Синтез акрилової кислоти на B–P–V–W–OX/SIO2 каталізаторах, модифікованих механохімічною обробкою

The influence of mechanochemical treatment of catalysts on the process of aldol condensation of acetic acid with formaldehyde into acrylic acid in the gas phase was investigated. The active phase components B2O3–P2O5–WO3–V2O5/SiO2 of the catalyst studied during the mechanochemical treatment of the carrier (silica gel of the KSKG brand) and the wet gel SiO2 in the aqueous solution, which was performed in term to determine the influence of catalysts porous structure modification on the catalytic properties of the catalyst. Mechanochemical treatment was performed at 300 rpm, 500 rpm, 650 rpm and 800 rpm. The atomic ratio of components in catalyst B:P:W:V is 3:1:0.18:0,12. The catalytic properties of the obtained catalysts were investigated in the reaction of aldol condensation of acetic acid with formaldehyde at the temperature range from 573 to 673 K, the contact time of 8 s with the equimolar ratio of the initial reagents. The influence of the reaction temperature and the conditions of the mechanochemical treatment of the catalyst on the parameters of the condensation process of acetic acid with formaldehyde was established. The best of the investigations is a catalyst subjected to mechanochemical treatment in water at 300 rpm. The optimal conditions for the process are temperature 648 K, contact time 8 s. Under these conditions, it was possible to achieve the acrylic acid yield of 65,8 % with 91,3 % selectivity and 72,1 % of acetic acid conversion, which is better than that of a not treated catalyst (the yield of acrylic acid is 57 %, with a selectivity of 89 % and a conversion of 64,1 %). The comparison of the catalytic activity of the previously developed crude catalyst based on the silica gel of the KSKG; a carrier which was subjected to hydrothermal treatment at 150 °C, a catalyst with mechanochemical treatment of the carrier at 300 rpm and a catalyst with a mechanochemical treatment of a wet gel carrier SiO2 at 800 rpm in optimum conditions of the process. Mechanochemical treatment of the catalyst is simple and effective way to improve the efficiency of catalysts and allows to increase the yield of acrylic acid by 8,8 %. It is shown that the method of preparation of the catalyst significantly affect its porous structure.Досліджено вплив механохімічного оброблення каталізаторів на процес альдольної конденсації оцтової кислоти з формальдегідом в акрилову кислоту в газовій фазі. Компоненти активної фази B2O3–P2O5–WO3–V2O5/SiO2 каталізатора впроваджено в структуру носія (силікагель марки КСКГ) під час його механохімічного оброблення у воді або під час механохімічного оброблення вологого гелю SiO2 у процесі приготування силікагелю. Механохімічне оброблення здійснено за 300 об./хв, 500 об./хв, 650 об./хв та 800 об./хв. Каталітичні властивості одержаних каталізаторів досліджено в реакції альдольної конденсації оцтової кислоти з формальдегідом у температурному діапазоні від 573 до 673 К, часі контакту 8 с за еквімолярного співвідношення вихідних реагентів. Встановлено вплив температури реакції та умов механохімічного оброблення каталізатора на параметри процесу конденсації оцтової кислоти з формальдегідом. Кращим із досліджених є каталізатор, підданий механохімічній обробці у воді за 300 об./хв. Оптимальними умовами здійснення процесу є температура 648 К, час контакту 8 с. У зазначених умовах вдалося досягти виходу акрилової кислоти 65,8 % за селективності її утворення 91,3 % та конверсії ОК 72,1 %. Механохімічне оброблення каталізатора є простим та ефективним способом вдосконалення ефективності каталізаторів і дає змогу збільшити вихід АК на 8,8 %. Показано, що метод приготування каталізатора істотно впливає на його порувату структуру

Synthesis of acrylic acid and acrylic esters via oxidation and oxidative alkoxylation of acrolein under mild conditions with selenium-modified microgel catalysts

Systematic studies of acrolein oxidation and oxidative alkoxylation catalyzed by Se-modified microgel catalysts under mild reaction conditions were conducted. Se-modified microgels proved to be highly active colloidal catalysts and exhibited high performance for the oxidation of acrolein to acrylic acid and oxidative alkoxylation to the corresponding methyl/ethyl/butyl acrylates using hydrogen peroxide as a green oxidant. Methyl acrylate or acrylic acid can be synthesized in high yield (89-91%) and with high selectivity (97-99%) simply by regulating the solvent type and the concentration of selenium moieties in the microgel structure. Se-microgels exhibit exceptional catalytic activity compared with other Se-containing molecules of organic and inorganic nature. Due to the unique properties of the microgels that combine advantages from homogeneous and heterogeneous catalytic systems in terms of activity and selectivity as well as re-use possibilities, Se-microgel catalysts can be easily separated and reused in several catalytic cycles and remain highly active