Тестирование кислотности поверхности и каталитической активности Ta2O5,ZrO2 и Na-Zr-фосфатов, модифицированных Pd+2 и Cu+2 с обработкой в кислородной плазме

• Автор: Доброва, Елена Павловна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Применение плазмохимической технологии для 7 модифицирования катализаторов и адсорбентов

1.1.1. Действие плазмы на состояние твердых тел

1.1.2. Низкотемпературная плазма и ее использование для модифицирования катализаторов и адсорбентов

1.2. Общие характеристики оксидов тантала и циркония и цирконийсодержащих КАБЮОЫ

1.2.1 Оксиды тантала и циркония

Пентаоксид тантала

Диоксид циркония

1.2.2. Катализаторы на основе модифицированного ЪхС2

Диоксид циркония как сверхкислота
Влияние добавок индия и церия
1.2.3. Структура, методы получения и свойства ИАЗГСОИ
1.3. Нанесенные катализаторы и тестирование кислотности их поверхности
1.3.1. Нанесение активного компонента
1.3.2. Методы определения поверхностной кислотности
Тестирование кислотности по адсорбции пиридина
Индикаторный метод
Окисление парафенилендиамина и реакция каталитического образования индоанилинового красителя КОК
1.3.3. Влияние УФ облучения на адсорбцию и катализ
1.4. Реакция окисления СО на металлических и оксидных катализаторах.
Окисление СО на металлах
Окисление СО на оксидах
1.5. Каталитическое превращение алифатических спиртов
Каталитическое превращение спиртов на тврдых электролитах ЫАСЖтипа
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Образцы и методики их обработок
2.1.1. Оксиды тантала и оксиды циркония
2.1.2. Ортофосфаты циркония
2.1.3. Плазмохимическая обработка катализаторов ПХО
2.2. Адсорбционные измерения
2.2.1. Изучение адсорбции СОг волюмометричсским методом
2.2.2. ИКспектроскопическое исследование 5иг
2.2.3. Изучение адсорбции спектрофотометрическим методом
2.3. Исследование кислотности поверхности по индикаторным реакциям
2.4. Методика проведения каталитических опытов
2.4.1. Окисление СО
2.4.2. Дегидратация и дегидрирование буганола2
Глава 3. Каталитические и адсорбционные свойства оксидов тантала и циркония с плазмохимнческой и химической модификацией поверхности
3.1. Влияние плазмохимической обработки Та5 и ЪтОг па каталитическую активность в реакции С
3.1.1. Температурные зависимости выхода СО2
3.1.2. ИКспектры диффузного отражения катализаторов
3.2. Каталитическая активность РдТЮг в реакции СОЮ2
3.2.1. Образцы без плазмохимической обработки
3.2.2. Образцы с плазмохимической обработкой
3.2.3. Температурный гистерезис в реакции окисления СО
3.3. Адсорбционные свойства РТа5 и РГг
3.3.1. Адсорбция диоксида углерода на Таз и РсТа5
3.3.2. Тестирование кислотности поверхности РТа5 и 8 Рб2гЮ2 по адсорбции пиридина
Влияние нанесения 2 на адсорбцию пиридина на Та2Оь и
Влияние УФоблучения на адсорбцию пиридина
на образцах 2 фотост имул иросапная адсорбция
Изменение кислотности поверхности 2 после плазмохимической обработки и катализа
3.4. Кислотность поверхности циркопийсодержащих катализаторов 2 превращений С4Н9ОН
Заключение к главе 3.
Глава 4, Тестирование кислотности циркопийсодержащих Iкатализаторов для дегидрирования и дегидратации С4Н9ОН
4.1. Каталитическая активность и кислотность поверхности 9 i.2xx2, где хси 0,,0, и 0,
4.1.1. Превращения буганола2
4.1.2. Тестирование кислотности по адсорбция пиридина
4.1.3. Адсорбция метилэтилкетона
4.2. Адсорбции пиридина на и 1
4.3 .Тестирование кислотности i.2xx по
индикаторным реакциям с образованием красителей
4.3.1. Окисление парафенилендиамина до семихинона
4.3.2. Образование индоапилинового красителя.
Заключение к главе 4.
ВЫВОДЫ
Список литературы


