Гидрирование антрахинона является критическим этапом в синтезе перекиси водорода, важного промышленного окислителя. Традиционно для этой реакции использовались твердые катализаторы из благородных металлов, такие как никель и палладий, но исследование альтернативных катализаторов, таких как медные сплавы, предлагает потенциальные преимущества в стоимости и доступности, а также возможности настройки каталитических свойств. Выбор изучения гидрирования антрахинона с использованием катализатора из медного сплава был обусловлен необходимостью преодоления проблем, связанных с катализаторами из благородных металлов, включая стоимость и дефицит. В этом исследовании основное внимание уделяется гидрированию антрахинона с использованием катализатора из сплава меди и алюминия. Катализатор был приготовлен путем сплавления меди и алюминия с добавлением таких элементов, как хром, железо и кремний. Целью было улучшение каталитической активности и селективности в процессе гидрирования, что имеет решающее значение для промышленного производства перекиси водорода. Катализатор обрабатывали 20% NaOH, что способствовало раскрытию активных центров, что приводило к усилению десорбции водорода. Результаты показали, что катализатор с 50% алюминия и 45% меди продемонстрировал наивысшую каталитическую эффективность, достигнув выхода перекиси водорода до 30,3% при 60°C и давлении 1 МПа. Катализаторы, содержащие хром, железо и кремний, показали увеличение производительности в 1,6-1,9 раза по сравнению с прототипом. Оптимальная производительность наблюдалась при температуре 100°C, где скорость гидрирования достигала своего пика. Полученные результаты свидетельствуют о том, что сплав Cu-Al-ФСХ-75 весьма эффективен для гидрирования антрахинона, обеспечивая высокую активность и селективность.

БОКЕНОВА А.Б.

магистрант естественных наук, Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, г. Астана, Казахстан.

E-mail: aknurbokenova@icloud.com, https://orcid.org/0009-0002-0275-1900

ДУЙСЕМБИЕВ М.Ж.

кандидат химических наук, доцент, Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, г. Астана, Казахстан.

E-mail: m.duisembiev@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-4579-900X

1. Bien H.S., Stawitz J., Wunderlich K. Anthraquinone Dyes and Intermediates // Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. – 2000. – P. 137-153. (In English) doi:10.1002/14356007.a02_355
2. Cofrancesco A. J., Anthraquinone // Kirk-Othmer Encyclopedia of chemical technology. – 2000. – P. 410-418. (In English) doi:10.1002/0471238961.0114200803150618a01
3. Alicja Drelinkiewicz, Anna Waksmundzka-Gora´ Hydrogenation of 2-ethyl-9,10-anthraquinone on Pd/SiO2 catalysts the role of humidity in the transformation of hydroquinone form // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. – 2006. – V. 258. – P. 1–9. (In English) doi:10.1016/j.molcata.2006.05.003
4. Valim R.B., Reis R.M., Castro P.S. Electrogeneration of hydrogen peroxide in gas diffusion electrodes modified with tert-butyl-anthraquinone on carbon black support // Carbon. – 2013. – V. 61. – P. 236–244. (In English) https://doi.org/10.1016/j.carbon.2013.04.100
5. Anjali A. Ingle, Shahid Z. Ansari, Diwakar Z. Shende, Kailas L. Wasewar, Aniruddha B. Pandit Progress and prospective of heterogeneous catalysts for H2O2 production via anthraquinone process // Environmental Science and Pollution Research. – 2022. – V. 29. – P. 86468–86484. (In English) https://doi.org/10.1007/s11356-022-21354-z
6. Zhang C., Kim S.K. Chapter 27 – Antimetastasis effect of anthraquinones from marine fungus, Microsporum sp. // Advances in Food and Nutrition Research. – 2012. –V. 65. – P. 415–421. (In English) https://doi.org/10.1016/B978-0-12-416003-3.00027-5
7. Arthur G. Fink, Roxanna S. Delima, Alexandra R. Rousseau, Camden Hunt, Natalie E. LeSage, Aoxue Huang, Monika Stolar, Curtis P. Berlinguette Indirect H2O2 synthesis without H2 // Nature Communications. – 2024. – V.15:766. – P. 1-9. (In English) https://doi.org/10.1038/s41467-024-44741-1
8. Li Wang, Yue Zhang, Qingqing Ma, Zhiyong Pan, Baoning Zong Hydrogenation of alkyl-anthraquinone over hydrophobically functionalized Pd/SBA-15 catalysts // RSC Adv. – 2019. – V. 9. – P. 34581–34588. (In English) doi: 10.1039/c9ra07351e
9. Campos-Martin J. M., Blanco-Brieva G. Fierro J.L., Hydrogen Peroxide Synthesis: An Outlook beyond the Anthraquinone Process // Angew. Chem., Int. Ed. – 2006. – V. 45. – P. 6962 —6984 (In English) https://doi.org/10.1002/anie.200503779
10. Jinli Zhang, Kaige Gao, Suli Wang, Wei Lia, You Han Performance of bimetallic PdRu catalysts supported on gamma alumina for 2-ethylanthraquinone hydrogenation // RSC Adv. – 2017. – V. 7. – P. 6447–6456 (In English) https://doi.org/10.1039/C6RA26142F
11. Chenglin M., Rongxin Zh., Tianli H., Gaoshan Z., Jieguang W. The metal-based catalysts for selective hydrogenation of Anthraquinone to produce hydrogen peroxide // Catalysis Surveys from Asia. – 2023. – V. 27. – P. 115-131. (In English) https://doi.org/10.1007/s10563-022-09382-8