Структурные особенности и электрофизические свойства цеолитов типа ZSM-5, модифицированных катионами Fe3+

• Автор: Аверьянов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 101 с. : ил.

Ведение

1. Глава I СИНТЕЗ, СТРУКТУРА И ПРОВОДИМОСТЬ ЦЕОЛИТОВ ТИПА ZSM-5

1.1 Структура высококремнеземных цеолитов

1.2 Методы синтеза цеолитов

1.3 Схемы синтеза при низких температурах

1.4 ИК-спектры цеолитов

1.5 Электрофизические свойства цеолитов

2. Глава II ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Рентгеноструктурный анализ

2.2.1 Дифракция рентгеновских лучей

2.2.2 Рентгеновский дифрактометр ДРОН-ЗМ
2.2.3 Методика расчета параметров элементарной ячейки
и погрешности
2.3 Газохроматографическое определение удельной
поверхности методом тепловой десорбции азота
2.4 ИК-спектроскопия
2.4.1 Фурье спектрометр
2.4.2 Спектрометр Spectrum - One
2.5 Методика определения электрофизических характеристик
2.5.1 Метод определения объемного сопротивления
2.5.2 Методы определения тангенса диэлектрических потерь
и диэлектрической проницаемости
3 Глава III ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЦЕОЛИТОВ ZSM-5
3.1 Рентгеноструктурный и спектрофотометрический анализ

3.2 Исследование морфологии кристаллов цеолитов Ре/28М-5
3.3 Определения удельной поверхности цеолитов
3.4 Исследование электрофизических свойств цеолитов
Заключение
Список литературы

Актуальность темы
Цеолитные катализаторы, модифицированные металлами, широко применяются в различных отраслях промышленности. Одними из таких катализаторов являются элементосиликаты на основе ZSM-5 - типичном представителе высококремнеземных цеолитов семейства пентасилов со структурой типа MFI, благодаря которой он находит широкое применение в каталитической и нефтехимической промышленности. В последние годы ZSM-5 широко применяется в области синтеза специфических соединений, как, например, получение этиленаминов. Отмечены сильные каталитические свойства ZSM-5.
Перспективным методом модифицирования с целью улучшения тех или иных свойств является введение катионов металла в каркас цеолитов на стадии гидротермального синтеза. Полученные элементосиликаты отличаются от исходных цеолитов физико-химическими свойствами. Эти свойства напрямую связаны со структурой каркасного алюмосиликата. Возрастающая потребность промышленности в новых видах цеолитов определяет необходимость синтеза и исследование свойств цеолитов с различным процентным содержанием катионов. Это обуславливает актуальность данной работы, направленной на исследование влияния элементов-модификаторов на электрофизические свойства и параметры кристаллической решетки.
Исследование процесса синтеза, а так же возможность получения данного цеолита с заранее заданными свойствами представляет большой практический интерес.
Цель работы: исследовать влияние катионов железа на структуру и электрофизические свойства цеолитов типа ZSM-5.

В области частот выше 2500 см'1 почти все основные полосы соответствуют валентным колебаниям водородных связей. Валентное колебание О-Н-связи характеризуется полосой при 3600 см'1. Водородная связь снижает частоту и вызывает уширение полосы. Частота валентного колебания N-14 лежит в диапазоне 3300—3400 см'1. Соответствующие ему полосы четко перекрываются с полосами О—Н-групп, образующих водородные связи, но линии N-14 обычно уже. Валентные колебания N-44 в ионах аммония и алкиламмония имеют более низкие частоты (2900—3200 см'1).
Частота валентных колебаний С—Н варьирует в интервале 2850—3000 см'1 для алифатических соединений и в интервале 3000—3100 см'1 для ароматических. Для валентных колебаний 8—44, Р—44 и —44 характерны частоты 2500,2400 и 2300 см'1.
Интервал 2500—2000 см'1 характерен для частот валентных колебаний молекул с тройными связями. Группа характеризуется узкой
интенсивной полосой в области 2200—2300 см'1.
В области 2000—1600 см'1 находятся частоты валентных колебаний молекул с двойными связями и деформационных колебаний групп О — 44, С — 44, N — Н. Карбонильная группа кетона поглощает при 1700 см'1. Сопряжение в амиле 41С(0) — ^С443)2 41С(0) = К(С443)2 снижает силовую
постоянную С — О, а частоту колебания карбонильной группы, сильно связанного с колебанием С — К понижает до 1650 см'1. В указанном выше диапазоне лежат также частоты валентных колебаний ОС и С=Н
Область ниже 1600 см'1 можно использовать для идентификации многих органических соединений, поскольку в спектрах весьма близких веществ, снятых в этой области, наблюдаются заметные различия. В данной области лежат частоты колебаний одинарных связей, которые, как мы упоминали ранее, сильно взаимодействуют, поскольку они имеют близкие силовые постоянные и связывают атомы с примерно одинаковыми массами