Купить (625 RUB)
сгенерировать QR код
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Влияние модифицирования катализаторов фишера-тропша на синтез высших (C2+) спиртов — ценного сырья для устойчивого авиатоплива
https://doi.org/10.18412/1816-0395-2025-12-32-39
Аннотация
Установлены данные об активности Fe-содержащих катализаторов Фишера-Тропша, допированных Cu, Co и K, нанесенных на аттапульгит, а также с разным соотношением Cu:Fe (3:17, 12:8 или 17:3) в синтезе С2+ спиртов из синтез-газа (H2:CO=1; 2) для получения устойчивого авиатоплива (225–300 °C, 30 бар). Выявлено, что совместное нанесение Cu, Fe, Co и K обеспечивает более высокий выход С2+ спиртов, селективность по которым растет с увеличением доли Fe и температуры (H2:CO=1), достигая 90 % на 3Cu17FeCoK/аттапульгит при конверсии СО < 10 %. Отмечено, что более высокая активность 3Cu17FeCoK по маршруту синтеза С2+ спиртов, по-видимому, связана с более высоким содержанием высокодисперсных фаз Fe0; Fe3O4 (РФА) и равномерным распределением металлов на поверхности (ПЭМ), обеспечивающим эффективный межфазовый контакт.
Ключевые слова
высшие, С2+ спирты,
синтез-газ,
модифицированные катализаторы Фишера-Тропша,
возобновляемое авиатопливо
При поддержке: Авторы благодарны сотрудникам ИК СО РАН канд. физ.-мат. наук Е.Ю. Герасимову (ПЭМ), канд. хим. наук В.П. Пахаруковой (РФА), а также сотрудникам Университета Або Академи за помощь в проведении исследований и обсуждение результатов. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания Института катализа СО РАН (проект FWUR-2024-0035).
Об авторе
И. Л. Симакова
Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук"
Россия
Россия
канд. хим. наук, вед. науч. сотрудник
Список литературы
1. Митрова T., Хохлов A., Мельников Ю., Пердеро A., Мельникова M., Залюбовский Е. Глобальная климатическая угроза и экономика России: в поисках особого пути. 2020 https://sk.skolkovo.ru/storage/file_storage/74285006-e26c-4aec-9c1dc38bb44891a7/SKOLKOVO_EneC_Climate_Primer_RU.pdf (доступно 01.10.2025).
2. Попова И.М., Колмар О.И. Низкоуглеродное развитие России: вызовы и возможности в новых условиях. Вестник международных организаций. 2023. Т. 18. № 4. С. 1—30.
3. https://afdc.energy.gov/fuels/sustainable-aviation-fuel.
4. https://www.icao.int/environmental-protection/Documents/CorsiaBrochure_8Panels-RUS-Web.pdf.
5. https://rspp.ru/events/news/v-komitete-rspp-sostoyalos-zasedanierabochey-gruppy-po-voprosam-realizatsii-klimaticheskikh-proektov-iuglerodnomu-tsenoobrazovaniyu-684696b54058f/.
6. https://www.rbc.ru/business/16/09/2025/68c84ae09a7947a27c9034de.
7. Bioenergy Technologies Office. Sustainable Aviation Fuel: Review of Technical Pathways. Report by Holladay J., Abdullah Z., Heyne J. beto-sust-aviation-fuel-sep-2020.pdf.
8. Díaz-Pérez M.A., Serrano-Ruiz J.C. Catalytic Production of Jet Fuels from Biomass. Molecules. 2020. 25. 802. doi:10.3390/molecules25040802.
9. Mawhood R., Gazis E., de Jong S., Hoefnagels R., Slade R. Production pathways for renewable jet fuel: A review of commercialization status and future prospects. Biofuels Bioprod. Biorefining. 2016. 10. 462—484.
10. https://www.gazprom-neft.ru/press-center/news/zelenaya-aviatsiya-uchenye-gazprom-nefti-razrabotali-tekhnologiyu-proizvodstva-ekologichnogo-aviatsi/.
11. Li Z., Zeng Z., Yao D., Fan S., Guo S., Lv J., Huang S., Wang Y., Ma X. High-performance CoCu catalyst encapsulated in KIT-6 for higher alcohol synthesis from syngas. ACS Sust. Chem. Eng. 2020. V. 8. P. 200—209.
12. Зубков И.Н., Папета О.П., Боженко Е.А., Демченко С.С., Драченко А.С., Лавренов С.А., Яковенко Р.Е. Синтез высших спиртов из СО и Н2 на би- и полиметаллических катализаторах. Известия вузов. Сев.-Кавк. регион. Технические науки. 2022. № 1. Стр. 43—53.
