[논문]Pd-Au/SiO2 촉매에 의한 에틸렌과 아세트산으로부터 비닐 아세트산염의 생성반응에 대한 아세트산염의 촉진 효과

Atashi, Hossein; Motahari, Kazem; Tabrizi, Farshad Farshchi; Sarkari, Majid; Fazlollahi, Farhad

doi:10.5012/jkcs.2011.55.1.092

Pd-Au/SiO2 촉매에 의한 에틸렌과 아세트산으로부터 비닐 아세트산염의 생성반응에 대한 아세트산염의 촉진 효과
Effect of Acetate Promotor on the Pd-Au/SiO2-catalyzed Synthesis of Vinyl Acetate from the Reaction of Ethylene with Acetic Acid 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.55 no.1, 2011년, pp.92 - 97

Atashi, Hossein (Department of chemical engineering, Faculty of engineering, University of Sistan and Baluchestan) , Motahari, Kazem (Department of chemical engineering, Faculty of engineering, University of Sistan and Baluchestan) , Tabrizi, Farshad Farshchi (Department of chemical engineering, Faculty of engineering, University of Sistan and Baluchestan) , Sarkari, Majid (Department of chemical engineering, Faculty of engineering, University of Sistan and Baluchestan) , Fazlollahi, Farhad (Department of chemical engineering, Faculty of engineering, University of Sistan and Baluchestan)

초록
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비닐 아세트산염 합성에 대한 1족 알칼리금속 아세트산염의 촉진 효과를 조사하였다. Pd-Au/$SiO_2$ 촉매를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우에 대해 에틸렌과 아세트산 간의 기체상 반응에 대해 생성물 선택성과 에틸렌 전환을 비교하였다. 촉진제가 촉매 표면을 안정화시켰으며, 생성물 선택성과 에틸렌 전환을 촉진하였다. 이 촉매 효과는 1족에서 위에서 아래로 내려갈수록 증가하였다. 이것은 아세트산염의 공통이온효과 때문이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The effect of Group I alkali acetate promoters on vinyl acetate (VA) synthesis was evaluated. Catalyst product selectivity and ethylene conversion are compared to the unpromoted catalyst in the fixed-bed reactor with oxidation reaction of ethylene and acetic acid in gaseous phase over Pd-Au/$SiO_2$ catalyst. It was found that: a) the promoters were stabilized on the catalyst surface, b) common effect for the alkali promoted Pd-Au catalysts increaseed in product selectivity and ethylene conversion compared to unpromoted catalyst (these effects increase from top to the bottom of Group I). These promoting effect is due to the common-ion effect of acetate, present in the reaction, resulting in an increase in the activity of the catalyst. In addition a complementary theory for the effect of Au in the structure of the catalyst is proposed the imposition of distribution of palladium particles through decreasing the particle's diameter.

주제어

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문제 정의

The former proposal is less applicable due to explosive reaction of oxygen and ethylene at which halides may be used to prevent such a problem however they cause catalyst deactivation. Therefore the main focus of current research is on the latter method through changing the characteristics of the catalyst; and hence increase the activity and selectivity of the catalyst. Moreover, in catalytic processes where the catalyst activity is low or the catalyst is deactivated during the process, promoters play a significant role in increasing the catalyst activity.

제안 방법

All experiments were performed using a plug flow system. A reactor consisting of a 1.

대상 데이터

The inlet and outlet of the reactor were connected to a gas chromatograph; continuously determining the compound percentage of the entering and exiting compounds of the reactor. The experiments were performed for lithium, sodium, potassium, rubidium and caesium acetate salts as promoters. The promoters were obtained from Merck Chemicals (Merck KGaA, Darmstadt, Germany).

이론/모형

1.0 wt%/Pd/0.5 wt%Au/SiO₂ (atomic ratio of Pd/Au 4:1) catalyst, were prepared by the incipient wet-impregnation method. The appropriate quantities of AuCl3 and PdCl₂ were dissolved in deionized water to prepared a Pd²⁺ and Au³⁺ solution.

성능/효과

Descriptions on changes in selectivity and ethylene conversion with respect to different alkali metallic acetate promoters were also provided. Experiments showed that the reaction rate of producing vinyl acetate in presence of Pd-Au catalysts, without implementing promoters can be very slow, thus it is not economically efficient. In contrast, metallic promoters increase the reaction rate and eventually increase the conversion and the selectivity of the reaction by creating an acid layer on the catalyst bed.

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