Влияние природы и состава растворителя на состояние водорода, адсорбированного на поверхности скелетного никелевого катализатора

• Автор: Денисов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1Л. Методы получения, структура и физикохимические свойства скелетных никелевых катализаторов
1.2. Адсорбционные состояния водорода, связанного поверхностью переходных металлов и катализаторов на их основе.
1.3. Термодинамические закономерности процессов адсорбции водорода на поверхности никеля и никелевых катализаторов.

1.3.1. Теплоты и изотермы адсорбции водорода.

1.3.2. Адсорбционные равновесия между формами водорода в поверхностных слоях металлов и катализаторов
1.3.3. Влияние природы и состава растворителя на закономерности процессов адсорбции водорода.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Используемые вещества и реактивы.

2.2. Способы приготовления и физикохимические характеристики скелетных никелевых катализаторов
2.3. Адсорбционнокалориметрический метод исследования процессов адсорбции водорода на металлах и катализаторах из растворов.
2.4. Аппаратура и методики адсорбциоинокалоримстрических измерений .
2.4.1. Аппаратнопрограммный калориметрический комплекс, предназначенный для измерения тепловых эффектов жидкофазных гетерогеннокаталитических процессов
2.4.2. Методики калориметрических измерений.
2.4.2.1. Подготовка катализатора к проведению калориметрических измерений
2.4.2.2. Теплоты реакций жидкофазной гидрогенизации органических соединений газообразным водородом
2.4.2.3. Теплоты реакций жидкофазной гидрогенизации органических соединений водородом, адсорбированным на поверхности катализатора
2.5. Теплоты реакции жидкофазной гидрогенизации диэтилового эфира малеиновой кислоты водородом из газовой фазы.
2.6. Количества адсорбированного водорода в скелетном никелевом катализаторе.
2.7. Теплоты гидрогенизации диэтилового эфира малеиновой кислоты водородом, адсорбированным на поверхности скелетного никеля
в растворах.
2.8. Теплоты адсорбции водорода на пористом никеле из индивидуапьных и многокомпонентных растворителей.
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Влияние раствори геля на величины общего содержания во
дорода в скелетных никелевых катализаторах .
3.2. Влияние растворителя на теплоты адсорбции водорода.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Получены теплоты адсорбции водорода из многокомпонентных растворителей диметилформамидводагидроксид натрия и диметилформамидводауксусная кислота различных составов, а также из индивидуальных растворителей метанол и тетрагидрофуран в широком интервале степеней заполнения поверхности. Установлено, что влияние растворителя на закономерности адсорбции водорода обусловлено количественным перераспределением величин адсорбции индивидуальных форм адсорбированного вещества, связанных каталитически активной поверхностью. Обосновано, что наиболее существенное влияние на состав поверхностных слоев мористого никеля в процессах адсорбции водорода оказывают донорная способность растворителя и кислотноосновные свойства среды. Впервые получены данные по теплогам адсорбции водорода на пористом никеле из растворителей различной химической природы, но с близкими значениями донорноакцепторных и кислотноосновных свойств. Экспериментально обосновано определяющее влияние донорпой способности и кислотности среды на адсорбционные свойства пористого никеля. Полученные данные составляют основу для разработки методов регулирования адсорбционных свойств металлов по отношению к водороду действием растворителя. Практическая значимость работы. Экспериментальные данные по термодинамическим характеристикам состояний адсорбированного водорода необходимы для развития теории адсорбции газов и паров на твердых энергетически неоднородных поверхностях с ограниченным числом типов активных центров. Кроме того, полученные данные необходимы для описания стадий адсорбции водорода в кинетических моделях реакций жидкофазной гидрогенизации, а также для разработки научных методов подбора оптимальных каталитических систем для проведения синтеза практически важных продуктов тонкого органического синтеза, в частности, замещенных нитро и аминобензолов и продуктов неполного восстановления нитро и азогрупп. Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на VII, VI, X и XI Всероссийских семинарах Термодинамика поверхностных явлений и адсорбции, Плес Иваново, гг. Всероссийском симпозиуме по термохимии и калориметрии, Нижний Новгород, г. V Региональной научной конференции Фундаментальные науки специалисту нового века, Иваново, г. X Международной Конференции I Гроблемы сольватации и комплексообразования в растворах, Суздаль, . ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Методы получения, структура и физикохимические свойства скелетных никелевых катализаторов. Интерес к каталитическим системам на основе никеля никелевой черни, нанесенному никелю, скелетным никелевым катализаторам вызван, в основном, их широким использованием при проведении гетерогеннокаталитического синтеза различных веществ. Методы получения никелевой черни хорошо известны ,. Структура никеля в катализаторе соответствует одноблочным кристаллам размера нм с гранецентрированной кубической решеткой, постоянная которой равнялась 0. На поверхности никелевой черни локализованы низкоиндексные грани металла i0, 0, 1 со средней плотностью
упаковки 1,,5 ат. Отсутствие на поверхности черни высокоиндексных граней никеля связано с самопроизвольной перестройкой последних в грани низких индексов в процессе ее формирования 3,. Удельная поверхность никелевой черни изменяется в пределах м2г. Наиболее известным методом повышения дисперсности активных компонентов гетерогенных катализаторов является нанесение последних на поверхность пористых носителей ,. При получении нанесенных никелевых катализаторов в качестве носителей применяют уголь различных модификаций, оксиды алюминия и хрома, а также диоксид кремния, чаще всего в виде силикагеля ,. Нанесение никеля на поверхность носителя проводили, в основном, методом пропитки . Комплексные исследования структуры поверхности нанесенных катализаторов показывают, что при низких концентрациях каталитически активного вещества никель находится в виде шпинелей переменных составов, которые служат подложкой кристаллов никеля при повышении концентрации активного компонента . Размеры одноблочных кристаллов никеля в различных катализаторах не превышают нм .