Разработка методики приготовления новых модельных нанесенных металлических катализаторов на оксиде алюминия и методология совместного СТМ и РФЭС исследования их морфологии и химического состояния

Разработка методики приготовления новых модельных нанесенных металлических катализаторов на оксиде алюминия и методология совместного СТМ и РФЭС исследования их морфологии и химического состояния

Автор: Нартова, Анна Владимировна

Шифр специальности: 02.00.15

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2005

Место защиты: Новосибирск

Количество страниц: 168 с. ил.

Артикул: 2771369

Автор: Нартова, Анна Владимировна

Стоимость: 250 руб.

Разработка методики приготовления новых модельных нанесенных металлических катализаторов на оксиде алюминия и методология совместного СТМ и РФЭС исследования их морфологии и химического состояния  Разработка методики приготовления новых модельных нанесенных металлических катализаторов на оксиде алюминия и методология совместного СТМ и РФЭС исследования их морфологии и химического состояния 

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. ОКСИД АЛЮМИНИЯ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ГЕТЕРОГЕННОМ КАТАЛИЗЕ.
1.1.1. Низкотемпературные кристаллографические модификации оксида алюминия, используемые в качестве каталитических носителей
1.1.2. Гидроксильные группы на поверхности оксида алюминия
1.1.3. Нанесенные металлические катализаторы на основе оксида алюминия
1.1.3.1. Методы приготовления нанесенных металлических катализаторов, используемые в практическом катализе.
1.1.3.2. Физикохимические методы исследования нанесенных металлических катализаторов
1.2. МОДЕЛЬНЫЕ НОСИТЕЛИ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ.
1.2.1. Объекты, применяемые в качестве моделей носителей на основе оксида алюминия в исследованиях методами зондовой микроскопии.
1.2.2. Пленка оксида алюминия на поверхности ашоминийсодсржащих сплавов
1.2.2.1. Окисление сплавов типа ГеСгА
1.2.2.2. Пленка оксида алюминия на поверхности РеА1 и СоА1 сплавов
1.2.2.3. Пленка оксида алюминия на поверхности А1 сплавов.
1.3. МОДЕЛЬНЫЕ НАНЕСЕННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ
1.3.1. Общее рассмотрение методов нанесения активного компонента при приготовлении модельных нанесенных катализаторов
1.3.2. Нанесение металлов Л, Р1, Си, Со на пленки оксида алюминия на МЬА1 сплавах термическим напылением в вакууме
1.3.3. Применение модельных нанесенных систем в адсорбционных исследованиях.
1.3.4. Методические особенности исследования методом СТМ модельных систем на основе тонких оксидных пленок.
1.3.5. Влияние способа нанесения на морфологические свойства модельных систем.
1.3.5.1. Модельные катализаторы, нанесенные на графит.
1.3.5.2. Модельные катализаторы, нанесенные на оксид алюминия.
1.3.5.3. Модифицирование поверхности модельных носителей на основе оксида алюминия
1.4. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ СПЕКАНИЯ НАНЕСЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КАТАЛИЗАТОРОВ
1.4.1. Классификация механизмов спекания нанесенных металлических частиц.
1.4.2. Факторы, влияющие на процесс спекания нанесенных металлических частиц.
1.4.3. Общие механизмы спекания миграция и коалесценция частиц и миграция отдельных атомов.
1.4.4. Физикохимические методы исследования спекания частиц металла на поверхности носителя.
1.4.5. Возможности метода СТМ в сравнении с методами электронной микроскопии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА КОНКРЕТНОЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ЗАДАЧИ.
Глава II. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
.1. СКАНИРУЮЩАЯ ТУННЕЛЬНАЯ МИКРОСКОПИЯ.
И. 1.1. Физические основы метода СТМ.
II. 1.2. Сканирующая туннельная спектроскопия
.1.3. Организация процесса сканирования и формирования СТМ изображения.
