Катионообменные формы оффретита : синтез и свойства

• Автор: Горшунова, Ксения Константиновна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 110 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. СТРОЕНИЕ, СИНТЕЗ И СВОЙСТВА ОФФРЕТИТА
1.1. Структурные особенности оффретита
1.2. Синтез порошкообразного оффретита в Na, К-форме
1.3. Синтез различных катионообменных форм оффретита
1.4. Применение оффретита
1.4.1. Применение оффретита в адсорбции
1.4.2. Использование оффретита в катализе
ГЛАВА 2. СИНТЕЗЫ ПОРОШКООБРАЗНОГО ОФФРЕТИТА И ЕГО КАТИОНООБМЕННЫХ ФОРМ
2.1. Совершенствование способа синтеза оффретита
2.2. Синтез катионообменных форм оффретита
ГЛАВА 3. АДСОРБЦИОННЫЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАТИОНООБМЕННЫХ ФОРМ ОФФРЕТИТА
3.1. Адсорбционные свойства оффретита
3.2. Кислотные и каталитические свойства оффретита с различной степенью декатионирования
3.2.1. Кислотные свойства
3.2.2. Каталитические свойства в
-превращении метанола
-каталитическом превращении н-гексана
-димеризации а-метилстирола
-синтезе пиридинов
-реакции диспропорционирования смеси диэтилбензола
и бензола в этилбензол
ГЛАВА 4. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Методика синтеза порошкообразного оф фретита
4.2. Методики исследования физико-химических и каталитических
свойств синтезируемых цеолитов
4.2.1. Исследование физико-химических свойств
4.2.2. Исследование каталитических свойств в
-крекинге н-гексана
-превращении метанола
-реакции взаимодействия этанола, формальдегида и аммиака
-реакции олигомеризации а- метилстирола
-реакции диспропорционирования смеси диэтилбензола и бензола в этилбензол
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Основные области применения синтетических цеолитов - это адсорбция и катализ. Применяемые в настоящее время ловушки тяжелых углеводородов выхлопных газов автомобилей изготавливают, главным образом, из цеолитсодержащих материалов. Керамические монолиты покрываются тонким слоем цеолитных адсорбентов и используются в системе контроля выбросов углеводородов. Адсорбированные углеводороды удерживаются в ловушке до достижения температуры в двигателе 200-300°С, после чего они каталитически окисляются до диоксида углерода и воды и выбрасываются в атмосферу. Одним из перспективных цеолитов для приготовления описанных выше ловушек является синтетический оффретит (цеолит типа OFF), пористая структура которого состоит из каналов диаметром 6,8А, пересекающихся с каналами размером 3,6 х 4,9 А .
Следует отметить, что реакционные смеси, используемые для синтеза оффретита, содержат катионы натрия и калия, а также четвертичные аммонийные основания. В литературе опубликованы лишь патентные данные по синтезу цеолита указанного типа. Однако, эти данные противоречивы, а сведения о получении и свойствах катионообменных форм оффретита, практически, отсутствуют. В связи с выше изложенным, разработка перспективных методов синтеза цеолита оффретит является важной и актуальной задачей.
Целью диссертационной работы является разработка перспективных для практической реализации способов синтеза высокодисперсного Na,K-оффретита со степенью кристалличности 98-100% и получение на его основе различных катионообменных форм этого цеолита, а также изучение их адсорбционных и каталитических свойств.
Для достижения сформулированной в работе цели решались следующие задачи:
- изучение закономерностей кристаллизации силикаалюмогидрогелей различного состава в интервале температур от 90 до 150°С и определение
только при использовании гидроксида или галогенида тетраметиламмония. В остальных случаях образуется смесь фаз.
Таблица 2.
Влияние природы органического темплата на фазовый состав и значения адсорбционных емкостей (см3/г) по парам воды (АН20), н-гексана (АСбН^) и циклогексана (АСбН^) синтезированных образцов
Темплат Фазовый состав по данным РФА ан2о ас6н14 ас6н
ТМАОН OFF 0,18 0,22 0,
ТМАС1 OFF 0,18 0,22 0,
ТРАОН смесь фаз LTL, OFF 0,15 0,23 0,
ТЭАВг смесь фаз LTL, OFF, ERI 0,16 0,24 0,
Состав РС: (0,7-0,8)К20-(4,5-4,7)Ма20-(5,6-5,7)К20-А1203-(25,0-26,0)8Ю2*(448,0-460,0)Н2О, температура 96-98°С, продолжительность 8 суток.
Существенное влияние на кинетику кристаллизации оказывает концентрация щелочных катионов в реакционной смеси. При прочих равных условиях с ее повышением скорость кристаллизации увеличивается. Поэтому для сокращения продолжительности кристаллизации нами были проведены исследования с использованием трех составов реакционных смесей с различным содержанием щелочей:
Состав I - 0,78К.2О-2,36Ыа2О-2,86К2О-А12Оз-268Ю2-448Н2О;
Состав II - 0,78К2О-4,7Ша2О-5,71К2О-А12О3-26,08Ю2-448,0Н2О;
Состав III - 0,78К2О-9,42Ыа2О-11,42К20-А120з-268Ю2-448Н20.
Результаты исследования влияния составов РС на характеристики твердой фазы приведены в табл. 2.2. Видно, что при использовании состава