СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ Pt/Al2O3 И Pt/SiO2 В РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ L-СОРБОЗЫ
COMPARATIVE EVALUATION OF THE CATALYTIC ACTIVITY OF Pt/Al₂O₃ AND Pt/SiO₂ IN THE OXIDATION REACTION OF L-SORBOSE

Скачать статью

Авторы

М.В. Родионов, С.К. Смирнов, Д.Ю. Цветков, А.И. Петрова, Н.В. Лакина, В.Ю. Долуда

Аннотация

Проведено систематическое сравнительное исследование ката-литической активности платиновых катализаторов, нанесенных на алюмооксидный (Al2O3) и кремнеземный (SiO2) носители, в реакции жидкофазного окисления L-сорбозы молекулярным кислородом. Установлено, что процесс окисления кетозы в присутствии Pt/SiO2 более эффективен по селективности целевого продукта – 2-кето-L-гулоновой кислоты (в среднем 70 %) по сравнению с Pt/Al2O3 (38 %) при температуре 70 °C и времени реакции 3 ч. Конверсия L-сорбозы также выше на 10–15 %. Показана хорошая стабильность Pt/SiO₂ при многократном использовании (до трех циклов), в то время как воспроизводимость Pt/Al₂O₃ после трех циклов снижается почти вдвое. Определена оптимальная температура процесса, при которой достигается наилучшее соотношение между конверсией и селективностью. Сделан вывод о том, что катализатор SiO₂ может быть рекомендован для дальнейших исследований гетерогенно-каталитического способа получения 2-кето-L-гулоновой кислоты.

Ключевые слова

L-сорбоза, окисление, платиновые катализаторы, SiO₂, Al₂O₃, селективность, конверсия, 2-кето-L-гулоновая кислота.

Abstract

A systematic comparative study of the catalytic activity of platinum catalysts supported on alumina (Al₂O₃) and silica (SiO₂) carriers in the liquid-phase oxidation of L-sorbose with molecular oxygen has been conducted. It was found that the Pt/SiO₂ catalyst provides significantly higher selectivity towards the target product, 2-keto-L-gulonic acid (on average 70 %), compared to Pt/Al₂O₃ (38 %) at a temperature of 70 °C and a reaction time of 3 hours. The conversion of L-sorbose on Pt/SiO₂ is also 10–15 % higher. Pt/SiO₂ demonstrated good stability upon multiple reuse (up to three cycles), while the activity of Pt/Al₂O₃ decreases by almost half after three cycles. The optimal process temperature was determined to be 70 °C, at which the best balance between conversion and selectivity is achieved. Thus, Pt/SiO₂ is recommended as the preferred catalyst for further research and potential scale-up.

Keywords

L-sorbose, oxidation, platinum catalysts, SiO₂, Al₂O₃, selectivity, conversion, 2-keto-L-gulonic acid.