13. Liu G., Yang G., Peng X., Wu J., Tsubaki N. Recent advances in the routes and catalysts for ethanol synthesis from syngas. Chem. Soc. Rev. 2022. V. 51. P. 5606—5659.
14. Mäki-Arvela P., Aho A., Simakova I., Murzin D.Yu. Sustainable aviation fuel from syngas through higher alcohols. ChemCatChem. 2022. V. 14. e202201005 (1 of 21). doi.org/10.1002/cctc.202201005.
15. Zeng F., Xi X., Cao H., Pei Y., Heeres H.J., Palkovits R. Synthesis of mixed alcohols with enhanced C3+ alcohol production by CO hydrogenation over potassium promoted molybdenum sulfide. Applied Catalysis B: Environmental. 2019. V. 246. P. 232—241.
16. Luk H.T., Mondelli C., Ferré D.C., Stewart J.A., Pérez-Ramírez J. Status and prospects in higher alcohols synthesis from syngas. Chem. Soc. Rev. 2017. V. 46. №. 5. P. 1358—1426.
17. Yoo E., Lee U., Wang M. Life-cycle greenhouse gas emissions of sustainable aviation fuel through a net-zero carbon biofuel plant design. ACS Sustainable Chem. Eng. 2022. V. 10. N. 27. P. 8725—8732.
18. Liu B., Li Y., Duan Y., Ding T., Tang Y., Zheng C. Effect of supports on performance of Cu—Fe based catalysts for higher alcohols synthesis from syngas. React. Kinet. Mech. Cat. 2019. V. 128. P. 695—706.
19. Lu Y., Yu F., Hu J., Liu J. Catalytic conversion of syngas to mixed alcohols over Zn-Mn promoted Cu-Fe based catalyst. Applied Catalysis A: General. 2012. V. 429—430. P. 48—58.
20. Guo H., Zhang H., Peng F., Yang H., Xiong L., Wang C., Huang C., Chen X., Ma L. Effects of Cu/Fe ratio on structure and performance of attapulgite supported CuFeCo-based catalyst for mixed alcohols synthesis from syngas. Applied Catalysis A: General. 2015 V. 503. P. 51—61.
21. Yang W., Chen M., Zhou J., Duan Y., An Y., Liu M., Tian M. Preparation and evaluation of highly dispersed HHSS supported Cu-Fe bimetallic catalysts for higher alcohols synthesis from syngas. Applied Catalysis A: General. 2020. P. 117868.
22. Aho A., Lind N., Virtanen P., Mдki-Arvela P., Erдnen K., Granroth S., Korpelin V., Honkala K., Russo V., Simakova I., Murzin D.Y. Influence of Cu:Fe Ratio in Synthesis of Higher Alcohols from Syngas over CuFeCoK/Attapulgite Catalysts. Applied Catalysis O: Open. 2024. V.193. 206972:1-18. DOI: 10.1016/j.apcato.2024.206972.
23. Mäki-Arvela P., Martin G., Simakova I., Tokarev A., Wärnå J., Hemming J., Holmbom B., Salmi T., Murzin D.Yu. Kinetics, catalyst deactivation and modeling in the hydrogenation of β-sitosterol to β-sitostanol over microporous and mesoporous carbon supported Pd catalysts. Chemical Engineering Journal. 2009. V. 154 (1—3). P. 45—51.
24. He M., Luo M., Fang P. Characterization of CuO species and thermal solid-solid interaction in CuO/CeO2-Al2O3 Catalyst by in-situ XRD, Raman spectroscopy and TPR. Journal of Rare Earths. 2006. V. 24. P. 188—192.
25. Zhang J., Zeng F., Fan X., Chen H. Review on the Pivotal Role of Interfacial Sites in Multicomponent Catalysts for Promoting Selective COx Hydrogenation to Ethanol. ChemCatChem. 2025. V. 17. e01092 (1 of 14). doi.org/10.1002/cctc.202501092.
26. Gong N., Wu Y., Ma Q., Tan. Y. A simple strategy stabilizing for a CuFe/SiO2 catalyst and boosting higher alcohols’ synthesis from syngas. Catalysts. 2023. V. 13. P. 237—249.
Рецензия
Для цитирования:
Симакова И.Л. Влияние модифицирования катализаторов фишера-тропша на синтез высших (C2+) спиртов — ценного сырья для устойчивого авиатоплива. Экология и промышленность России. 2025;29(12):32-39. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2025-12-32-39
For citation:
Simakova I.L. The effect of Modification of Fischer-Tropsch Catalysts on the Synthesis of Higher C2+ Alcohols, Valuable Raw Materials for Sustainable Aviation Fuels. Ecology and Industry of Russia. 2025;29(12):32-39. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2025-12-32-39
Просмотров:
34
Послать статью по эл. почте 