Влияние структурных и поверхностных свойств сложнооксидных систем на основе гадолиния и переходных металлов на процесс дегидрирования пропана

В данной работе исследована каталитическая активность сложных оксидов гадолиния (Gd₂M₂O₇) в процессе крекинга пропана. Установлено, что применение катализаторов смещает крекинговую область в более низкие температуры: конверсия на Gd₂Ti₂O₇ начинается при 773 К, а термокрекинг только при 900 К. Максимальный выход этилена (0,4 ммоль/г×с) отмечен на молибдате гадолиния при 1000 К, в то время как вольфрамат демонстрирует смещение температурного максимума к 850 К при сохранении высокой селективности. Выявлено, что дегидрирующий механизм преобладает у Gd₂M₂O₇ за счёт кислоты Льюиса. Таке на параметры крекинга пропана оказывает влияние тип кристаллической решётки. Показано, что высокосимметричная кубическая кристаллическая решётка даёт более высокие выходы этилена и пропилена, в то время как низкосимметричные кристаллические решётки дают меньшие значения целевых продуктов (моноелинная, ортоомбическая).

In this paper, the catalytic activity of complex gadolinium oxides (Gd₂M₂O₇) in the process of propane cracking was investigated. It was found that the use of catalysts shifts the cracking region to lower temperatures: conversion on Gd₂Ti₂O₇ begins at 773 K, and thermal cracking only at 900 K. The maximum ethylene yield (0.4 mmol/g×s) was noted on gadolinium molybdate at 1000 K, while tungstate demonstrates a shift in the temperature maximum to 850 K while maintaining high selectivity. It was revealed that the dehydrogenating mechanism prevails in Gd₂M₂O₇ due to the Lewis acid. The type of crystal lattice also affects the propane cracking parameters. It is shown that the high-symmetry cubic crystal lattice gives higher yields of ethylene and propylene, while low-symmetry crystal lattices give lower values of the target products (monoline, orthoombic).