II. 1.4. Процедуры цифровой обработки СТМ изображения с целью повышения его качества.
.2. РЕНТГЕНОВСКАЯ ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
.2.1. Физические основы метода РФЭС
.2.2. Аналитические возможности метода РФЭС
Н.2.2.1. Элементный анализ и определение химического состояния элементов образца .
4 Н.2.2.2. Эффект заряжения поверхности образцов и его учет в спектрах РФЭС.
Н.2.2.3. Размерный эффект в РФЭС исследованиях.
И.2.2.4. Повышение чувствительности к поверхностным атомам.
Н.2.2.5. Количественный анализ состава поверхности.
Н.2.2.6. Способы оценки толщины пленки на поверхности подложки.
.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ,
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ
.3.1. СТМ исследование приборы и методики измерений.
Н.3.2. Методология проведения СТМ измерений. Выбор условий сканирования
Н.З.З. РФЭС исследование приборы и методики измерений.
.3 Описание экспериментальной установки.
II.3.3.2. Конструкция закрепления образцов
П.3.4. Процедура приготовления модельных носителей оксида алюминия
.3.4.1. Состав исходного материала
.3.4.2. Предварительная подготовка поверхности
II.3.5. Нанесение активного компонента
И.3.5.1. Нанесение с использованием термического источника
.3.5.2. Система напыления
.3.5.3. Нанесение с использованием методов препаративной химии.
Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Ш.1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЬНЫХ НОСИТЕЛЕЙ Л.
III. 1.1. Выбор методики приготовления модельного носителя
III. 1.2. Отработка методики приготовления модельного носителя
III. 1.3. Структура и состав пленки оксида алюминия.
1.1.3.1. Строение поверхности модельного носителя.
III. 1.3.2. Определение толщины пленки оксида алюминия из данных РФЭС.
III. 1.3.3. Химический состав оксидной пленки по данным РФЭС.
III. 1.4. Общее описание процессов, происходящих в ходе формирования пленки оксида
алюминия.
III. 1.5. Устойчивость носителей к воздействию атмосферы.
1.2. СТМ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ МОДЕЛЬНЫХ НОСИТЕЛЕЙ Л.
1.2.1. Исследование поверхности модельных носителей А с использованием сканирующего мультимикроскопа СММТ.
1.2.2. Исследование поверхности модельных носителей А с использованием свсрхвысоковакуумногого СТМ I
1.2.3. Исследование вольт амперных характеристик пленки оксида алюминия
1.2.4. Обсуждение результатов СТМ исследования модельного носителя А.
1.3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИДЕНТИФИКАЦИИ I 1ЕСЕННЫХ ЧАСТИЦ НА СТМ ИЗОБРАЖЕНИЯХ МОДЕЛЬНЫХ НАНЕСЕННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ
1.3.1. Особенности идентификации в случае сканирующего микроскопа СММТ.
1.3.2. Особенности идентификации в случае сканирующего микроскопа I
1.4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЬНЫХ НАНЕСЕННЫХ СИСТЕМ
и I
1II.4.1. Приготовление модельных серебряных нанесенных систем
Ш.4.1.1. Спекание частиц металла на стадии нанесения.
1.4.1.2. Сравнение методик вакуумного напыления металла
Ш.4.2. Приготовление модельных платиновых нанесенных систем
Ш.5. ИЗМЕНЕНИЕ МОРФОЛОГИИ НАНЕСЕННЫХ ЧАСТИЦ ПЛАТИНЫ ПРИ
ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ПО ДАННЫМ РФЭС и СТМ.
III.6. СТМ И РФЭС ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЬНЫХ ПЛАТИНОВЫХ
КАТАЛИЗАТОРОВ, ПРИГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДАМИ ПРЕПАРАТИВНОЙ ХИМИИ
III.6.1. Нанесение Р1 из раствора нитрата платины на поверхность модельного носителя
III.6.2. СТМ исследование модельного катализатора РАЬОз.
1.6.2.1. СТМ исследование модельного катализатора РЛЬОз после нанесения предшественника.
1.6.2.2. СТМ исследование модельного катализатора РЛгОз после восстановления
предшественника
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


