Адсорбционные свойства гетерополикислот структуры Кеггина и модифицированных ими кремнеземных носителей

• Автор: Рыкова, Анна Ивановна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 118 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Литературный обзор

1.1. Общие сведения о гетерополисоединениях ГПС

1.1.1. Гетерополикислоты ГПК как класс гетерополисоединений

1.1.2. Молекулярная структура гетерополикислот го ряда

1.1.3. Кристаллическая структура гетерополикислот

1.2. Состояние ГПК в растворах

1.2.1. Растворимость ГПК в различных растворителях.

1.2.2. Кислотноосновные свойства ГПК

1.2.3. Окислительновосстановительные свойства ГПК.

1.3. Некоторые свойства твердых ГПК
1.3.1. Кислотность кристаллических ГПК.
1.3.2. Адсорбционные свойства ГПК
1.4. Адсорбция ГПК из раствора пористыми носителями
1.4.1.Формирование ГПК на поверхности твердых материалов.
1.4.2.Некоторые свойства нанесенных ГПК
1.5. Существующие и перспективные направления использования гетерополикислот
2. Объекты и методы исследования
2.1. Используемые вещества и их очистка.
2.2. Получение модифицированных образцов
2.3. Методы исследования
2.3.1. Адсорбционная вакуумная установка.
2.3.2. Термогравиметрические измерения.
2.3.3. Спектроскопические измерения
2.3.4. Калориметрические измерения.
3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.1. Исследование характера адсорбции паров воды и алифатических спиртов массивными гетерополикислотами
3.1.1. Изучение особенностей формирования ГПК в полных изотермах адсорбции воды и получение их высоководных кристаллических модификаций.
3.1.2. Выявление условий образования алкоголятных форм ГПК и особенности их системной устойчивости.
3.2. Физикохимическое исследование композитов и влияние на их адсорбционные свойства количества нанесенной ГПК
3.2.1. Спекхрохимическая оценка образования водородных связей в модифицированных образцах.
3.2.2. Результаты дифференциального термического анализа состояния ГПК на поверхности носителя.
3.2.3. Изучение адсорбционных свойств модифицированных образцов
и выяснение особенностей полных изотерм поглощения воды
3.2.4. Калориметрическое определение теплот смачивания модифицированных образцов и оценка вклада ГПК на поверхности носителя.
4. Практическое приложение результатов исследования адсорбционных
свойств гетерополикислот
Литература


На основании адсорбционного эксперимента установлены составы гидратов ГПК, соответствующие определенной влажности в режимах гидратации и обезвоживания предельные составы твердых алкоголятов и величины необратимой сорбции спиртов. Установлено, что гетерополианионы закрепляются на поверхности носителя в виде низководного гидрата 56 молекул воды за счет образования прочных водородных связей. К приводит к разрушению гетерополианиона структуры Кеггина и образованию гетерополисоединений 6го ряда. Получены изотермы адсорбции паров воды па образцах ГПК, нанесенных на кремнеземный носитель. Обнаружена корреляция между количеством ГПК в образце и формой изотермы при содержании кислоты в образце не достаточном для формирования мономолекулярного покрытия до для молибденовых и до для фольфрамовых ГПК изотерма сохраняет форму изотермы носителя, большее содержание кислоты приводит к появлению на изотерме ступеней, положение которых определяется относительным давлением паров воды. Практическая значимость. Предложена методика получения образцов с заданным содержанием кислоты на поверхности носителя. Показана возможность применения фосфорномолибденовой кислоты в качестве наполнителя фильтра для осушки воздуха. Апробация работы материалы диссертации докладывались на I Фестивале конкурсе научноисследовательского, технического и прикладного творчества молодежи и студентов Курган, КГУ, г. ГХ Международной конференции Теория и практика адсорбционных процессов Москва, ИФХ РАН, г. Российском семинаре Компьютерное моделирование физикохимических свойств стекол и расплавов Курган, КГУ, г. Публикации Основное содержание диссертации изложено в 9 печатных работах и 2 депонированных рукописях. Структура и объем диссертации Работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка цитируемой литературы. Глава 1 содержит обзор известных данных о строении и свойствах в том числе адсорбционных гетерополикислот. В главе 2 представлены способы очистки веществ и получения материалов, а также примененные в работе физикохимические методы. В главе 3 приведены основные результаты исследования и их обсуждение. Глава 4 содержит сведения о практическом использовании результатов исследования. Диссертация выполнена на кафедре химии Курганского Государственного университета. Значительная часть исследований выполнялась в соответствии с Координационным планом научноисследовательских и опытнопромышленных работ по программе Синтез, исследование и применение адсорбентов Научного совета по адсорбции Отделения химии и наук материалов РАН. Гетерополисоединения ГГ1С это комплексные соединения анионного типа, содержащие во внутренней координационной сфере в качестве лигандов анионы неорганических кислот. ГПС включают гетерополианион ГПА, построенный из металл кислородных октаэдров М как основных структурных единиц. Октаэдры соединяются между собой вершинами, рбрами и гранями с образованием весьма прочного и компактного каркаса ГПА. ГГ1А содержит гетероатом X, который расположен в центре аниона и поэтому называется центральным атомом. Ясно выраженную склонность к образованию подобных ГПА проявляют элементы IV VI групп периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Так, в качестве металлов в состав ГПА могут входить VI, V1, VV, V гетероатомами наиболее часто служат V, V, iIV, IV, iIV . В зависимости от числа гстсроатомов ГПС могут быть одно, двух и трхядерными. Заряд ГПА может достигать значительной величины. В качестве катионов могут выступать ионы щелочных и щелочноземельных металлов, ионы водорода. Соединения с катионами водорода называются гетерополикислотами ГПК. В настоящее время для молибдена, вольфрама, ниобия и ванадия известно более типов структур ГГ1А, включающих от 4 до атомов металла и от 1 до 9 гетероатомов. Их молекулярный вес достигает 1 ООО ООО. Тип ГПС принято характеризовать отношением числа атомов металла в ГПА к числу гетероатомов МХ ,0,1. Наиболее распространенными и изученными являются ГПС, относящиеся к насыщенному му ряду. ГПС получают различными методами, обычно в водных растворах.