Electron-deficient adduct site in the ring opening of methylcyclopentane (MCP) on tungsten-oxide-supported Pt, Ir and Pt–Ir catalysts

The activities of Pt/WO2, Ir/WO2 and Pt–Ir/WO2 toward the conversion of methylcyclopentane (MCP) were investigated. The catalysts were prepared using impregnation and co-impregnation methods and were characterized by SEM, XRD, N2-sorption and TEM investigations. The most active catalyst toward the conversion of MCP, irrespective of the temperature, was Ir/WO2. The order of the reactivity was Ir/WO2 > Pt–Ir/WO2 > Pt/WO2. Strong metal–support interactions (SMSI) were observed for all the catalysts over the entire investigated temperature range. At 400 °C, the Pt and Pt–Ir showed 100% selectivity toward ring-enlargement reactions associated with the presence of electron-deficient adduct sites on the reducible acidic WO2 support. Ring opening occurred over all the catalysts in three positions, resulting in the formation of 2-methylpentane (2-MP), 3-methylpentane (3-MP), and n-hexane (n-H). Difficulty in breaking the secondary – tertiary carbon bonds was observed predominantly on the Ir catalyst, which opens the MCP ring via a selective mechanism.

RésuméLes activités des catalyseurs monométalliques Pt/WO2, Ir/WO2 et bimétallique Pt–Ir/WO2 dans la conversion du méthylcyclopentane (MCP) ont été étudiées. Les catalyseurs ont été préparés par imprégnation et par co-imprégnation. Ils ont été caractérisés par MEB, DRX, N2-sorption et TEM. Le catalyseur le plus actif pour la conversion du MCP, quelle que soit la température, était Ir/WO2. L’ordre de la réactivité était Ir/WO2 > Pt–Ir/WO2 > Pt/WO2. Une forte interaction métal–support (SMSI) a été observée pour tous les catalyseurs sur toute la plage de température étudiée. À 400 °C, le Pt et le Pt–Ir montrent une sélectivité de 100 % pour la réaction d’élargissement de cycle qui est associée à la présence de sites déficients en électrons sur un support acide, réductible. L’ouverture du cycle a lieu sur l’ensemble des catalyseurs dans les trois positions, ce qui entraîne la formation de 2-méthylpentane (2-MP), 3-méthylpentane (3-MP) et n-hexane (n-H). La difficulté de rompre les liaisons carbone secondaire – carbone tertiaire a été principalement observée sur le catalyseur Ir, qui ouvre le cycle MCP via un mécanisme sélectif.