Наноструктурированные оксидные катализаторы на основе сурьмы, ванадия и титана

• Автор: Зенковец, Галина Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 336 с. : ил.

ГЛАВА 1. БИНАРНЫЕ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ СУРЬМУСОДЕРЖАЩИЕ ОКСИДНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ. РАЗРАБОТКА МАЛООТХОДНЫХ, ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ МЕТОДОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
1.1. Методы синтеза, состав, структура и свойства оксидов сурьмы
1.1.1. Состав и свойства оксидов сурьмы, получаемых при окислении триоксида сурьмы перекисью водорода
1.1.2. Состав и свойства оксида сурьмы, формирующегося при окислении триоксида сурьмы перекисью водорода в присутствии фосфорной кислоты
1.2. Влияние фазового состава исходных соединений сурьмы и железа на формирование бинарных Ре-Бв-О катализаторов окислительного аммонолиза пропилена
1.2.1. Формирование, физико-химические и каталитические свойства Ре-БЬ-О катализаторов, синтезированных из метастабилъных оксидных соединений сурьмы и гидроксида железа
1.2.2. Формирование, физико-химические и каталитические свойства Ре-8Ъ-0 катализаторов, синтезированных из метастабильных оксидных соединений сурьмы и раствора соли железа
1.3. Синтез и свойства многокомпонентных Са-Зв-Ы1-Р-Л/-0/ЗЮ2, ТЮ2 катализаторов окислительного аммонолиза пропана
1.3.1. Синтез и свойства массивного Са-8Ъ-КРР-1¥-0 катализатора
1.3.2. Синтез и свойства оксидных Оа-БЬ-ИгР-Ш-О катализаторов, нанесенных на носители: ЗЮ2 и ТЮ2
1.4. Малоотходные методы приготовления высокоэффективных бинарных и многокомпонентных оксидных ка тализа торов на основе сурьмы для процессов парциального окисления
ГЛАВА 2. ОКСИДНЫЕ МЕ-БВ-О (ГДЕ МЕ- Т1, РЕ, вА, А1_) КАТАЛИЗАТОРЫ. СТРУКТУРНОЕ УСТРОЙСТВО И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В РЕАКЦИИ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО АММОНОЛИЗА ПРОПИЛЕНА
2.1. Оксидные ТнЗв-0 катализаторы
2.1.1. Влияние химического состава ТРЗЬ-О катализаторов на фазовый состав и структурное устройство
2.1.2. Каталитические свойства Т1-ЗЬ-0 катализаторов в реакции окислительного аммонолиза пропилена
2.1.3. Кислотно-основные свойства ТРБЬ-О катализаторов
2.1.4. Прочность связи поверхностного кислорода ТРБЬ-О катализаторов
2.2. Оксидные Бе-Бв-О катализаторы
2.2.1. Фазовый состав и структурное устройство Фе-БЬ-О катализаторов
2.2.2. Каталитические свойства Ре-БЬ-О катализаторов в реакции окислительного аммонолиза пропилена
2.2.3. Кислотно-основные свойства Ре-БЪ-О катализаторов
2.2.4.Влияние модифицирования Ре-БЪ-0 катализатора добавками кислотной природы на его кислотно-основные и каталитические свойства
2.2.5. Влияние химического состава и структурного устройства Ре-БЪ-0 и Ре-БЪ-Р-0 катализаторов на прочность связи поверхностного кислорода
2.3. Оксидные вл-Бв-О и Аб-Бв-0 катализаторы
2.3.1. Формирование фазового состава и структурное устройство Са-БЬ-О и АРБЬ-О катализаторов
2.3.2. Каталитические свойства Оа-БЬ-О и АРБЬ-0 катализаторов в реакции окислительного аммонолиза пропилена
2.3.3. Кислотно-основные свойства АРБЬ-О катализаторов
2.3.4. Прочность связи поверхностного кислорода Са-БЬ-О и АРБЬ-О катализаторов
2.4. Влияние структурного устройства оксидных Ме-Бв-0 (где Ме-Т/, Ре, С а. Аб) катализаторов на кислотно-основные свойства, прочность связи поверхностного кислорода и каталитические свойства в реакции окислительного аммонолиза пропилена
ГЛАВА 3. ОКСИДНЫЕ У-Т1-0 КАТАЛИЗАТОРЫ. СИНТЕЗ, СТРУКТУРА, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
3.1. Традиционные 7-Ti-0 катализаторы
3.1.1. Методы приготовления
3.1.2. Строение У-ТРО катализаторов
3.2. Синтез и свойства наноструктурированных 17-77-0 катализаторов из метастабильногодиоксида титана
3.2.1. Методы приготовления и исследования У-ТРО катализаторов
3.2.2. Структурное устройство и состояние ионов ванадия в У-ТРО катализаторах
3.2.3. Влияние условий восстановления У-ТРО катализатора на структуру и состояние ионов ванадия
3.2.4. Влияние условий термообработки на формирование текстуры У-ТРО катализаторов
3.2.5. Каталитические свойства У-ТРО катализаторов
3.3. Особенности формирование наноструктурированных 7-Ti-0 катализаторов, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ МЕТАСТАБИЛЬНОГО ДИОКСИДА ТИТАНА
