ニッケルイオン充填シリカのメタセシスによるエテンまたはエタノールからのプロペンの1段階形成

プロペン生産の増加は、現在、石油化学の最も重要な目的の1つです。特に、エテンからプロペンへの1段階の変換（ETP反応、3C₂H₄→2C₃H₆）が最も望ましいプロセスです。私たちの努力において、ニッケルイオンを搭載したメソポーラスシリカは、新しいタイプのETP反応を現実に変える可能性があります。エテンの1段階の変換は68％であり、プロペン選択性は673 Kと大気圧の連続ガス流量システムで48％でした。低オレフィンの反応性とETP反応の接触時間とエテンの部分的圧力に対する依存性は、エテンの1-ブテンへの二量体化、1-ブテンへの異性化、および2-ブテンの異性化、およびメタセシスを含む反応メカニズムと一致していました。プロペンを生成するための2-ブテンとエテン。次に、反応を同じ触媒上のエタノールとプロペンへの反応に拡大しました。この触媒では、2つの可能な反応経路がエタノールからエテンを形成することが示唆されました。触媒は、主にEXAFとTPR技術によって特徴付けられました。ETP反応のために活動するニッケル種の局所構造は、層状のニッケルケイ酸塩の局所構造と非常に類似していたが、不活性触媒の局所構造はNIO粒子の構造と同じだった。

Increased propene production is presently one of the most significant objectives in petroleum chemistry. Especially the one-step conversion of ethene to propene (ETP reaction, 3C₂H₄ →2C₃H₆) is the most desired process. In our efforts, nickel ion-loaded mesoporous silica could turn a new type of ETP reaction into reality. The one-step conversion of ethene was 68% and the propene selectivity was 48% in a continuous gas-flow system at 673 K and atmospheric pressure. The reactivity of lower olefins and the dependences of the ETP reaction on the contact time and the partial pressure of ethene were consistent with a reaction mechanism involving dimerization of ethene to 1-butene, isomerization of 1-butene to 2-butene, and metathesis of 2-butene and ethene to yield propene. The reaction was then expanded to an ethanol-to-propene reaction on the same catalyst, in which two possible reaction routes are suggested to form ethene from ethanol. The catalysts were characterized mainly by EXAFS and TPR techniques. The local structures of the nickel species active for the ETP reaction were very similar to that of layered nickel silicate, while those on the inert catalysts were the same as that of NiO particles.