В кислородной плазме реакция протекает медленнее, и образовавшиеся частицы Ре3 под действием более высокой температуры кислородной плазмы успевают мигрировать к поверхности цеолита. Удельная поверхность полученного в плазме катализатора составляет м2г, что на порядок выше, чем для образцов, полученных методом пропитки и прокаливания на воздухе. В Российском университете дружбы народов проведена серия исследований по выяснению влияния обработки металлических и оксидных катализаторов в низкотемпературной плазме различных газов . Синтез в кислородной плазме катализаторов ШЮ2 и Ш1РЗМ8Ю2 РЗМСе, Ьа, в реакции СОЮ2 выполнен в работе . Показано, что плазмохимические катализаторы обладали той же активностью, что и образцы, полученные двухступенчатым способом окислениявосстановления после пропитки носителя. Дополнительная обработка их в Н2 приводила к существенному росту активности температура 0ной конверсии СО снижалась на 0С . СО без изменения энергии активации реакции. В исследовании также установлено, что плазмохимические обработки нанесенных биметаллических родиевых образцов ЯИЬп ЬпСе,О приводят к активации поверхности в отношении каталитического окисления СО и дегидрирования изопропанола. В работах , было исследовано влияние плазмохимических обработок в кислороде, водороде и аргоне на каталитическую активность твердых электролитов в превращениях бутанола2. На примере ЬШСОЫ состава 1ЛзРе2Рз показано, что активирующее действие зависит от выбора плазмообразующего газа Н2, , Аг, наиболее высокая селективность в дегидрировании спирта обнаружена после обработки в водородной плазме. Таким образом, плазмохимическая обработка существенно изменяет состояние поверхности катализаторов, и их каталитические свойства. В связи с тем, что предварительная плазмохимическая обработка проводилась для ограниченного числа каталитических систем, представлялось целесообразным продолжить эти исследования для других типов каталитических реакций, а также адсорбционных систем. Пентаоксид тантала имеет различные кристаллические модификации . До температуры С устойчива модификация рТа5, которая представляет собой бесцветные кристаллы ромбической сингонии с параметрами кристаллической решетки а0,9 нм, Ь4,9 нм, с0,8 нм, г. При температурах выше С устойчива модификация аТа5, представляющая собой серые кристаллы тетрагональной сингонии с параметрами решетки а0,1 нм, с3,9 нм, 6, нм с температурой плавления С, плотностью 8, гсм3. ТаОб и искаженных пентагональных бипирамид Та, связанных в трехмерный каркас, с различным характером сочленения блоков. Скорость ра перехода мала АН2 кДжмольК. Та5 представляет собой полупроводник, ширина запрещенной зоны которого составляет 1, эВ, удельное сопротивление р5 Омсм К, переход изртипа в ятип происходит при К и давлении Па. При быстрой закалке от высоких температур получают форму 6Та5 5форма близка к Рформе гексагональной сингонии с параметрами решетки а0, нм, с0,2 нм. Похожая модификация образуется при кристаллизации аморфного Та5. Закалкой от температур выше С получена триклинная модификация, близкая к аформе с параметрами решетки а0, нм, Ь0, нм, с3,4 нм, а,9, у. При высоких температурах Таз реагирует с большинством оксидов, образуя сложные оксиды разнообразного состава. Некоторые из них с большим содержанием Та2С5 иногда принимались за твердые растворы на его основе, например, ЫЪ5 и Та5 образуют ограниченные твердые растворы, при высоких температурах устойчив Та5х2ЫЬ5 с тетрагональной структурой РЬ9О. Таз не реагирует с Н2, но при температурах около С взаимодействует с углеродом образуя карбиды и оксикарбиды. Пентаоксид тантала реагирует с водой и кислотами, кроме фтористоводородной. Он может быть переведен в растворимые соединения сплавлением с гидросульфатами, карбонатами, гидроксидами и К. В последнем случае после обработки
водой может быть получен раствор, содержащий ион ТаО , из которого этанолом осаждается КзТабОбНгО, а при обработке кислотами можно получить аморфный Та5Н, иногда называемый танталовой кислотой. Та5хН получают также гидролизом ТаС1з или обработкой кислотами продуктов сплавления Таз или танталовых концентратов с карбонатами металлов.