VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Продукты гидрирования - амины и их производные используются в получении красителей, полимеров, инсектицидов и гербицидов, фармацевтических препаратов и т.д.. В промышленности аминофенолы получают при высоких температурах. Цель работы -изучение реакций гидрирования n-нитрофенола на Pt катализаторах, содержащих оксиды Yb и Al. Катализаторы готовили методом нанесения платины на носитель (Yb₂O₃), в качестве катализатора сравнения использовали 1%Pt/Аl₂O₃. Изучение кинетических характеристик реакции гидрирования п-нитрофенола проводили на установке [1], позволяющей измерять объем водорода. Ранее [2,3] в качестве среды гидрирования был выбран этиловый спирт. Реакция протекает по схеме:

Р авномерность распределения активных компонентов по грануле катализаторов была оценена на растровом сканирующем микроскопе JSM-6390. На рисунке 1 приведены снимки 1% Pt катализатора, нанесенного на Yb₂O₃. Получены образцы с широким распределением размеров частиц.

Рисунок 1 – Сканирующая электронная микроскопия для катализатора 1 % Pt/Yb₂O₃

Анализируя снимки, можно отметить, что метод приготовления каталитических систем позволяет равномерно распределить платину по гранулам оксида РЗЭ, а формирование каталитически активных центров происходит одновременно.

На рисунке 2 представлена зависимость степени превращения п-нитрофенола от времени для 1%Pt/ Yb₂O₃ и 1%Pt/Аl₂O₃ катализаторов.

Рисунок 2 - Зависимость степени превращения п-нитрофенола от времени для 1%Pt/ Yb₂O₃ и 1%Pt/Аl₂O₃ катализаторов

Анализируя рисунок, можно отметить, что реакция протекает со 100% превращением. Время гидрирования п-нитрофенола на 1%Pt/Yb₂O₃ катализаторе составляет 40 минут, тогда как для 1%Pt/Аl₂O₃ катализаторе для этого требуется 130 минут, что примерно в 3 раза меньше по сравнению с катализатором сравнения. Интегральным методом рассчитаны кинетические характеристики реакции, определен порядок реакции: первый по п-нитрофенолу.

В связи удорожанием ингредиентов резиновой смеси импортного производства, мы предлагаем использовать полученный п-аминофенол в качестве антиоксиданта, защищающего резину на основе натурального и синтетических каучуков от термоокислительного и светоозонового старения и разрушения при деформациях. В настоящее время мы приступили к лабораторным испытаниям.

Литература

1. Бутов Г. М., Зорина Г. И., Курунина Г. М. Жидкофазное гидрирование бензальдегида на 1% платиновых катализаторах, нанесенных на оксиды редкоземельных элементов // Ж. Хим.пром.сегодня .- № 2, 2009. С.3-6.

2. Мазаева А.О., Костенко Н.В., Зорина Г.И., Курунина Г.М., Бутов Г.М. Термодинамический анализ реакции гидрирования n-нитрофенола и выбор растворителя // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2012. № 1. С. 176-177.

3. Г.М. Бутов, Г.И. Зорина, Г.М. Курунина Изучение влияния концентрации этилового спирта на скорость гидрирования n-нитротолуола на платиновых катализаторах, нанесённых на оксид гадолиния / // Изв. ВолгГТУ. Серия "Химия и технология элементоорганических мономеров и полимерных материалов". Вып. 6 : межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2009. - № 2. - C. 87-90.