При нагревании они исчезают или в результате десорбции, или при диссоциации, в первом случае поверхность по структуре не изменяется, во втором возможны минимальные ее изменения. Разнообразие кристаллографических модификаций оксида алюминия и широкое использование химического модифицирования делают задачу экспериментального изучения поверхностных гидроксогрупп очень сложной . Упрощенное кристаллохнмическое рассмотрение возможных конфигураций поверхностных гидроксогрупп выделяет пять различных конфигураций ОН групп на поверхности оксида алюминия 7. В таблице 2 сведены данные относительно плотности ОН групп т. Таблица 2. Температура дегидроксилирования, К ОН х й см2 монослоя плоскости 1
0 8. Химическое модифицирование широко используемый прием модификации каталитических свойств оксидов алюминия, влияет на химический состав поверхности, в том числе, на число ОН групп. Существует три типа добавок модификаторов кислотные соляная, фтористоводородная, серная, фосфорная кислоты, УОз, основные щелочи, карбонаты, бифункциональные соли различных кислот. В последнем случае добавка может сыграть роль как кислотной, так и основной. Влияние кислотных и основных добавок детально исследовано . В частности, показано, что кислотные добавки в малых количествах увеличивают число мостиковых ОН групп. Последнее, по видимому, можно объяснить адсорбцией кислот на мостиковых атомах кислорода с образованием связи фрагмента А1 анион с ОН группой. При высоком содержании анионов в поверхностном слое уменьшается доля кислорода самого оксида, и это отражается на общем снижении числа ОН групп. В зависимости от механизма взаимодействия исходного вещества с носителем в ходе приготовления нанесенные катализаторы можно разделить на два больших класса сорбционные и пропиточные 1. В случае сорбционных катализаторов в ходе приготовления имеет место взаимодействие между носителем и исходным веществом, адсорбирующимся на поверхности. В случае пропиточных катализаторов такое взаимодействие практически отсутствует и исходное соединение активного компонента находится в растворенном состоянии в порах носителя. В большинстве случаев соединения металлов в той или иной степени адсорбируются на большинстве носителей, при этом возможны различные типы адсорбции. Структура поверхности носителя и его адсорбционные свойства могут меняться в ходе приготовления 6, . Классическим способом приготовления катализатора Р1А1гОз является пропитка раствором Н2Р1С с последующим восстановлением в водороде при температурах от 0К до 0К . Замена предшественника Н2РгС1б на нитрат позволяет предупредить проблемы с коррозией при использовании автомобильных катализаторов. Сравнение предшественников, проведенное в работе показывает, что нитрат платины адсорбируется на поверхности оксида алюминия быстрее и более полно нежели Н2РС1б. В случае нитрата платины при кальцинировании нанесенного образца при температурах вплоть до 0К наблюдалась только РУ. Можно выделить следующие основные стадии приготовления нанесенных катализаторов методом пропитки 1 вакуум про ван ие носителя перед погружением в раствор, позволяющее получить более равномерное распределение раствора в порах 2 обработка носителя раствором 3 удаление избытка раствора 4 сушка 5 восстановление прокаливание. В промышленности равномерность пропитки обеспечивается длительным пребыванием носителя в подогретом пропитывающем растворе, что позволяет исключить стадию ваккумирования . В некоторых случаях катализатор подвергается дополнительной стадии термообработки прогрева в контролируемых условиях до температур более высоких, чем рабочая, при этом происходит стабилизация структуры и фазового состава катализатора, а в некоторых случаях повышение механической прочности. Конечный состав катализатора, морфологические характеристики частиц металла, особенности распределения активного компонента во многом определяются методом и условиями приготовления и активации катализатора 1,6. Промышленные металлические нанесенные катализаторы, в том числе и на основе оксида алюминия, являются достаточно сложными системами, требующими комплексного исследования с использованием различных физикохимических методов.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.191, запросов: 121