Каталитические превращения бутанолов на сложных фосфатах, модифицированных плазмохимическими и термическими обработками

• Автор: Пылинина, Анна Ивановна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

1.1. Применение плазмохимической технологии для модифицирования катализаторов

1.1.1. Действие плазмы на состояние твердых тел

1.1.2. Низкотемпературная плазма и ее использование для модифицирования катализаторов

1.2. Натрий и литийпроводящие твердые электролиты

1.2.1. Методы синтеза

зольгель метод

твердофазный синтез

1.2.2. Структура I и II

термическая стабильность

ионный транспорт

1.3. Реакции превращения спиртов

1.3.1. Механизмы реакций с участием спиртов
1.3.2. Каталитические превращения спиртов на твердых электролитах I типа
1.4. Тестирование кислотности поверхности твердых тел
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Характеристики образцов
2.1.1. Катализатор семейства II i
2.1.2. Катализаторы семейства I
медьсодержащие i.2xx
железосодержащие ix2.xx
фосфаты , где , Со, Си
2.1.3 Образец с нанесенной медью
2.2. Методика предварительной обработки образцов
2.2.1. Термические обработки
2.2.2. Плазмохимическая обработка в тлеющем разряде кислорода, водорода и аргона
2.3. Методы исследования образцов
2.3.1. Определение удельной поверхности образцов
2.3.2. Метод РФЭС
2.3.3. Дифференциальное тсрмогравиометрическое исследование катализаторов
2.3.3. Рентгенофазовый анализ РФА
2.4. Методика изучения каталитической активности
2.4.1 Хроматографический анализ продуктов каталитического превращения бутиловых спиртов
2.4.2 Методика изучения термодесорбции спирта
2.5. Тестирование кислотности поверхности катализаторов по адсорбции пиридина
3. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ И ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИХ ОБРАБОТОК НА КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И КИСЛОТНОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ СЛОЖНЫХ ФОСФАТОВ
3.1. Катализатор семейства ЫСЖ
3.1.1. Анализ поверхности методом РФЭС
3.1.2. Адсорбция пиридина на Ы3Ре2Рз
3.1.3. Влияние плазмохимических на активность ЫзРе2Рз в превращения бутанола
3.1.4. Десорбция и реакционная способность адсорбированного бутанола
3.2. Медьсодержащие катализаторы семейства I
рентгенофазовый анализ
термогравиметрический анализ
3.2.1. Превращения бутанола1, бутанола2 и изобутанола на Ка.2хСих2г2Рз, где х0 0, 0, 0,
3.2.2. Влияние плазмохимической обработки на активность ЫаСигфосфатов в тлеющем разряде кислорода
3.3. Двойной ортофосфат циркония, модифицированный медью
3.3.1. Влияние количества введенной меди на
каталитические свойства фосфата в реакциях бутанола
3.3.2. Плазмохимическая обработка Си2ЫгР в тлеющем разряде аргона
3.3.3. Тестирование кислотности образцов с нанесенной медью
3.4. Тройные ортофосфаты циркония зМ2г2Рз где
МСи, , Со
3.4.1. Каталитические превращения бутанола2 на Ма3М2г2Рз
образец Ыа3Си7г2Рз
образец з2з
образец Ыа3гпгг2Рз
3.4.2. Тестирование кислотности ЫазМХг2Рз по адсорбции пиридина
3.4.3. Влияние термической и плазмохимической обработки ЫазСи2г2РС4з на каталитические превращения бутанола
3.5 Каталитические превращения бутанола2 и
кислотность Ресодержащих фосфатов
адсорбция пиридина
каталитическая активность
десорбция и реакционная способность адсорбированного бутанола
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Преимущества этого метода обусловлены режимом ее существования низкие давления плазмообразующих газов 0, мм рт. К, времена воздействия от нескольких секунд до десятков минут, достаточно большие концентрации активных частиц. Плазма тлеющего разряда неизотермична электронная температура составляет около 1 ООО К, а тяжелых частиц близка к комнатной . Тлеющий разряд в кислороде неустойчив, наблюдается несколько форм существования разряда при близких параметрах, происходит возникновение широкого набора активных частиц в результате возбуждения кислорода . Об, Об. Наибольшей химической активностью обладают атомы кислорода О 3Р и метастабильные молекулы Аз, в окислительных процессах всегда участвует озон. В аргоновой плазме активных частиц гораздо меньше, чем в кислородной кластеры аргона существуют в электронном состоянии. Сродство атома аргона к электрону равно нулю. Восстановительные свойства для частиц аргона не характерны. Энергия низшего возбужденного состояния достаточна для ионизации при столкновении с нейтральными частицами. Воздействие аргоновой плазмы на материалы имеет в основном физическую природу, и температура ее ниже, чем кислородной плазмы . В отмечено, что обработка в кислородной и аргоновой плазме повышает однородность и селективность сорбентов, используемых в газовой хроматографии. При исследовании углеволокнистых сорбентов было показано, что аргоновая плазма ухудшает свойства сорбента, а кислородная увеличивает поверхности сорбента в два раза и повышает его адсорбционную емкость по углеводороду бензол . Низкие температуры и малые времена обработки сохраняют кристаллическую структуру исходных образцов. При указанных параметрах плазмохимической обработки достигается достаточно высокая степень удаления нежелательных органических и неорганических компонентов например, кокса в дезактивированных катализаторах и хлора. При модифицировании поверхности катализаторов и в процессе их регенерации возникают поверхностные структуры, обеспечивающие увеличение активности, селективности и стабильности работы катализаторов. Газоразрядная низкотемпературная плазма может успешно использоваться для модифицирования поверхностей силикагелей, катализаторов и цементов, что особенно существенно, при сохранении их исходной структуры , . Метод оказался весьма эффективен для снижения ионов хлора в цементах и клинкерах. При исследовании модифицирующего действия плазмы тлеющего разряда в кислороде и аргоне на катализатор гидрирования СО состава аРе2ОзЦВМ обнаружили увеличение поверхности обработанных образцов в 1, раза, связанное с образованием вторичных пор, разрушением кристаллов оксида железа и их аморфизацией до . Авторами установлено, что основную роль в плазмохимической регенерации играет атомарный кислород. Каталитические испытания показали, что активность как на единицу массы, так и на единицу поверхности выше для регенерированного катализатора реакции ФишераТропша по сравнению с исходным, а доля олефинов возрастает на . В работах , исследовался процесс плазмохимического приготовления катализатора реакции ФишсраТропша путем пропитки цеолита нитратом железа с последующей обработкой в тлеющем разряде кислорода и аргона. Показано, что действие тлеющего разряда на нитрат железа приводит к образованию высокодисперсных частиц оксида железа. Обогащение поверхности цеолита оксидом железа болсс эффективно проходило в кислородной плазме. Различие в поверхностных концентрациях железа объяснено тем, что реакция разложения азотнокислого железа в аргоновой плазме идет быстрее, и образовавшиеся частицы Ре2Оз остаются в каналах цеолита. 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 составляла 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.