Научный отчет Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН

1. Полимеризация ацетилена в водных растворах PdCl₂-CuCl: новые каталитически активные палладий-медь-содержащие углеродные материалы

Впервые экспериментально показана возможность получения каталитически активных палладий-медь содержащих углеродных нано- и субмикронных сфер путем полимеризации ацетилена в водных растворах PdCl2-CuCl.

Полученные композиты катализируют синтетически важные реакции кросс-сочетания (Соногаширы, Хека, Сузуки), а также окислительную димеризацию ацетиленов. Изменяя условия полимеризации, можно в широких пределах варьировать морфологию и наполнение углеродной матрицы палладием и медью в различных валентных состояниях и, следовательно, управлять каталитической активностью композитов. Результаты иллюстрируют новую концепцию синтеза катализаторов, нанесенных на углеродную матрицу. В основу концепции положено формирование углеродного материала из низкомолекулярных предшественников (например, ацетилена или его производных) в присутствии соединений каталитически активных металлов.

2. Комбинация термокаталитического гидролиза, алкоголиза и гидрогенолиза лигнина как новый подход к получению биотоплива

Впервые показано, что в условиях термокаталитического гидролиза и алкоголиза, в том числе в сочетании с гидрогенолизом, лигнин превращается в жидкие (“лигнонефть”) и газообразные (“лигногаз”) продукты. Жидкая фракция представляет собой смесь алифатических спиртов и их эфиров, ароматических углеводородов, замещенных фенолов и их эфиров. Эти продукты образуются в результате деструкции полимерной матрицы лигнина по С-О и С-С связям, а также деметоксилирования и алкилирования ароматического кольца. Кроме того, деполимеризация лигнина протекает со значительным снижением содержания кислорода в образующихся жидких продуктах (до 8-10%) по сравнению с таковым в исходном лигнине (30%). В газовой фазе (“лигногаз”) идентифицированы оксиды углерода, метан, а также другие низшие углеводороды (С2-С5). Лучшими каталитическими свойствами среди изученных катализаторов обладают соли благородных металлов (платины и палладия).

Таким образом, на основе катализируемого солями платины и палладия гидрогенолиза гидролизного лигнина, протекающего в водно-органических средах в суб- и суперкритических условиях, разработаны условия его количественного превращения в жидкие и газообразные продукты. Полученная жидкая фракция - “лигнонефть” состава С10-14Н13-20О (соотношение Н/С 1.3-1.4) может стать основой для получения моторных топлив нового поколения.