Влияние химического состава поверхности и пористой структуры окисленных углей на кислотный катализ в растворах

• Автор: Ларина, Альбина Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 227 c. : ил

1.1. Химическая природа поверхности. Взаимодействие с кислородом.

1.2. Пористая структура активных углей. Роль структурного фактора в каталитических процессах на углях . . .

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Глава 2. ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ПОВЕРХНОСТИ УГЛЕРОДНЫХ КОНТАКТОВ

И ИХ КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

2.1. Задачи исследования и пути их решения

2.2. Влияние природы исходного углеродсодержащего материала и способа окисления на каталитические свойства угольных контактов в реакциях инверсии сахарозы и гидролиза этилацетата
2.3. Исследование химической природы поверхности угольных контактов методами ИКРФЭсиектроскопии и дифференциальнотермического анализа

Глава 3. РОЛЬ СТРУКТУРЫ УГЛЕРОДНЫХ КОНТАКТОВ В КАТАЛИЗЕ

ЖИДКОФАЗНЫХ РЕАКЦИЙ КИСЛОТНОГО ТИПА

3.1. Влияние структурных характеристик угольных контактов на кинетику реакций инверсии сахарозы и гидролиза этилацетата
3.2. Влияние адсорбции участников реакции окисленными углями на кинетические характеристики процесса инверсии сахарозы . II
Глава 4. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКИСЛЕННЫХ УГЛЕЙ В РЕАКЦИЯХ ГИДРОЛИЗА. СВЯЗЬ МЕЖДУ ГОМОГЕННЫМ И ГЕТЕРОГЕННЫМ КАТАЛИЗОМ
4.1. О механизме реакций гидролиза сложных эфиров на окисленных углеродных контактах
4.2. Анализ кинетических параметров гидролиза этилацетата и инверсии сахарозы на окисленных угольных контактах
Глава 5. ПРИМЕНЕНИЕ ОКИСЛЕННЫХ УГЛЕЙ В КАЧЕСТВЕ КАТАЛИЗАТОРОВ ЖИДКОФАЗНЫХ ПРОЦЕССОВ КИСЛОТНОГО ТИПА . . .
5.1. Исследование каталитического действия активированных углей на разложение сахарозы в сиропах сахарорафинадного и свеклосахарного производств
5.2. Изучение возможности усовершенствования технологии получения ыалоновой кислоты.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


При этом поверхностные группировки могут быть связаны как с системой конденсированных ароматических колец или ребрами микрокристаллитов, так и с боковыми цепями алифатического характера, например, по схеме
На примере технических окисленных древесных углей ДОУ, ионообменное и каталитическое доведение которых значительно отличается от обычных, приготавливаемых традиционными способами углей 2,,,, наглядно было показано влияние химического строения поверхностного слоя. За счет наличия в структуре таких углей большого количества боковых алифатических цепочек, окисление их проходило без предварительного активирования, при более низких температурах и гораздо легче, чем поверхностных атомов углеродного скелета . Хорошими катализаторами этого процесса могут служить обычные активные угли, тогда как окисленные кислородом воздуха при с угликатионообменники не проявляют почти никакого каталитического действия. Замеченное понижение активности обычного угля авторы 8,, объясняли постепенным окислением поверхности угля в процессе реакции. В работе показано, что при жидкофазном окислении углей АР3 их активность в
указанной реакции также снижается. При изучении каталитического разложения тиосульфата натрия на угле было установлено, что активный уголь очень сильно ускоряет эту реакцию в нейтральных и слабокислых растворах, хотя в этом случае зависимость каталитического действия угля от химической природы его поверхности была выражена гораздо менее отчетливо, чем при разложении перекиси водорода. Наглядным примером противоречивости результатов по катализу на углях, полученных при исследовании очень близких систем, а порой одной и той же системы являются результаты изучения реакций окисления кислородом различных неорганических соединений солей железа П 3, , олова П в солянокислом растворе , желтой кровяной соли ,, кислородных соединений четырехвалентной серы 4,,, сероводорода ,,,. Например, по данным ,, каталитическое окисление а в зо, сильно ускорялось обычным активным углем даже при низких температурах С в отличие от окисленных углей, а процесс окисления кумола окисленным углем даже ингибируется . Как полагают авторы , в каталитическом окислении г принимает участие слабо связанный с поверхностью хемосорбированный углем кислород. Аналогичный результат был получен при окислении мышьяковистой кислоты 7 молекулярным кислородом в растворе. Напротив, окисление аскорбиновой кислоты, проведенное тем же автором, интенсивнее происходило на окисленном при 0С угле. Окисление гидрохинона более всего ускоряет высокотемпературный, активированный при 5С кислородный уголь 8б , причем активность угля не снижается в ходе реакции. В то же время изомер гидрохинона пирокатехин, обычно тоже легко окисляющийся, впол
не устойчив к действию кислорода, хемосорбированного углем . Каталитическое действие активированных углей разной природы неодинаково также в отношении других органических соединений. Так, известно, что муравьиная кислота легко окисляется кислородом в присутствии угля 4,8, однако автору не удалось обнаружить какоголибо влияния химической природы поверхности угля на скорость процесса. Легко окисляются также и двухосновные щавелевая и малоновая кислоты на поверхности углей, в то время как оксикислоты молочная и яблочная и предельные одноосновные 4 весьма устойчивы. При окислении мочевой кислоты и ее солей , , также не наблюдалось четкой зависимости от химической природы поверхности. Анализировать подобные данные несколько затруднительно, поскольку в ряде случаев применяли угли со слабо охарактеризованной химией поверхности и пористой структурой, не всегда корректно выбирали условия проведения процесса. Кроме того, следует учесть сложность и разнообразие механизмов изучавшихся окислительно восстановительных процессов, с другой стороны разнообразие объектов и условий проведения процессов. Это приводит к мысли, что в общем случае, видимо, не существует простой зависимости между химической природой поверхности углей и их каталитическим действием в реакциях электронного типа. Тем не менее, распространенным в литературе сейчас является мнение об относительно более высокой каталитической активности обычного кислородного, чем окисленного угля в катализе этих реакций ,8,. По мнению Стражеско 2, снижение каталитической активности углей при окислении связано с изменением их электронного состояния, повышением работы выхода электрона и связанными с этим затруднениями при переносе электронов из проводящей зоны к субстрату.