.M., Romero A.A., Urbano M.R. // Catal. Lett. 1997. V. 62. P. 47.

  9. Samolada M.C., Grigoriadou E., Kiparissides Z., Vasalos I.A. // J. Catal. 1995. V. 152. P. 52.

  10. Lee S.C., Lee S.W., Kim K.S., Lee T.J., Kim D.H., Chang Kim J. // Catal. Today. 1998. V. 44. P. 253.

  11. Bal R., Chaudhari K., Sivasanker S. // Catal. Lett. 2000. V. 70. P. 75.

  12. Изотов А.И., Килман Г.В., Шалаев Р.В. // Физ. химия. 2019. Т. 13. С. (Izotov A.I., Kilman G.V., Shalayev R.V. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2019. V. 13. P. 1169.)

  13. Yan H.D., Zeng L.F., Xie Y.Q., Cui Y., Ye L., Tu S. // Rev. Chem. Intermed. 2016. V. 42. P. 5951.

  14. Aricò F., Tundo P. // Russ. Chem. Rev. 2010. V. 79. P. 479.

  15. Ouk S., Thiebaud S., Borredon E., Le Gars P. // Appl. Catal. A: Gen. 2003. V. 241. P. 227.

  16. Mareev E.I., Aleshkevich V.A., Potemkin F.V., Minaev N.V., Gordienko V.M. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2019. V. 13. P. 1214.

  17. Xiao Z.L., Yang H., Zhang H., Chen T., Wang G.G. // Chem. Papers. 2018. V. 72. P. 2347.

  18. Kosyakov D.S., Ul’yanovskii N.V., Ivakhnov A.D., Pikovskoi I.I. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2019. V. 13. P. 1103.

  19. Pan D.H., Dian-Chu L.I., Jing-Hong M.A. // Act. Petro. Sinica. 2005. V. 8031. P. 256.

  20. Fedyaeva O.N., Vostrikov A.A. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2019. V. 13. P. 1071.

  21. Petrov L.V., Solyanikov V.M. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2020. V. 14. P. 29.

  22. Balasubramanian V.V., Pandurangan A., Palanichamy M., Murugesan V. // Indian. Chem. Tech. 2000. V. 7. P. 149.

  23. Chen B., Zhao N., Wei W. // Pet. Calt. 2009. V. 38. P. 897.

  24. Maleki H., Kazemeini M. // J. Fuel Chem. Tech. 2017. V. 45. P. 442.

  25. Chen B., Zhao N., Wei W., et al. // J. Fuel Chem.Tech. 2011. V. 39. P. 144.

Дополнительные материалы отсутствуют.