Кинетическое моделирование процесса пероксидного окисления метана в присутствии Fe- и Cu-содержащих цеолитов со структурой ZSM-5 | Sciact - CRIS-система Института катализа

Кинетическое моделирование процесса пероксидного окисления метана в присутствии Fe- и Cu-содержащих цеолитов со структурой ZSM-5 Научная публикация

Журнал

Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия (Journal of Siberian Federal University. Chemistry)
ISSN: 1998-2836 , E-ISSN: 2313-6049

Вых. Данные

Год: 2025, Том: 18, Номер: 2, Страницы: 193-204 Страниц : 12

Ключевые слова

пероксидное окисление, метан, муравьиная кислота, метанол, цеолиты ZSM‑5, кинетическое моделирование

Авторы

Болтенков В.В. ¹ , Таран О.П. ^1,2 , Громов Н.В. ¹ , Пармон В.Н. ¹

Организации

1	ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН», Российская Федерация, Новосибирск
2	Сибирский федеральный университет, Российская Федерация, Красноярск

Информация о финансировании (1)

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации (с 15 мая 2018)

FWUR-2024-0036

В настоящей работе представлены результаты исследования процесса пероксидного окисления метана в мягких условиях с использованием цеолитных катализаторов ZSM‑5, модифицированных ионами железа и меди, методом кинетического моделирования процесса. Основное внимание уделено изучению влияния структуры активных центров и механизма взаимодействия реагентов с поверхностью катализатора на эффективность и селективность процесса. Показано, что введение меди увеличивает общее количество активных центров и способствует повышению степени превращения метана, однако медь как центр активации по эффективности уступает железу, что обусловлено различиями в сорбционных свойствах и реакционной способности. Для описания поведения системы предложена уточнённая кинетическая схема, включающая девять стадий с участием основных и промежуточных продуктов реакции. Построена система дифференциальных уравнений, параметры которой получены на основе экспериментальных данных, а также теоретических и литературных оценок. Проведён анализ ключевых параметров, влияющих на кинетику процесса, включая скорость растворения метана, сорбционные характеристики катализатора и конкуренцию между молекулами реагентов за активные центры. Расчёты, выполненные с помощью программного обеспечения Mathcad, показали хорошее соответствие между моделью и экспериментальной кинетикой, что подтверждает корректность выбранного подхода. Разработанная модель может быть использована для прогнозирования поведения аналогичных систем и оптимизации параметров окисления на основе переходных металлов в цеолитной матрице.

Болтенков В.В. , Таран О.П. , Громов Н.В. , Пармон В.Н.
Кинетическое моделирование процесса пероксидного окисления метана в присутствии Fe- и Cu-содержащих цеолитов со структурой ZSM-5
Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия (Journal of Siberian Federal University. Chemistry). 2025. Т.18. №2. С.193-204.

Опубликована в печати:

25 июн. 2025 г.

Нет идентификаторов

Пока нет цитирований