ГЛАВА 4. ОКСИДНЫЕ V-MO-TI-O КАТАЛИЗАТОРЫ. МОДИФИЦИРОВАНИЕ V-TI-О КАТАЛИЗАТОРОВ МОЛИБДЕНОМ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ р-ПИКОЛИНА В НИКОТИНОВУЮ КИСЛОТУ
4.1. Традиционные Mo-Ti-O и V-Mo-Ti-О катализаторы
4.1.1.Методы приготовления Mo-Ti-О и V-Mo-Ti-О катализаторов
4.1.2. Строение Mo-Ti-O и V-Mo-Ti-О катализаторов
4.2.Наноструктурированные V-Mo-Ti-О катализаторы, полученные с ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТАСТАБИЛЬНОГО ДИОКСИДА ТИТАНА
4.2.1. Синтез V-Mo-Ti-O катализаторов
4.2.2. Структурное устройство V-Mo-Ti-O катализаторов и состояние ионов ванадия
£ и молибдена
4.2.3. Формирование текстуры Mo-Ti-O и V-Mo-Ti-O катализаторов при термообработке
4.2.4. Каталитические свойства V-Mo-Ti-O катализаторов в реакции окисления [3-пиколина в никотиновую кислоту
4.3. Влияние метода приготовления V-Ti-О катализаторов, модифицированых
МОЛИБДЕНОМ, НА СТРУКТУРНОЕ УСТРОЙСТВО И ЕГО ВЗАИМОСВЯЗЬ С КАТАЛИТИЧЕСКИМИ
СВОЙСТВАМИ В РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ fl-ПИКОЛИНА В НИКОТИНОВУЮ КИСЛОТУ
ГЛАВА 5. ОКСИДНЫЕ V-MO-W-O КАТАЛИЗАТОРЫ. СИНТЕЗ, СТРУКТУРНОЕ УСТРОЙСТВО И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ АКРОЛЕИНА В АКРИЛОВУЮ КИСЛОТУ
5.1. Метод приготовления Mo-V-W-О катализатора со структурой типа Мо5014 и методы его ИССЛЕДОВАНИЯ
5.2. Формирование V-Mo-W-O катализатора на стадии смешения растворов ИСХОДНЫХ КОМПОНЕНТОВ
5.3. Влияние условий термообработки на формирование и структурное устройство V-Mo-W-O катализатора
5.4. Каталитические свойства V-Mo-W-O катализаторов в реакции окисления акролеина в акриловую кислоту
5.5. Влияние структурного устройства V-Mo-W-O катализатора на каталитические свойства в реакции окисления акролеина в акриловую кислоту
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Таким образом, данный способ синтеза многокомпонентного 0а-8Ь-№-Р-'Л,-0 катализатора, с одной стороны, обеспечивает связывание компонентов катализатора, ведущих процесс в сторону образования продуктов глубокого окисления, на стадиях смешения, сушки и термообработки и делает возможным получение гранулированного катализатора без дополнительного приготовления связующего.
Исследование оптимальных характеристик формуемой пасты 0а-8Ь-№-Р-''Л,-0 катализатора позволили разработать метод приготовления гранулированного катализатора с размером гранул 4x4 мм, характеризующегося достаточно высокой механической прочностью, составляющей 31 кг/см2 на торец и 13 кг/см2 по образующей, что позволило рекомендовать его для эксплуатации в реакторах с неподвижным слоем.
Из сравнения каталитических свойств образцов, полученных методом смешения и методом осаждения, видно, что катализаторы, полученные методом смешения, не уступают по свойствам катализаторам, полученным методом осаждения (таблица 1.7).
Таблица 1.6. Влияние способа приготовления массивного 0а-8Ь-№-Р-¥-0 катализатора на каталитические свойства в реакции окислительного аммонолиза пропана.
Способ получения Т, °С в, м2/г т, сек Х,% Селективность, % Выход, % С3Н3Ы

Осаждение 750 19 20 86,9 19,2 18,6 55,0 7,2 47,8
Возможен и другой способ получения 0а-8Ь-№-Р-У-0 катализатора (способ 2). Этот способ состоит в смешении одного из продуктов окисления триоксида сурьмы, например, с растворами солей всех исходных компонентов с последующей распылительной сушкой и термообработкой. На основании выше приведенных данных можно с уверенностью полагать, что такая суспензия перед распылением представляет собой оксид сурьмы, содержащий ионы галлия, никеля и вольфрама и фосфат-ионы в растворе.
По данным рентгенофазового анализа высушенные образцы, и прокаленные при температуре ниже 700°С, рентгеноаморфны, после прокаливания при 750°С регистрируется образование оксидного соединение со структурой антимоната галлия.
Каталитические свойства полученного таким образом катализатора также приведены в таблице 1.6, из которой следует, что катализатор характеризуется высокой эффективностью в реакции окислительного аммонолиза пропана.
При синтезе многокомпонентного катализатора с использованием в качестве исходного соединения сурьмы фосфорсурьмяного соединения при температуре прокаливания